佛罗里达时间 2016 年 2 月 29 日，一辆由 Genovation 汽车团队打造的全电动克尔维特 Corvette Genovation 极端电压版 / GXE （下简称  “ GXE ”  ）实现了截止目前为止在纯电动汽车类别里的最高时速 186.8 英里（约 300 公里）。该记录由国际 IMRA 协会认证，此前的记录保持者为芬兰原型车跑出的 177 英里（ 约 284.6 公里）时速。


这辆 GXE 是何方神圣？它正是基于大名鼎鼎的美国国宝级跑车——通用雪佛兰克尔维特 Corvette Z06 的既有车身改造而来的高性能电动跑车。由于 GXE 的前世今生是“改造”属性，因此它保留了 Corvette Z06 的优秀基因——多档位变速箱，请记住这个关键点。或许你会注意到，包括特斯拉 Model S 在内的大部分专项设计的电车，都不带有多档位变速箱。目前市场上新研发的，拥有独立车身设计的电动车基本上都只配有单级变速箱，只带有一个档位，然而 GXE 却带有多档的变速箱，并打破了记录，那么它们之间有没有什么必然的联系？


让我们回想一下踩山地自行车，山地自行车一般都会带有变速档，就是不同齿轮之间的搭配，中间通过链条进行链接。当踩下脚踏板时，通俗的叫法为“出力”，学名就叫“做功”。那么骑车人在“出力”一定的条件下，通过改变自行车变速的档位，对传动齿轮进行不同的自由组合搭配，实现轻松骑行，让自己可以处于最佳“出力”状态。

我们假设 GXE 是一辆山地自行车，带有变速档位，驾驶员就是骑车人，那么通过调节自行车的变速器，骑车人可以让自行车更容易地起动，或者在自行车车速一定的情况下，让踩踏动作变得更慢、更轻松。在轻松之余，如果骑车人再加把劲让踩踏动作变得更快，那么此时自行车将能达到更高的车速。同理， GXE 带有多档变速箱，并非采用电动机与车轮之间直接连接的方式，那么想要达到更高的车速，通过在行进过程中提升到更高速的档位，车速就可以更快了。


除了“改造”属性的 GXE 之外 ，其余大部分专项设计的电动车，是不带有多档位变速箱的。也就是说，如果一辆山地自行车没有变速档位，其车速只能和骑车人的踩踏动作频率严格对应的话，想实现更快的车速，就得加倍卖力地踩脚踏板。这样一来，极限车速将会被极大的限制，而骑车人的体能也将更早地消耗完毕。对应在没有多档变速箱的电动车上，就变成车辆的极速被限制，而高速巡航的时候，电池的电量将消耗更多——电量多耗会明显影响到电动车的续航里程，下面让我们来看看，为什么单级变速箱的电动车，在高速巡航、暴力驾驶的时候，其预计行驶里程会比较捉急，而 Formula E 电动方程式赛车却能很好地解决这个问题。


Formula E 是什么？ Formula E 国际汽联电动方程式锦标赛是由国际汽联创办的首个全电动单座赛车系列赛，其赛车统一采用法国斯帕克赛车技术公司打造的斯帕克-雷诺 SRT_01E （下简称“ SRT_01E ”），这是一台长得非常像传统燃油动力 F1 赛车的纯电动赛车。


SRT_01E 使用威廉姆斯提供的 28 千瓦时锂离子电池（电量储备相当于特斯拉 Model S P85D 的 85 千瓦时的 1/3 ），搭载 5 档拨片式变速箱，能在 3 秒内从静止加速到 100 公里/小时。它在正赛阶段开启节电模式，最大输出功率为 150 千瓦（约 203 马力，初期赛事设定）。Formula E 的一场赛事持续约 1 小时，由于电池容量所限在赛程中途必须更换一次车辆，所换车辆电池是满电状态，一辆 SRT_01E 至少要具备跑完半小时以上赛程的能力。那么仅有 28 千瓦时的电量，又是如何在激烈的赛事中坚持半小时赛程的？

或许你会认为，跑半小时简直是“小菜一碟”，但是请务必注意赛车运动的特点：激烈驾驶。为什么要强调这个呢，因为与日常用电动车代步不同，在赛事中的电动赛车是无法使用经济车速行驶的，在赛道上只要赛车处于可能加速的路段，就绝不会用更慢的速度行驶，其力求跑得更快而全力加速的跑法会让电动机在绝大部分的时间里处于满功率动力输出的状态，并以极高的车速贯穿整场赛事。


如果以单级变速箱的 Model S P85D 下赛道为例，它的电池容量是 85 千瓦时，以实际可用电量不超过 79 千瓦时，双电机最大动力输出功率合计 525 千瓦来计算：


理论上 Model S P85D 的电机在满功率输出的情况下， 79 千瓦时/ 525 千瓦大概只能支持输出 15 分钟。当然了，在环形赛道上不可能全程“地板“电门加速，如果按一半时间全力加速，一半时间刹车过弯的估算来衡量，那么一辆赛道上的 Model S P85D 在 3 倍电量以及动能回收的支撑下，也不过能坚持半小时以上赛程的时间而已。

让我们来推想电量更少的 SRT_01E 是如何能完成半小时赛程的——同样根据公式， SRT_01E 赛车电机满功率下的工作时间为： 28 千瓦时/ 150 千瓦= 0.187 小时，也就是说，理论上 SRT_01E 赛车的电机在满功率 150 千瓦的动力输出下， 28 千瓦时的电量仅能支撑电机工作 0.187 小时，按照赛道上一半全力加速，一半刹车过弯的估算来考量， SRT_01E 的电机只能坚持工作 0.374 小时，事实却是， SRT_01E 至少能跑完 0.5 小时以上的赛程，甚至更多。那么除了动能回收，一定还有另外一种东西在发挥关键性作用，让车辆在一定的车速下，电机可以使用更低的动力输出。


是SRT_01E 的 5 速变速箱在发挥作用吗？回想一下山地自行车变速的道理，当骑车人的体能快要用完的时候，将自行车的档位调升至高速档，那么在同样车速下，踩踏动作将可以变得更轻松。让我们回到 SRT_01E ，在某些赛道路段上，在一定的车速且暂时没有再加速需求时， SRT_01E 可以将档位调升至 4 速或者 5 速等更高的档位，让电动机的动力输出压力暂时减轻，无需满功率负荷运作，那么在电池电量一定的情况下，电动机的运作时间就变长了。


从上面我们了解到，装配有多档变速箱的电动车具有极速更高，续航里程更长的特点，然而目前市场上的纯电动车的传动部分基本上都只采用单级变速箱的方案，这种设计将使电动机长期处于临界点运转，降低了动力输出的效率，尽管如此，也可谓能满足日常代步的基本使用需求。就世界范围来说，新能源纯电动车的研发和技术储备尚处于初级阶段，许多汽车厂商专项研发的纯电动车中大部分还处在测试当中，技术并不成熟，远未达到民用化并大批量投放市场的程度，而上面看到的例子 GXE 和 SRT_01E 来看，它们也是属于特别打造的电动车型，分别代表着技术验证和新技术应用于比赛的能力。相信未来，随着技术的不断成熟，多档变速箱将会率先涉足豪华电动车市场，然后再向普通经济型电动车市场过渡。