保時(shí)捷兩檔箱技術(shù)細(xì)節(jié)

電動(dòng)車從沒檔位到有檔位，原因可以歸結(jié)于三點(diǎn)：效率的提升、動(dòng)力性增強(qiáng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)小型化和低速化，我們分別看看這款變速器的情況：第一點(diǎn)效率上，兩檔對 Taycan 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的效率提升沒有任何幫助。第三點(diǎn)電機(jī)小型化上，Taycan 的后軸（兩檔變速器所在軸）采用了 335千瓦、550牛米和 16,000轉(zhuǎn)速的電機(jī)，顯然沒有走小型化和低速化的路線。保時(shí)捷真正的初衷在與第二點(diǎn)，“動(dòng)力性增強(qiáng)”上。利用第一檔的高傳動(dòng)比，Taycan 在百公里加速上達(dá)到了2.61 秒，比特斯拉 Model S 稍快。

變速器技術(shù)細(xì)節(jié)

在開發(fā)這款兩檔變速器的過程中，保時(shí)捷在前期考慮過不同的設(shè)計(jì)方案。下圖展示了其中的六種方案。包括行星齒輪組形式（例如方案③、④、⑥）、圓柱齒輪形式（例如方案①），以及兩者的混合形式（例如方案②、⑤）。各個(gè)方案復(fù)雜度不一，方案⑥甚至采用了兩組行星齒輪排來實(shí)現(xiàn)兩個(gè)檔位，不難想象為什么這個(gè)方案沒有被最終采用。

值得指出的是，所有方案都有一個(gè)共性，那就是都采用了一個(gè)單向離合器、一個(gè)爪式離合器以及一個(gè)多片式離合器（圖中的黑色三角形符號代表單向離合器，黑色圓形符號代表爪式離合器）用來換檔。我們馬上會(huì)說這幾個(gè)離合器的功能。保時(shí)捷最終選擇了行星齒輪組形式的方案④，進(jìn)入了量產(chǎn)。

我們這里就挑出方案④和落選的方案③，看看保時(shí)捷為什么這么選擇。

在第④號方案中（下圖左側(cè)圖），驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過一級齒輪組減速，連接到行星齒輪組的齒架上（藍(lán)色線）。第一檔時(shí)，太陽輪（紅色）通過左側(cè)的單向離合器（黑色三角形符號）被鎖死。此時(shí)，根據(jù)需要，變速器控制器還可以額外關(guān)閉爪式離合器（黑色圓形符號），給太陽輪“上了第二把鎖”，使其鎖死。行星齒輪組中的齒圈連接至差速器（綠色），作為變速器的輸出端。這是第一檔的情況。這一檔的傳動(dòng)比為 16:1。第二檔時(shí)，爪形離合器打開，同時(shí)齒圈與齒架通過一個(gè)多片式離合器連接，行星齒輪組被“短路”。第二檔的傳動(dòng)比為 8.05:1。

在第③號方案中（落選，下圖右側(cè)圖），驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速通過一級齒輪，與行星齒輪組的齒圈外側(cè)嚙合。第一檔時(shí)，單向離合器或/和爪式離合器鎖死。第二檔時(shí)，多片離合器鎖死。方案③的結(jié)構(gòu)其實(shí)更為簡單。

為什么③號方案落選？高轉(zhuǎn)速。如果你回到上一張圖，你可以發(fā)現(xiàn)，在①、②、③號方案中，當(dāng)電機(jī)以高轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時(shí)，方案①和②中的多片離合器、方案②和③中的行星齒輪組的齒圈直接與高轉(zhuǎn)速“接觸”，零件的設(shè)計(jì)構(gòu)型要求非常高。而在方案④、⑤、⑥中，電機(jī)出口處的一級減速成為了一道天然屏障，使得之后的零件所“接觸”到的轉(zhuǎn)速大大降低。這樣一來，行星齒輪組、換檔元件等都處于一個(gè)“轉(zhuǎn)速保護(hù)區(qū)域”，這些零件的設(shè)計(jì)、選型要求都能大大降低。反過來看方案①、②、③，這個(gè)“轉(zhuǎn)速保護(hù)區(qū)域”是不存在的。

而相比于⑤和⑥來說，方案④的優(yōu)勢在于它的結(jié)構(gòu)“不那么復(fù)雜”（其實(shí)也挺復(fù)雜，我不好意思說出來）。就這樣，就像為 Taycan 取名字一樣，保時(shí)捷千挑萬選，最終看準(zhǔn)了方案④，進(jìn)入了量產(chǎn)。

保時(shí)捷Taycan變速器中的換檔鼓

必須指出的一點(diǎn)是，雖然只有兩個(gè)檔位，但是兩檔變速器的構(gòu)型可以非常多樣。上面展示的保時(shí)捷所考慮的六種方案就是一個(gè)很好的實(shí)證。保時(shí)捷選中的方案④復(fù)雜度很高，對于很多其他公司來說，沒有太多的參考意義。如上圖，這款變速器內(nèi)采用的很多零件都是行業(yè)內(nèi)不常使用的種類，例如換檔鼓、離合器撥叉等。由此帶來的一大挑戰(zhàn)是供應(yīng)商的選擇，以及與之相聯(lián)的成本問題。當(dāng)然，保時(shí)捷作為財(cái)大氣粗的高端車型廠商，這些問題“比較”好解決，對于他人來說卻是另一碼事。 兩檔變速箱還有比保時(shí)捷更好的方案。市場上兩檔產(chǎn)品，在接下來的幾年中會(huì)出現(xiàn)多樣化。從技術(shù)路線上總結(jié)來說，在無動(dòng)力中斷換檔的前提下，成本為王。

審核編輯 ：李倩