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Tesla Model S拥有怎样的电驱动系统

2020-8-20 08:28| 发布者: admin| 查看: 544| 评论: 0|原作者: admin

摘要: Tesla Model S,以60英里加速2.28s,带载续航400公里成为电动汽车界的标杆,被拆装分析的对象。但大多数研究的都是它为什么装了那么多电量。那么,一台纯电动汽车,它的真实传动链是怎样工作的呢?不同型号电机布置 ...
Tesla Model S,以60英里加速2.28s,带载续航400公里成为电动汽车界的标杆,被拆装分析的对象。但大多数研究的都是它为什么装了那么多电量。那么,一台纯电动汽车,它的真实传动链是怎样工作的呢?
不同型号电机布置略有不同。MODEL S 60 后置后驱;MODEL S 8 5 前置后驱;MODEL S 60D 和MODEL S 8 5D 都是双电机四驱。

1 底盘
电机及电机控制器,电池、主轴、变速箱和差速器。能量有电池包提供,经过电机控制器逆变成适合电机驱动需要的高频交变电流;电机转动,带动减速箱齿轮转动,将运动传递至差速器,最后到达主轴,带动轮胎转动,实现电力驱动下的汽车运动。



2 电机
电机采用历史比较长,性能比较稳定的交流异步感应电机。



笼统讲,电机由定子和转子两部分组成。



电能以U、V、W三相电的形式输入电机,电机转速的快慢,主要取决于输入定子的励磁电流的交变频率,调速范围宽,可以在0-18000转之间变化,且运行稳定。
电驱动
电动机的输出特性与发动机相比,具备先天的优越性。内燃机转速与转矩的关系是自然形成的,转矩先跟随转速一起增加,到达两者最高点以后,转速的增加则会带来转矩的降低;而电机则不同,通过扭矩输出控制,基本可以实现低转速大转矩,高转速范围内恒转矩运行,这样的特性,与车辆行驶过程中的实际需求恰好吻合。



3 电机控制器
交流异步感应电机,需要的交流电能,而动力电池提供的是直流电能,中间,电能形式的转换由电机控制器来完成。电机控制器根据整车控制器发送来的整车扭矩需求,从电池包处获得对应功率的能量,进行逆变后,用三相交流调控电机输出转速和扭矩。



4 电池包
以图中所示的85度电为例。电池包由16个完全相同的电池模块组成,共96S75P,总共7200只电芯。额定电压355V,电压范围270V-403V,电池组总能量85kWh。



5 电池模组
仍然以85度电为例,其模组为6 串 75 并,容量为 232.5Ah,额定电压22V。



模组中的电芯平铺成一层,间隔75只调整一次正负极放置方向,以便于模组内的串联并联连接。电池单体之间,每两排设置一层水冷散热器,使得每一只电芯均有一个侧面与散热器接触。图中标示出了水冷液体的流动方向。优质的冷却系统,能够保证各个电芯在均匀一致的温度环境中工作,进而获得更好的使用性能,更为一致的老化速度,更长的使用寿命。



散热器与电芯拆解开来的样子,如下图所示。



冷却系统将热量从电芯处携带至电池包外部,通过外部换热器,将热量散发掉。



6 单级减速箱
电机输出的转动,需要通过减速机构传递到汽车主轴,电动汽车电机本身具有足够宽度的调速性能,因而减速器一般都采用单级减速器,只起到传递运动的作用即可。



7 差速器
转动从电机传递到汽车主轴以后,主轴两端的两只轮胎如果都与主轴完全同步转动,则汽车内外侧轮胎永远等速运动,汽车就没有办法过弯了。于是,用差速器把主轴从中间断开,两节主轴通过差速器配合运动。


差速器主要通过两对锥形齿轮啮合实现功能,特斯拉特别采用了智能控制的差速器,以实现更为准确高效的运动传递,实现驾驶者的操控意图。



8 制动能量回收
当驾驶员踩下制动器时,电动汽车的制动系统由不止一种选择,可以由机械制动系统提供制动,也可以由电驱动系统提供制动。在车速和环境配合适当的时候,会尽量选择电机制动方式。控制器调节电机转速降低,当转速低于主轴转速时,运动的传递方向发生逆转,主轴开始带动电机转动。电机转子反向切割磁力线,在供电回路中形成反向电流,输送给电机控制器。电机控制器此时也切换工作模式,将输入的交流调整成直流,充入动力电池储备起来。这个过程就是制动能量回收。这是电动汽车的一个独门绝技。现在的能量回收水平还非常有限,能够真正回收的能量比例非常小,还需要更大的进展才能真正使回收能量在续航里程上有所体现。

特斯拉电驱系统
参考文献
1 Tesla Model S 电池拆解报告;
2 一猫汽车网 汽车参数公开资料;
3 Tesla Model S视频资料


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