特斯拉电机有几款 (电机特斯拉)

特斯拉似乎一直是神一般的存在。坊间一直有着它的传说。

在工人待遇上,特斯拉依旧保持了高水准。特斯拉超级储能工厂开始招聘,薪酬待遇有着明显的提高。比如,储能机械设计工程师,国内基本待遇在2万到3万左右,但特斯拉提高到了3万到5万。技术类工程师普遍待遇都在2-3万的月薪,结合特斯拉有17薪的传统,一个特斯拉工程师年薪达到30-40万,是不难的。而且为员工全家购买保险。

日前,特斯拉竟然爆出了召回基本在中国所售全部电动车超110万辆,这是企业的担当还是话题引爆者?总之特斯拉自燃、召回那么多次,依然没有动摇消费者的心。这就是特斯拉。

数据显示,2022年特斯拉在全球共生产了137万辆汽车,交付了131万辆,其中一半以上的交付量都是在上海工厂生产。特斯拉2022年在上海的产值为1839亿元人民币(合264亿美元),占上海汽车制造业总产值的23%。牛逼Plus!

下一代特斯拉电机,特斯拉电机有几个

特斯拉的软件和电机也成为同类企业极为关注的焦点,马斯克宣布下一代无*土稀**电机,更是赚足了眼球。技术控的马斯克,技术控的特斯拉。

我们今天来闲聊特斯拉的电机到底怎么牛?

特斯拉:

电机功率为什么这么大?

特斯拉的 电机功率,是特斯拉的一个核心技术 ,这里通过其公布的数据进行一些粗浅的分析。

特斯拉车的最高车速为210KM,轮胎型号:245/35R21,轮胎最高转速为:1591rpm。

一档减速,减速比 9.73:1,电机最高转速为:15480rpm,电机功率(P85)标称为:306Kw,峰值扭矩600NM。

这个电机的功率高的一个原因是最高转速是十分惊人,这样就可以选用比较大的一级减速比,降低对扭矩的需求。作为比较,目前国内的工艺,能达到15000rpm已很努力了,例子中的7.5Kw更是一般在15000rpm下的功率。当然更厉害的是其600NM的最大扭矩,特斯拉通过在转子和定子结构上采取了很多手段来保证,简单的采用铜取代铝制作转子是不能有效提高扭矩的,而特斯拉专门设计了相应的冲片,针对变频、大功率、效率、重量、冷却方式等在汽车工况下进行了优化,读他们的专利可以分析出来。

小型汽车的运行工况是短时制的,300KW不会长时间连续工作的,也就是平均输出20Kw左右。布加迪威龙1000马力,全速一箱油只能开20分钟,都一样的。

下一代特斯拉电机,特斯拉电机有几个

特斯拉:

电机为什么可以做的这么小?

影响电机输出功率的两个因素,一个是转速,一个是扭矩。两者的乘积高了,功率就大了。

特斯拉的电机功率大,原因也是一样。他有超过10000转的最高转速和600NM的扭矩,当然他的恒扭矩区在0~5500rpm,以上是恒功率区,转速提高扭矩同比例下降。

所以问题又变成怎么在那么小的体积下实现10000转的高转速和怎么提供600NM的大扭矩?

机械上实现10000转是容易的,做好动平衡,用高转速的轴承。

电路上面呢?需要转子通过高频高压的大电流,什么概念?大约是500Hz、350V,1000A,这里说的是大致的范围。

带来的问题: 耐压相对好解决(其实也有点难的),大电流需要很粗的导电截面,高频率会有很强的趋肤效应这是矛盾。

特斯拉怎么解决? 多股线,尽可能短的线圈端部,还有是高温高频的承受力,相应的线圈、定子的散热,妙招是一体化的变频器和异步电机。

变频器一体化后,EMC的问题容易解决了。

异步电机是容易做到平稳驱动,可以高效的驱动到很高速,这是相对永磁同步电机的明显优势。

因为电机有一个额定工作转速,高于此转速需要超电压或者是弱磁驱动,异步电机弱磁很容易,只要减小相应的励磁电流就可以了。永磁同步也可以弱磁,需要增加一个相应的去励磁的电流。总的电流的承受能力有限,所以异步的优势就明显。

扭矩怎么办? 增加磁场,提高磁场的有效利用率。

下一代特斯拉电机,特斯拉电机有几个

怎么增加? 定子、转子的深槽型,增加导磁截面,还有转子磁场的一致性,减小端部的损失(他们有一个专利描述)。铜转子更多的还是通过增加导磁截面来提高转矩。只是通过降低转子导体电阻,最大扭矩没有增加。

然后还有一个因素: 一体控制器和电机设计,电机可以以最大扭矩运行,我们通常的异步电机的额定扭矩只有最大扭矩的50%不到。

最后,转速上提高了4倍,扭矩上提高了4倍,总体上就惊人了。

由此,我们要跟上还是有可能的。

特斯拉:

为啥不用轮毂电机驱动系统?

不光是特斯拉,只要厂家不傻,就不会有人设计用轮毂电机的乘用车。我们就不说影响簧下质量的事儿,单说电机本身。

轮毂电机的功率密度和效率是很低的。 没错,凡是你看到有人说轮毂电机效率高性能好的,可以肯定那个人是外行。轮毂电机从来都是因为其他一些原因必须舍弃减速箱才不得不用。

我们都知道功率是转矩和转速的乘积,轮毂电机的工作转速远远低于一般的驱动电机,因此转矩就需要非常大。然而很遗憾的是一般驱动电机的转矩密度已经很大了,根本没有大幅度提高的空间,所以轮毂电机的转矩也大不到哪儿去,但它的转速又低了一个数量级,因此轮毂电机的性能就比较差劲了。

至于效率,电机的损耗主要是铜耗和铁耗,而且在非高速的情况下又以铜耗为主。铜耗就是绕组电阻消耗的能量,可以粗暴的看成和绕组电流的平方成正比。而绕组电流又可以粗暴的看成和电机转矩成正比。大转矩当然会高铜耗,但这不是重点。重点是一台电机在同样的转矩下,铜耗是差不多的,这时候如果转速下降,那就相当于损耗几乎不变的情况下输出功率下降,等于效率就差了。轮毂电机又要高转矩又转不快,这效率自然很难优化好了。

特斯拉:

为什么选择永磁电机?

永磁电机的成本比感应电机要高, Model 3虽然是廉价电动车,但改用永磁电机真不是为了降低成本。

Model 3改用永磁电机的原因很简单,就是提高能源效率,延长续航。因为Model 3底盘比Model S小,即便使用了能量密度更高的2170电池,总能量依然低于Model S,必须通过提高效率的方式才能延长续航。也正是使用了永磁同步电机,Model 3以75kWh的电池容量在续航上追平了100kWh的Model S 100D。

Model S/X使用感应电机也是有原因的,虽然感应电机成本低,但也不是为了省钱。感应电机的功率更大,容易实现更快的百公里加速,在长时间大功率高温下持续运转时,也不会出现退磁现象。

永磁同步电机虽然有体积小、效率高这两大明显优势,但却有个退磁问题。

下一代特斯拉电机,特斯拉电机有几个

永磁体在高温、强震动时容易退磁,另外低速大功率时虽然温度不高但定子的强电磁场会在转子中产生涡流有退磁作用。

永磁电机要避免长时间高负载运行或频繁高负载启停,所以电动车会限制电机功率、限制过载时间。最终的表现就是这样:

加速不会特别快(最快的秦EV和i3是7秒多,多数在10秒左右,而特斯拉能到3秒以内) 严格限制车速(少数达到150km/h,大部分只有130km/h,而特斯拉是250km/h和燃油车差不多) 频繁急加速后限制动力输出。

所以说永磁同步电机和异步感应电机是各有所长,按需选用即可。国产电动车的续航都还是个问题,国内*土稀**资源又很丰富,选高效率的永磁同步电机是顺理成章的事。蔚来要造高性能电动车,自然就选了和特斯拉一样的异步感应电机。

当然Model 3的性能也不差,用永磁电机实现百公里加速5秒的性能,是有代价的:

Model 3的永磁电机体积比P100D的感应电机还要大,作为小尺寸的车型这么做真是下血本了。

特斯拉:

下一代电机为何选择无*土稀**?

中国*土稀**冶炼产品产量达到了世界总产量的 90% 以上,中国的*土稀**分离和提纯技术,照样是世界领先。所以一直以来,全球都在从中国进口*土稀**,特别是美国大量从中国进口*土稀**。

特斯拉要“重返”不含*土稀**电机,目的或是摆脱*土稀**在美国的供应不足。

而*土稀**金属是目前新能源汽车的关键材料之一,但储量不多,且*土稀**矿开采过程中所产生的环境污染问题也备受关注。那么,不用*土稀**的新能源汽车是否可行呢?

特斯拉最初在其车辆中使用的是不需要*土稀**元素的交流感应电机,但当Model 3上市时,特斯拉默默地推出了一款新的永磁直流电机,并最终在其他车型上也使用这一款电机。

首先,让我们了解一下*土稀**金属在新能源汽车中的作用。*土稀**金属是许多电子器件、永磁材料和燃料电池汽车等领域的重要原材料。它们在新能源汽车中扮演着重要的角色,例如电机的永磁体、电池材料中的*土稀**元素等。由于*土稀**元素的储量少,开采*土稀**元素可能导致环境破坏,因此开发非*土稀**金属的新能源汽车对保护环境和资源保护具有积极的意义。

目前的研究表明,通过改进电机技术和电池材料,可以在不依赖*土稀**金属的情况下实现新能源汽车的高效能,而不会影响新能源汽车的发展。以下是不依赖*土稀**金属的新能源汽车的一些概念:

永磁同步电机替代永磁体电机

永磁同步电机和永磁体电机都是永磁电机的一种,它们之间的关键区别在于它们的励磁方式。具体区别如下:

励磁方式:

永磁同步电机通过外接的三相交流电源对定子线圈进行励磁,然后吸引电磁铁的永磁体转子被带动旋转。因此,永磁同步电机需要外接的交流电源才能运行。

而永磁体电机本身自带永磁体,无需外接电源励磁,可以直接转动。这也是永磁体电机的优点之一,其较为简洁和高效,因此特别适合用于电动车辆。

适用范围:

永磁同步电机广泛应用于高速及高精度领域,如工业生产中的磨床、车床、机床等机械设备,还可以用于电动船舶、电动汽车等领域,以及新能源领域中的风力发电机等。这是因为永磁同步电机的高效性、高速性以及高精度控制性能。

相反,永磁体电机广泛应用于低速、高扭矩的领域,如电动自行车、电动摩托车、电动汽车中的驱动电机,还用于医药、食品领域等。这是因为永磁体电机的功率密度高、体积小、高效等优点,使得其在低速、高扭矩等场合性能突出。

力矩特性:

虽然永磁同步电机在高速应用中具有出色的性能,但在低速应用时,其力矩性能较弱。当永磁同步电机运行到额定转速以上时,其性能强大,但在低速应用时,其性能不足。

在相同转速条件下,永磁体电机的力矩性能要强于永磁同步电机,在低速和高扭矩应用中更有效。并且,永磁体电机在低速误差下转矩不会受影响,因此可以保持稳定的性能。

总之,尽管永磁同步电机和永磁体电机都是使用永磁体作为励磁源的电机,但它们的励磁方式、适用范围和力矩特性不同。通过综合考虑具体应用条件,选择适合的电机类型可以更好地满足不同的需求。

传统的永磁体电机使用*土稀**金属制成的永磁体,具有高电气效率和较小的重量等优点,但需要大量*土稀**金属。而永磁同步电机可以使用非*土稀**磁体替代*土稀**磁体,其使用的钕铁硼磁体、钴铁磁体或铁硼磁体可以大大减少或消除对*土稀**金属的需求。相比之下,永磁同步电机使用更普遍的材料,可以在新能源汽车中广泛应用,从而降低了成本。

其他*土稀**无关的电池技术

当前,新能源汽车中主要使用的电池技术是锂离子电池。其中,电池正极材料中包含一些*土稀**元素(如镝等),但是只占材料重量的很小一部分。然而除了锂离子电池之外,还有其他电池类型,如铁硅磷酸盐电池和钠离子电池,它们中的材料完全不含*土稀**。因此,这些电池技术能够替代锂离子电池并更加环保,而且具有多种性能表现,可供选择。

总之,不依赖*土稀**金属的新能源汽车是可能的,也有一些相关的技术已经得到了应用。但目前,*土稀**材料被广泛应用于电池和电机制造中,研究和开发非*土稀**金属材料的替代方案需要时间和精力的长期积累和不断实践。因此,在替代*土稀**金属之前,应优先发展取得一定成效的技术以及行业本身的技术创新和管理创新。

下一代特斯拉电机,特斯拉电机有几个

特斯拉:

和lucid air最大区别是啥?

个人觉得,最大的区别在于造车理念的不同。

二者对于车的出发点就不一样, Lucid感觉要做的是这个时代最牛逼的一款车, 各种厉害的技术,各种极致, 比如现在市面上搭载的功率最强的永磁同步电机,三电机的动力总成功率高达1200马力,且配备了顶尖的电池冷却系统,新车的加速可以重复进行,不需要长时间的冷却。说的不好听一点,这款车更多的让我想到了富豪们的“玩物”,电车里面的“超豪”。

特斯拉除了做高性能版以外,思路一直是和可回收火箭一样,那就是 疯狂降本,尽可能做规模化 ,这特别像马一龙崇拜的亨利·福特做的事情,让产品走进千家万户,竭尽所能地节约成本,再节约成本,再节约成本!所以有了议题压铸铝车身,有了CTC电池等等。

所以提到的不同,我觉得最大就在 对待车型规划的观念 上了,对于工程师而言,能够做一款世界顶尖的“超豪”是一项满吸引人的事情,但是将产品多如牛毛的配置合理的根据市场需要进行分配,打造爆款产品,才是真正展现产品经理功力的时候。

特斯拉的目标是干翻丰田大众,不断的降低成本把自己的车越卖越便宜是特斯拉一直以来的追求。不仅仅是3、Y以及未来的Q,就包括S、X也是一直贯彻降价这一理念。

在一众运动超跑与豪华座驾进入中国市场后普遍涨价20%+,甚至还要各种选装、加价割韭菜的情况下,进口的S、Y在华售价=美版价格 x 汇率+车船税+增值税,两者的中美差价仅仅只有5w人民币。

lucid是纯粹的性能取向。 lucid air sapphire仅用3个电机就把马力干到1100匹+。这tm是这么概念啊?福特造电驴1400,用7个电机疯狂堆料才把马力堆到1400匹+,驱动效率真的天差地别。

下一代特斯拉电机,特斯拉电机有几个

而且lucid每一个电机的重量只有78公斤!78公斤!

EPA续航800公里,相当于cltc续航1500公里,900v高压架构。

说句外星科技根本不过分,而且这玩意已经准备量产了。

在lucid面前一众标榜性能的超跑品牌简直就跟笑话一样。

再来看看bba三家最新的概念车都是些什么玩意(以下排名分先后)

  • 奥迪activesphere:跑车+SUV+皮卡+AR驾驶,各项参数一般,但是全地形通用的可变车身观念很新颖,而且能当皮卡拉货这个真的很实用,户外露营必备。
  • 宝马dee:可变大鼻孔,车也会emo了。
  • 奔驰vision avatar:哈哈以前的奔驰是车内夜店氛围灯,现在整个车都行走的癞蛤蟆氛围灯。比亚迪已经可以跟主战坦克一样原地掉头了,你这30度横向移动也搁着吹,low不low啊。

可以说lucid基本算是堵死了一众超跑进行电动化转型的大门,保时捷和*博兰**基尼背靠大众PPE勉强可以抢点残羹剩饭,法拉利这种估计算是无缘了。

(本文内容综合知乎@方国平、洋NCL、VVVF-Contrl、孙敏杰、悠闲的大禹治水等)

来源:RIO电驱动 作者小凌