QDSJ073_特斯拉老款Model_S电驱动_28页_4mb

特斯拉驱动系统分析与总结

电机与系统简述

特斯拉的驱动系统设计非常简洁。核心部件包括：

• 一个最高转速16,500 RPM的三相异步感应电动机。
• 一个齿比为9.73:1的单速变速箱。
• 一个电力电子控制器（逆变器）。
• 600 Nm扭矩和310 kW功率输出。

其电动机体积小巧，重量约136公斤。

异步电机部署

尽管异步电机在电动汽车中相对来说比较少见，但它在这种应用下却有其优势：

• 广泛适用性：异步电机转速适应范围很广，可用于电动汽车，即使没有配备变速箱也能满足高速巡航。
• 效率表现：低速时效率未必是最高的；不过有趣的是，高速行驶条件下异步电机的效率表现更优。
• 结构与成本：无需使用稀土永磁体，这避免了一个缓慢衰减以及高成本的问题。

特斯拉采用感应电动机，而没有使用永磁电动机，即使在弱磁条件下也不会出现常见问题。

驱动系统结构分析

该驱动总成由三大部分组成：

1. 电机部分：位于照片右侧，为三相异步电动机，定子灌注冷却液，而运行中的转子则很容易发热。
2. 逆变器部分：位于左侧，为电力转换控制器，板载有大量发热元器件，用于DC到三相AC的转换，输入电压为400V DC，输出交流电的峰值可达540A。
3. 差速器：位于中间，连接变速箱和车轮，齿比为11.73:1（部分车型可高达5.62:1）。但系统缺乏差速锁，这在低附着力路面上容易导致打滑。

运行原理概述

冷却液流动冷却驱动部件，热量是一个关键因素。逆变器可以改变电流方向以实现倒车功能。系统通过减速器将高速电机转矩转换并传递至车轮，整个驱动结构极为精简。

尽管系统简单，却在性能上表现出色，可在6-12秒内从静止加速到100公里/小时，最高速度可达160-200公里/小时（视功率级别而定）。

差速器及其影响

• 设计简陋：驱动系统的中心是一个单速变速箱配合齿轮差速器。
• 调试特性：自由轮式的差速器允许两边车轮自适应不同路面条件，但缺乏差速锁会导致在低抓地力路面如泥地或雪地时车辆无法有效脱困，大部分扭矩被陷入困境的车轮吸收。

总结而言，特斯拉的驱动系统设计极具挑战，结构极其简化，就像家电般直白。