0 
В последнее десятилетие в мире приобретают популярность электромобили. Связано это с тем, что такие машины наносят меньший вред окружающей среде, а также с тем, что природные топливные ресурсы, которые используются в двигателях внутреннего сгорания, исчерпываются. Электромобили же приводятся в действие электромотором, питание которого происходит за счёт аккумуляторных батарей. Некоторые электрокары оснащаются коробкой передач, но нужный ли это компонент для авто такого типа, рассмотрим далее.
Есть ли коробка передач в электромобиле
Электромобили впервые появились в конце XIX века, но они оказались достаточно энергозатратными, и после изобретения двигателя внутреннего сгорания о них на десятилетия забыли. Позже о них вновь вспомнили, после того как начали возникать серьёзные экологические проблемы, такие как:
- возникновение парникового эффекта — последствия выброса сгораемых топливных газов;
- снижение человеческого иммунитета в результате экологического загрязнения.
Главное различие между электрокарами и машинами, оснащёнными двигателями внутреннего сгорания, состоит в виде трансмиссии, которая используется. Автомобили на топливных двигателях имеют КПП с большим количеством ступеней (чем больше, тем машина резвее). Большинство электромобилей же снабжены только одной скоростью.
Происходит это потому, что максимальный крутящий момент в электродвигателе достигается даже на нулевых оборотах. Электромобиль не нуждается в системе разъединения двигателя от трансмиссии на холостом ходу, при остановке машины, потому что холостого хода у электромотора нет. Электродвигатели включают в себя оборотный диапазон шире, чем у топливного мотора. Но, в отличие от топливных агрегатов, электромотор не рассеивает мощность в оборотной зоне. Исходя из этого, коробок переключения у электромобилей нет.
Одна передача в электродвигателях применяется, потому что:
- Электрические агрегаты даже на низких оборотах выдают высокий крутящий момент.
- Моторы имеют высокие обороты.
- На всем протяжении оборотов эффективны, включая и максимальные обороты.
Нужна ли коробка передач в электромобиле
Механика сдаёт лидирующие позиции в пользу автоматики. Но некоторые водители любят ездить исключительно на механике.
В набирающих популярность электрокарах, как правило, не предусмотрена трансмиссия. Электромашине не нужна коробка передач, потому что как только водитель жмёт педаль газа, создается максимальный крутящий момент электромотора. То есть электромотором максимальная мощность достигается и на малых оборотах. С логической точки зрения, ставить сцепление в электромашину не нужно. Ведь мотор не прекратит работу, когда не включится нужная передача, как в авто с топливным двигателем. Тем не менее, если хочется эффекта переключения скоростей, то и на электромобиль ставят механическую КПП.
Большая часть выпускаемых сегодня электрокаров оборудованы одноступенчатыми редукторами. Облегчение коробок переключения передач связано с тем, что электромотор выдаёт крутящий момент, намного больший, чем двигатель внутреннего сгорания. Но по некоторым причинам производители автомобилей разрабатывают электромобили со сложной КПП.
Убитые дороги, иногда и бездорожье затрудняют работу одноступенчатой коробки, часто не справляющейся с поставленными целями. При смешанном режиме езды предпочтительнее выбирать КПП с тремя или четырьмя скоростями. Она не только оптимизирует крутящий момент, но и снижает потребление аккумулятора.
Хотя в большинстве электрокаров КПП не предусмотрена и не нужна, в некоторых гоночных автомобилях они есть. Отличительной особенностью коробок является то, что используются максимум три скорости, но это больше гоночная стратегия, чем выигрыш на практике.
Электромобили с коробкой передач
Главным недостатком современных электромобилей является то, что без подзарядки аккумуляторов запас хода редко превышает 200 километров. Крутящий момент для подъёма в гору, трогания с места необходим намного больший, чем при езде по ровной дороге. На эти моменты расходуется львиная доля заряда аккумулятора.
Когда мотор напрямую соединён с колёсами или через специальный редуктор, мощность его определяется потребностями частных режимов. То есть чаще мотор подвержен частичным нагрузкам, а основная мощность не расходуется. А она влияет на вес мотора, кабелей, блоков питания. При внедрении коробки переключения передач сохраняются заданные характеристики авто, но и увеличивается запас хода.
КПП электромобилей идентичны тем, которые применяются в машинах с топливным мотором. Обороты электромотора делают привод эффективным. Коэффициент полезного действия мотора с переменным током составляет около 80% (при 2000–12 000 об/мин), с постоянным током при последовательном возбуждении — 70% (при 2000–5000 об/мин). Коэффициент полезного действия бесколлекторного агрегата постоянного тока выше — 85% (при 3000–8000 об/мин).
Существующие виды электромоторов часто работают при постоянном моменте на валу до 5000 об/мин, с увеличением оборотов происходит падение момента. Это значит, что машина хуже набирает разгон после 70 км/ч, что опасно при езде по шоссейным дорогам
Таким образом, эффективно электромотор работает, когда обороты свыше 2000 в мин., а электромобиль на скорости 105 км/ч выдаёт около полтысячи, поэтому электрокары оснащены механическими КПП с передаточными отношениями 4:1, 8:1, хотя имеют электрический привод.
При установке на электрокар коробки передач, ведущие колёса посредством ручной, автоматической КПП и дифференциала соединены с валом. На электромашинах, переделанных из бензиновых, устанавливают электрический двигатель, на замену топливному, а КПП остаётся прежней. Но многоступенчатые же применяются и на не переделанных электрокарах. Четырёхступенчатой с задней скоростью оборудован «Фиат Панда Электрик».
Фирма Rimac в мелкосерийном производстве использует двухступенчатую КПП для электродвигателей. Многоступенчатые коробки передач на электродвигателях устанавливают для улучшения характеристик двигателя на наших дорогах. На сегодня электромобили с ними встречаются редко. Это связано с особенностью работы электромотора.
Массовый выпуск электрокаров с КПП возможен тогда, когда это будет и экономически, и технологически выгодно. Производителей пока устраивает наращивание мощности и увеличение размеров электродвигателей. Электрокары с коробкой передач вскоре станут реальностью. В массовом выпуске машины с 2-ступенчатыми коробками передач появятся после 2020 года. Со временем ими будут оснащаться и недорогие электрокары среднего класса.
