详解:特斯拉汽车的电驱动系统有何优缺点?

2014-10-23 18:13:11来源: 互联网
    (1)特斯拉汽车动力系统

  不同于传统的汽油动力车,特斯拉汽车的动力系统主要由四个部分组成:

  •   储能系统(Energy Storage System-ESS)
  •   功率电子模块(Power Electronics Module-PEM)
  •   电动机(Electric Motor-EM)
  •   顺序手动变速箱(Sequential Manual Transmission-SMT)

详解:特斯拉汽车的电驱动系统有何优缺点?

  储能系统ESS由6,831块锂离子电池组成,输出直流电DC,是电动车的动力之源。储能系统输出的直流电经过功率电子模块PEM逆变成交流电AC,为交流电动机供电。由此可见,特斯拉汽车是属于交流调速系统。

  (2)特斯拉汽车的交流调速系统

  由于储能系统ESS输出的是直流电,要想为交流电动机供电,必须首先将直流电逆变为交流电,这一功能是由功率电子模块PEM完成。特斯拉汽车的功率电子模块使用72个绝缘双极晶体管(IGBT)将直流电转换为交流电。除了控制充电和放电速率,功率电子模块还控制电压等级、电机的RPM(每分钟转数)、转矩和再生制动系统。该制动系统通常通过制动捕获动能,并将其反馈传输回ESS。电池组、功率电子模块和电机系统的效率和集成能够达到85至95%,从而使马达输出可达185千瓦的功率。

详解:特斯拉汽车的电驱动系统有何优缺点?

  “The Roadster's charging port

  特斯拉汽车之所以采用交流调速系统而不采用直流调速系统,是因为交流调速系统具有如下优点:

  •   交流电机结构简单,便于日常维护;
  •   交流电机坚固耐用、重量轻,需要动态响应高的场合(精密、高速控制)时优势显着;
  •   调速的动态性能好,经济可靠;
  •   功率因数高、谐波小;
  •   电机效率高、节能效果好(相比直流综合节电率在15-25%)。
  •   虽然交流调速传动有优点,但它也存在以下不足之处有待提高:
  •   线路复杂,控制难度大;
  •   交流变频调速装置初期投入成本略高。

  但这对于特斯拉都不是问题啦。

  (3)特斯拉汽车的电动机

  特斯拉汽车的心脏是它的3相,4极感应电动机,它的重量只有70磅。根据特斯拉的声明和独立测试,特斯拉汽车可在约四秒加速到60英里每小时,最高速度能达到大约130英里每小时。特斯拉汽车甚至可以在非常低的转速产生较大的扭矩,并使电动机维持在大马力状态,它可以达到13000转,这是大多数内燃机无法做到的。

详解:特斯拉汽车的电驱动系统有何优缺点?

  特斯拉汽车的感应电动机是其专利产品,专利文件参考如下:

详解:特斯拉汽车的电驱动系统有何优缺点?

  该感应电动机的介绍如下:

详解:特斯拉汽车的电驱动系统有何优缺点?

  特斯拉汽车主要对电动机的转子进行了一些列的改进,以使其能够实现特斯拉汽车的要求,其专利转子如下所示:

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编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2014/1023/article_9892.html
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