從高性能的超級跑車到大眾市場的掀背車，實用型電動汽車的到來，使得變速器的設計在最近受到了更大的關注，傳動系統的安靜、平穩運行和能源效率變得更加重要。

“總體上變速器效率是很高的。” 專門做電氣化動力系統的公司Drive System Design (DSD)的負責人西蒙·謝波德(Simon Shepherd)說，“ 但是，如果你看看電動動力系統，那里的電機和電子設備在90%的效率范圍內，傳動在總損失中所占的比例就變得更重要了，它可能是總損失的15%-20%。”

因此，控制電池組的成本和延長行駛里程是電動汽車設計中的重要因素。與化石燃料汽車相比，即使是小幅度提高變速器效率也會大大提高其重要性。

”同樣的重點轉移也適用于安靜，因為沒有了咆哮的引擎，其他的噪音會很明顯。“變速器噪音通常令人不快，” 性能傳輸專家XTRAC的首席執行官阿德里安·摩爾(Adrian Moore)說。“旋轉的呼呼聲音是可以的，但是一旦你聽到齒輪敲擊等類似的噪聲，那就真的很不愉快了。”為了獲得一種非常精確的變速器，需要做大量的工作，特別是當它沒有被內燃機掩蓋的時候。

“ 然而，這樣的挑戰很少是簡單的。”謝波德說，“在齒輪的宏觀和微觀幾何方面，系統內部存在著權衡，但這也是一個完整的系統問題。”

“這不僅關系到齒輪，還在于軸的設計、軸承、外殼的剛度和相互作用。” 同樣，效率的提高也得益于整體方法。例如，摩爾指出，提高轉速可以充分提高驅動電機的效率水平，但往往會使嚙合齒輪的情況更糟。他補充道：“在電機效率和傳動效率之間有一個折衷方案。” 作為這種相互關系的結果，優化不僅必須跨越變速器和驅動電機，而且還要跨越電動汽車的電力電子，甚至其電池技術。

“ 現在，最大的趨勢是集成。” 摩爾說，“這意味著我們可以用更少的連接器和電纜來減輕整個系統的重量。

此外，許多故障來自連接子系統。如果我提供一個完整的系統，我可以真正控制完整的測試和標定。” 謝波德同意：“越來越多的電動汽車系統正在變得高度集成，所以它不是變速器、馬達和一套電子設備的簡單組合。”這些系統正變得高度集成在一個外殼內，非常多地設計在一起。

 共用流體

提高集成度可以在工程上提供多種好處。

“在賽車運動中，你讓一個部分做兩個工作，以減輕整體重量，” 摩爾說，“如果開始把這種想法應用到汽車上，你就能得到一些非常好的解決方案。在電動汽車中有一個非常重的電池組，所以在車輛的其他部件上，降低重量是非常重要的。”

謝波德說，特斯拉和豐田已經開發出一種通用流體來潤滑變速器和冷卻驅動電機的動力系統。在這個混合系統中增加電力電子是下一個合乎邏輯的步驟。 他預測：“ 一些進入汽車運動的電子設備是更高溫度的設備，有可能用油冷卻。” 路德維希引用了大陸的類似發展：電機、電力電子和電池都是水冷的，但正在轉向油冷電機，還有對油冷電力電子，甚至是油冷電池的一些要求。

這種共用的方式是促使人們更密切地審視潤滑油本身的因素。“潤滑對效率有很大的影響，”謝波德繼續說道，“這會造成很大的阻力，我們已經做了大量工作，模擬和預測損失的影響。我們用清晰的外殼對此進行測試，現在我們正在試驗CFD中的一些最新技術來預測攪動阻力。“

摩爾描述了XTRAC的類似的研究，“我們有一個完全清晰的變速器臺架，它可以在轉彎和制動時全速運轉，以真正優化變速器的油位，從而使攪動量降至最低。”進一步積極的潤滑油管理是可能的。路德維希說，大陸已經建立了一個帶有自己的電動泵和過濾器的傳動潤滑系統。摩爾說：“對這種方法的需求正在增加。我們真的認為潤滑油系統需要一些壓力。這顯然更復雜，但效率提升的效果很好。”

 增加轉速

從飛濺潤滑向加壓潤滑的轉變將被更高的電機速度的趨勢所推動。

路德維希指出：“目前，我們正在討論一些預開發項目，該項目的電機轉速將顯著超過20,000 rpm，我認為一些電機正在實驗室運行，轉速為3萬至3.5萬轉。” 他補充稱，這樣一臺電機或其齒輪的突然鎖死可能會令人討厭。他解釋說：“轉速越高，風險就越高，這確實是驅動對可控潤滑的需求。你必須確保潤滑是有效的，如果你只依靠被動潤滑，你就無法控制它，也就不知道發生了什么。”

“提高電機速度的動力來自于對效率的整體追求，因為更高的速度可以使體積較小的電機上提供(與大的電機)相同的功率和扭矩，節省重量、材料和成本，以及使安裝更容易。缺點是，更高的輸入速度會給下游動力系統的其他部分帶來問題。” 謝波德說：“你在處理高速齒輪嚙合，或者如果你想用多個速比來實現它，那么你就有了一個更復雜的齒輪系統來控制。”

路德維希繼續說：“你需要更多的重量和能量來驅動執行機構，需要更復雜的傳動控制，所以你必須把這些與從電機方面所獲得的好處進行比較。” 如今，大多數電動汽車都依賴于電機和車輪之間的一個固定傳動比。這一共識可能很快就會被推翻，因為多速變速器可以幫助減少電機的大小和保持性能，同時在一個更有效的運行區域運行。路德維希預測說：“我們看到浪潮來了。”

路德維希補充說：“我們已經在和客戶討論2速的方案，有些人要求3速解決方案。” 市場需求首先出現在運動型電動汽車的開發中，在這種情況下，固定速比很難平衡電機效率水平與轉矩和速度指標之間的關系。

與之形成對比的是，謝波德說，DSD認為重型電動汽車(如卡車)對多速傳動系統的需求最多，它們有自己棘手的扭矩和速度要求。他補充說：“設計一種寬速度范圍的電機會損害其峰值效率。作為一名電機設計師和一名電力電子工程師，使用多速技術可以幫助您在較小的范圍內集中精力進行操作。如果你使用一個特定的電機，并使用一個多速比的變速器，就可以在一個驅動周期內提高效率。”

“ 今天，雙離合器變速器被廣泛認為是多速電動汽車的最佳選擇，盡管從長遠來看，可能會出現更多奇怪的選擇。” 路德維希透露，“我們正在對所謂的磁傳動進行深入的研究。” 他描述了在電子控制下啟動的帶有可變數量轉子和定子極的電機。路德維希補充道：“我們還可以在現有的電機上添加一種電磁變速器，在那里，我可以用不同的磁鐵進行電子換檔，這些磁鐵被激活和停用，第一批原型正在實驗室運行。我認為這是一個重大的技術變化。”