EVに関することなんですが…

Question

EVにトランスミッションって必要でしょうか？テスラでしたり、ポルシェとかの一部メーカーの車には載ってるらしいですが｢大量生産できて、一般収入の男性でも手を出せるクラスの市販EV(リーフなど)｣に要らない気がします…
その辺どうなんでしょうか？

また、EVにミッションを載せた時のメリット、デメリットがあれば教えて頂きたいです。

Answer 1

モーターには大きく分けて直流モーターと交流モーターがあります。
直流モーターは起動トルクが強い性質があり、たとえばエンジンを始動するためのセルモーターなどに使われます。
交流モーターは起動トルクが弱いだけでなく、大きな欠点として特定の回転数以外での使用がしにくいという問題があります。つまり、車のように速度が変化するものには使いにくいわけです。

初期の電気自動車(ガソリン自動車が作られる前)は直流モーターを使っていました。直流モーターの起動トルクが強いという利点は、裏返せば起動時に大きなトルクを出させると大電流を喰ってしまうという欠点でもあります。そのため、発進時の必要トルクを低減するためにトランスミッションを載せている車が存在していました。

現在のEVは、整流子を持たない交流モーターを使っています(システム全体では直流モーター)。電子回路・素子の進歩によって、モーターの回転数に合わせて駆動する交流の周波数を連続的に変化させるという事が可能になったからです。言ってみればその電子回路が無段階変速のトランスミッションの役目を果たしているという事になりますので、一般的な用途でギヤを組み合わせたトランスミッションが今後必要になることは無いと思われます。

Answer 2

テスラにはトランスミッションはありません、開発していましたが開発できずに断念破棄しています。
現状電気自動車用のトランスミッションを作れるのはドイツだけです、爆発的な瞬発パワーに耐えられない為です、重機や戦車を作っているメーカーなら作れるでしょうが自動車関連メーカーではまだ作れる所がドイツのみです。
いずれ日本メーカーも作れる様にはなるでしょう、とは言え普及型の電気自動車では必要ありません、超高性能な電気自動車のみです。

Answer 3

欧州など時速140km/h以上を使う場合は、EVでも2段変速くらいはあったほうが良いという見方もあるようです。

日本国内においては、モーターの利用範囲が広いためトランスミッションは不要。むしろギヤと変速機を備える部品点数増により、「伝達ロス」「故障率増大」「重量増」など、むしろ逆効果との見解です。（三菱自動車のPHEVエンジニア談）

Answer 4

トランスミッションなんて、
あんな鉄の塊、無駄以外の何ものでもない。
今ですら、「あってもいいんじゃないか」程度のもの。
高速回転域でのモーターの改良が進めば、
そのうち、誰も見向きもしなくなる。

Answer 5

トランスミッションは正確にはデフなども含まれている。
なのでインホイールモーターでない限りトランスミッションはある。
それを踏まえたうえでギアボックスの必要性だが無くても大丈夫だけどあった方がいい。
効率を求めると必要になってくる。
将来的にはギアボックスは標準で搭載になりそう。
段数は少ないが。

Answer 6

EVに変速機はなくても良いけどあった方が良いですね｡

エンジンはトルクバンドがが非常に狭く変速ギアがないと
まともに走れません｡
どんなハイパワー車でも1速じゃ80km/hも出ないし
6速はおろか3速ギアでも発進は難しいです｡

モーターは1回転目から最大トルクで高い回転数まで高トルクが続きます｡
そしてエンジンは6000回転とかまでしか回りませんが
モーターは15000回転とか普通に回ります｡
上のギアで例えると3速でスタートして200km/hまで3速のまま
で走れてしまうと言うことです｡

但し､新型ノートのモーターを参考に
モーター最高出力：116PS（85kW）/2900-1万0341rpm
モーター最大トルク：280N・m（28.6kgf・m）/0-2900rpm

最大トルクは0-2900rpmまで一定で
最大馬力は2900-1万回転まで一定ですね｡
実際にはモーターはモーター自身を回し続ける負荷によって
ある程度の回転数（この場合だと2900rpm）から一気に
トルクが下がっていくのです｡
2900rpmでも1万rpmでも同じ馬力で電力だけが余分にかかってしまうと言うことになります｡
3速ギアがあれば2900rpmで60km/h､120km/h､180km/hという
風にモーターの回転を下げて使えるので電費が良くなります｡

またモーターは低回転型と高回転型があり低回転型はより高い最大トルク
が得られるので多段ギアがあればより低回転型のモーターが使えます｡

しかし変速機を付けると重量が重くなる､価格が高くなる､変速ギアを
介する分伝達ロスが出る｡
EVでは多段ギアにはしにくいのです
またモーターは車軸内に付けられ直接タイヤを回す形となるので
コンパクトで効率が良くなります｡
大きな変速機を付けてエンジンのようにしてしまうと
スペースも取るしドライブシャフトやデフなど更に伝達ロスが出ます｡
大パワーなので小さなギアも採用にしくくポルシェなど
2速変速が精一杯です｡
その辺の費用などのバランスの問題ですね｡