与钢带链条无关 电子无级变速器ECVT解析

  前两天有朋友问到了凯迪拉克凯雷德混动车型，说凯迪拉克技术线排量的汽油机可搭配CVT无级变速器，当时我给他的回复是凯雷德混动车型使用的是电子无级变速器ECVT，不是通常我们见到的那种使用链条或者钢带的CVT变速器。但是关于ECVT，一两句话也说不清楚，所以就有了今天这篇文章，说说在很多混动车型上使用的ECVT。

  首先要说的就是这个ECVT的结构，它的核心就是一套行星齿轮组和多个电机，行星齿轮组能够说是个挺神奇的东西，变速器、差速器里面都一定会出现它的身影；ECVT里面的电机也挺忙活，有的负责发电，而有的负责驱动调节车速。与现在的普通CVT相比，ECVT要更为简单。

  那么ECVT是怎么来控制并驱动车辆的呢？这可能是是很多工程技术人员也不愿意为你讲解的问题——他们比大家都懂，但是讲起来确实太复杂了，所以我们干脆借用一段视频（视频中为上一代普锐斯的ECVT，基础原理与现在的主流ECVT并无区别）来更直观的说明ECVT的控制原理：

  点击观看台湾同行对于ECVT的讲解视频（非技术控慎入，视频略长，请耐心观看）：

  从上面的视频，我们归纳一下，ECVT的关键是通过行星排上的行星齿轮、离合器外加调速电机来实现变速，这样的一个过程完全是无缝衔接，叫它无级变速器（Continuously Variable Transmission）也无可厚非，加上采用电控和电驱动，所以就被称为ECVT了。

  与现在普通CVT变速器相比，ECVT变速器的结构甚至更简单，与前者类似的是都有行星齿轮结构，但没有液力变矩器、钢带等结构——从这点来也远比普通AT变速器简单，结构相对比较简单的好处就是变速器可以做的更紧凑，这对于本身尺寸较小的车型来说很重要。同时由于没钢带等因素制约，ECVT可以直接承受大扭矩（比如凯雷德的最大扭矩接近500牛·米，这对于普通CVT变速器没办法想象）。

  由于没了液力变矩器等动力耦合部件，因此ECVT的传动效率也非常高——普锐斯等混动车型之所以节省，一种原因是发动机处于阿特金森（或类似阿特金森）循环状态，工况非常经济，另外一方面变速器较高的传动效率也功不可没。

  ECVT不但具有物理挡位，同时对于多个电机、离合器等的协作提出了非常高的要求，因此控制软件也比普通CVT变速器复杂的多（实际上CVT变速器的控制逻辑在自动变速器里面几乎是最简单的），这不但有必要进行非常多的试验，同时也需要厂商在这方面的长期市场反馈积累，这一点对于丰田等混动系统开发经验比较丰富的厂商来说更具优势。

  另外，ECVT对于控制电机的可靠性、功率与运行精度要求也非常高，普通自动变速器如果个别电磁阀失效还能勉强行驶，ECVT上的电机一旦失效，变速器就会完全停摆，这也是ECVT潜在的风险之一。

  ECVT变速器目前主要搭载在混动车型上，大家常见的横置发动机车型如沃蓝达、普锐斯、凯美瑞，纵置发动机车型如雷克萨斯GS、LS等都采用了不同设计的具体方案但是原理类似的ECVT变速器，而这些车型往往在动力和经济性方面表现得非常均衡。

  结语：好的变速器能让车辆的动力系统充分的发挥效能，ECVT就很适合电驱动或者混动车型（虽然为了节约成本，电动车往往采用简单的单级减速器，不过已经有厂商研究用于纯电动车型的ECVT变速器了），随着新能源车的普及，我们未来也会更多体验到这款构思巧妙，传动直接，经济性好的变速器。

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