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(資料圖)

說到手動擋你會想到什么？我想很多人對這種古老的變速箱的印象，一定是和燃油車緊密綁定的。確實，手動變速箱作為燃油車最早的變速箱形態，已經存在了超過一個世紀了，這種變速箱優缺點都很明顯，而現在這種古老的變速箱還被人記得的主要原因，要么就是它的廉價，要么，就是它的超高傳動效率和最直接的機械溝通感。

不過你可能會覺得好奇，MT 變速箱這玩意跟混動車，跟電車能扯上啥關系？這兩種車的動力傳輸路徑，已經意味著它們不再需要傳統意義上的 " 變速箱 " 了。所以如果當你知道，豐田最近公布了一項專利，將在混動車和電車上搭載手動變速箱的話，你會不會覺得很奇怪：豐田這是要干啥？

但看過文章之后你就會發現，新能源車和手動擋，還真有共存的道理。

大家有沒有發現一個問題：所有依靠電機跑高速的車，都存在相當嚴重的高速電耗問題，正因為高速電耗太厲害，直接導致了純電車的高速續航嚴重下滑，導致了插混油混或增程車，都必須在高速時頻繁啟動發動機參與驅動車輛，以減少電機高速電耗的問題。那么為什么電機會存在這種高速電耗過大的普遍性問題？請看上圖，這是電機外特性曲線圖，大家留意看功率和扭矩兩條線，你會很明顯發現，電機在零轉速到一定轉速范圍內，它的扭矩輸出是恒定的，我們一般管這個叫恒扭區，但在這個區間內，電機的功率是一路上升的。直到某個轉速點，電機進入一個恒定功率輸出的區間，這個叫恒功區。有沒有發現，恒扭區和恒功區是不重疊的？這就導致一個問題，電機加速力最強的恒扭區，是達不到最高功率的，但達到最高功率的恒功區，扭矩是線性下降的。而在這兩個區間之間有一個同時能達到最大扭矩和最高功率的點，這個就是電機的最優轉速點。所以換句話說，從電機的原理上看，這種機械是適合定速運轉的，而不適合變速運轉。換句話說，如果用來驅動車輛，電機其實是一個不完美的解決方案（電機只有一個最優工作穩態轉速點）。這就是高速電耗問題的根源。所有的電車也好，電機為主導的混動車也罷，如果在高速工況下要以電機為主驅動動力源，考慮到這些驅動系統只有單速變速箱，在高速工況時，電機必然處于高轉速區段，也就是處于恒功區，這就會出現扭矩下降，而要維持一定的車速，需要的不是馬力而是扭矩，這就必然導致需要更多電能以維持足夠的扭矩，而速度越高，需要維持扭矩的電能就越多，這就導致了電機的高速電耗暴增。所以要減低電機高速電耗，技術上有兩種方式，第一，使用轉速上限更高的電機，讓恒功區的轉速點推遲，盡可能通過高轉速電機，讓車輛在更高速度下仍然盡可能處于恒扭區，達到恒功區的時間延遲。這也是目前包括絕大多數國產品牌、特斯拉和大多數歐洲美國的車企用的一招。另外一個方式就更直接了，既然高轉速不可避免的要進入恒功區，扭矩要大幅度下跌，那么如果能通過變速箱，人為地把電機轉速一直控制在某個轉速點以內，那么同樣也可以在達到更低的電耗的同時，通過多擋變速箱，把車速維持好。這就是幾年前好幾家車企都研究過的，在電車上裝變速箱，以及現在國內很多插混系統的 " 多擋 DHT 變速箱 " 的路徑。但這里又有問題了，多擋變速箱固然可以保持轉速的同時維持車速，但采用何種變速箱？自動變速箱？無論是 AT、AMT、CVT 還是其他類似形式的，它們或多或少都存在能量效率相對 MT 變速箱更低的問題。我們現在要解決的是電機能耗問題，如果還采用這種會加劇能耗的自動變速箱，那是不是從工程上看，和降低電機能耗這個出發點背道而馳？所以這就是豐田這項專利的目的，既然要解決電機能耗問題，而 MT 是所有變速箱中傳動效率最高的一種，而且 MT 結構非常簡單，哪怕在很緊湊的結構中都能塞得下（MT 沒有液力變矩器或多片式離合器），所以對于 THS 這種結構非常緊湊，內部空間寸土尺金的混動系統來說，考慮到換裝高轉速電機必然產生的 " 副作用 " 是電機本體尺寸的加大加重（更高轉速必然意味著更粗壯的定子和轉子）和發熱量加大（能量守恒），還真的沒有什么比 MT 變速箱更好的方式了。所以可能有些人會覺得，豐田在混動車搞這個是多此一舉，但通過我們的解讀大家會知道，這種做法是有必要性的，特別是針對 THS 這種先天結構緊張，內部空間極小的小型混動系統來說，MT 變速箱是很好的選擇。當然了，這種 MT 變速箱和傳統意義上的手波不同，它是沒有離合器的（其實它有離合器，但已經被集成在飛輪端了，由驅動電機控制），僅保留了 MT 的基本結構，所以大家其實不用擔心這種變速箱需要 " 踩離合 " 的問題。你可能要問了，THS 這種緊湊型混動系統有必要使用 MT 變速箱這種結構，那么純電車呢？它為何也需要 MT？實話說，MT 變速箱用在電車上是沒什么特別大的意義的。首先驅動電機的布置位置、體積要求都不高，完全可以使用高轉速電機代替多擋變速箱，來實現前面提到的電耗問題。同時按照現在電池技術的發展速度看，完全可以用更大的電池來抵消電機本身的高速電耗問題。而且類似于把 MT 變速箱放到電車上的動作，保時捷已經在 Taycan 上試過了，效果是很好，能大大提高電車的極速和高速再加速能力，但 Taycan 的那臺 2 前速類手動變速箱，用意單純是為了提高運動性能，增加 Taycan 的極速。而且這套變速箱成本相當高，以至于保時捷自己，都沒有在 Taycan 之外的任何一臺保時捷電車上推廣使用這套系統。保時捷背后的大眾集團，也沒有把這套系統技術下放的打算。所以豐田固然可以把 MT 放在電車上，但我們認為，這個動作的目的和保時捷是類似的，換句話說，豐田哪怕真的有把 MT 放在電車上的計劃，針對的也只會是豐田下一代純電超跑（畢竟 LFA 已經停產好久了，該換代了）、純電高性能車這類本身定位就很高的車。在我們能接觸到的普通車方面，電車裝 MT 變速箱這個，目前實話說，還不怎么實際。我們實際上認為，未來的豐田下一代或再下一代 THS 混動系統中，搭載 MT 變速箱的可能性不小，因為這東西是真的可以有效提高整套混動系統的高速油耗表現，而即便是 MT 變速箱，控制方式也大概率是自動控制。換句話說，并不存在一些消息所言的，以后的豐田混動車要 " 自己踩離合換擋 " 的情況。這種新系統的換擋方式，仍然是我們熟悉的 " 自動擋換擋模式 "，它只是把換擋結構換了一下而已。而至于純電車領域，我們不認為豐田未來會在普通的，走量用的電車上應用這種多擋變速箱系統。就算有，也只會出現在類似于 "LFA 換代車 " 之類的高端車型上。