Зачем имитировать механическую коробку передач, когда настоящая коробка передач была бы хороша в электромобиле?

К

Опубликовано

В недавнем интервью Top Gear появилась неожиданная новость об электромобилях: Lexus рассматривает возможность создания электромобиля в какой-то момент в будущем с механической коробкой передач. Подвох? Если это произойдет, это не будет настоящая механическая коробка передач. Вместо этого это будет имитация рычага переключения передач и имитация педали сцепления.

В интервью фанатики чистых технологий выделяют две ключевые вещи. Во-первых, Lexus — это компания Toyota, а Toyota известна тем, что мало производит электромобили. Компания надеется на более совершенную аккумуляторную технологию и лучшую инфраструктуру, прежде чем полностью заняться электромобилями, и даже в этом случае ожидает, что PHEV, автомобили на водородных топливных элементах и ​​другие формы электрификации будут присутствовать у Toyota еще долгое время. Таким образом, идея о том, что компания собирается создать электромобиль, особенно в форме суперкара, кажется подозрительной.

Но если технология твердотельных аккумуляторов станет популярной (Toyota утверждает, что далеко продвинулась в разработке этой технологии), снижение веса сделает ее подходящей для электромобилей.

Другой важный момент, связанный с имитацией руководства, взят из этой цитаты:

«Затем он бросает небольшую бомбу. Он экспериментирует с своего рода симуляцией «ручной» трансмиссии, выполняемой с помощью программного обеспечения. «Это мое хобби, сумасшедшая вещь. Я ищу лучшего взаимодействия, даже в электромобиле, мне нужна еще одна связь между автомобилем и водителем. Речь идет не только об эффективности. Я люблю машины и хочу чего-то другого».

Знаю, знаю. У электромобилей одна передача, и это очень удобно. Tesla доказывает, что можно обойтись и без дополнительных передач, верно? Я уже писал об этом, и не так уж и много.

Электродвигателям электромобилей не нужна многоскоростная трансмиссия, поскольку они могут работать в широком диапазоне скоростей. На нижнем конце они могут достигать 0 об/мин без остановки. Нет необходимости работать на холостом ходу, а когда вы нажимаете на тонкую педаль, доступна полная мощность. Большинство электродвигателей могут развивать скорость выше 10 000 об/мин на максимальной скорости без повреждений. Имея мало движущихся частей, они не разлетаются на куски на такой скорости.

Хотя есть одна проблема. Электродвигатели не генерируют одинаковый крутящий момент от нуля до максимальных оборотов в минуту. Все они работают на полную мощность до определенной скорости; затем их крутящий момент начинает постепенно уменьшаться. Эффективность также варьирует скорости, на которых способен двигаться двигатель. Оптимальная точка, где они наиболее эффективны, находится в диапазоне от ⅓ до ½ мощности при скорости 30–40 миль в час (50–65 км/ч).

Несмотря на то, что электромобиль будет работать от 0 об/мин до максимальной скорости двигателя, он не будет иметь такой большой мощности и запаса хода, если его единственная передача предназначена только для езды по городу. Исправление этого, сделав передачу «выше», теоретически может помочь. , но тогда в городских условиях производительность и экономичность автомобиля снизятся.

Большинство людей не знают, что первоначальный план Теслы относительно родстера заключался в том, чтобы иметь двухступенчатую коробку передач. Это обеспечит оптимальную производительность за счет использования более низкой передачи для начального ускорения, а затем перехода на более высокую передачу после достижения желаемой скорости. Однако по сравнению с другими электромобилями, находившимися в разработке в то время, такими как Nissan LEAF с его максимальной скоростью 94 миль в час (151 км/ч) или Chevrolet Volt, который развивал скорость около 101 миль в час, стало ясно, что эта идея неосуществима.

Проблема заключалась в том, что Тесле не удалось создать многоскоростную коробку передач, способную выдерживать крутящий момент электродвигателя. Компания уже боролась с задержками в затратах, и у нее не было другого выбора, кроме как отказаться от многоскоростной трансмиссии. Однако работа над прототипом «Whitestar» для модели S дала еще одну идею: улучшив силовую электронику, можно было бы вставить в нее больше электронов, чтобы сделать кривую крутящего момента еще более длинной (т. е. увеличить скорость).

Однако неэффективность такого подхода очевидна. Теоретически использование большей мощности для улучшения производительности может сработать, но это неосуществимо, поскольку нынешняя технология аккумуляторов не сможет поддерживать это в течение очень долгого времени.

Тесла обнаружил, что лучший способ использовать две шестерни — разместить одну сзади, а другую — спереди. Это позволило создать мощный автомобиль, который мог поддерживать скорость на шоссе, а также изменять мощность, когда это необходимо для езды по городу. Внедрение Tesla двухмоторных приводов позволяет ее автомобилям, таким как модели S, X и 3, иметь разные передаточные числа в зависимости от того, необходимы ли они для более низких или более высоких скоростей. В «режиме диапазона» компьютер направляет больше мощности на привод с передачей, которая лучше всего соответствует ситуации при движении по шоссе.