特斯拉“三电”技术为什么这么牛?

2023-08-03  

目前,新能源电动汽车已成为汽车产业发展的趋势,而三电的核心技术在很大程度上决定了整车的性能。对电动车来说,包含电池、电机、电控在内的三电系统,更能直接作用于车辆的续航、极速 成本、安全等诸多维度。


可以说,“三电”技术是一辆电车的灵魂。


对于,很多人来说,特斯拉是电车行业毫无争议的领头羊,那么特斯拉的三电技术到底如何?今天,我们就一起聊聊。


电池


作为“三电”技术之首,电池的重要性不言而喻。


特斯拉采用业内突破的圆柱形电池设计,具有更好的散热和安全性能,圆柱形电池的成组性可以更好地适应输出需求。


特斯拉电池内阻非常小,本身耗电很低。这种电池的电芯采用镍钴铝材料,让电池密度更强,在同一电池体积下,可以排列更多电芯。充一次电,能存储更多电量,使每公里的平均电费更低。


对于电池的安全性,特斯拉也下足了功夫。


被装上车前,每一块特斯拉电池都经过了严苛测试。经过高温、雨淋、电击等考验。同时,电芯模组、电池包和车身间都设置了阻燃材料,电池过热时,有效阻隔热量蔓延。


特斯拉官方发布的《2020影响力报告》提到,根据 特斯拉Model S ( 参数 | 询价 ) 和Model X车主实际行驶里程数据显示,车辆在行驶32.2万公里后,电池容量保持率平均约为90%,电池衰减率非常小。而电池衰减,正是决定电动汽车用车寿命的重要因素。


电机


Model S Plaid,被媒体誉为全球最快的量产车之一,极速可达322km/h,也就是说特斯拉极速堪比飞机起飞。


不仅如此,售价更亲民的Model 3、Model Y同样拥有“超跑级别”的强大性能。其中,Model Y高性能版百公里加速度仅为3.3秒,该数据与兰博基尼 Reventon、法拉利599等车型处于同一区间;3.7秒百公里加速度的Model Y高性能版,也被媒体誉为“百公里最速 SUV之一”。


如此强悍的性能表现,得益于特斯拉强大的电机性能。


特斯拉在全轮驱动车型上,分别在前后轴配置独立控制的电机,能够高效驱动四个车轮。


永磁同步电机以永磁体提供动磁,无需励磁电流,没有励磁损耗,能效控制更强;特斯拉自主研发的感应电机,通过数字控制的电流,产生强大的交受磁场,磁场交替来回吸引和排斥转子,以此产生动力,带动车轮转动,让动能转换高效直接,进一步提高车辆性能。


特斯拉电机具有强劲的瞬间扭矩。Model S Plaid搭载了3个独立驱动单元,每个单元均包含带碳纤维保护套的电机转子,为车辆实现更高速度提供保障。


除了结构设计,特斯拉电机在材料选取上也下足了功夫。比如电机采用的碳化硅。因为技术和成本的限制,目前行业内,碳化硅只在部分高端车型使用,但特斯拉Model 3、Model Y全系都使用了此种材料。


另外,电机“直冷”系统、让特斯拉可以直接用润滑液对定子和转子进行冷却。这不仅让电机温度控制更高效,也降低了电机设计的复杂程度。


电控


讲完了电池、电机,再来说说电控。


电控系统的重要性在于能够实现电能的合理分配和管理,保证车辆各方面的正常使用,并提高能源利用效率和安全性。


特斯拉在电池管理系统(BMS)方面面临的挑战比许多其他车型要大。特斯拉采用了大量的21700圆柱形三元锂电池构成的电池系统,这使得电芯数量规模庞大。普通的BMS系统无法满足如此多电池的管理需求。特斯拉自主研发了BMS电池管理技术,采用了主从架构,即“一主四从”的管理方式。在电池包的“Penthouse”位置,有一个主控BMU中心,四条BMS系统线路分布其中。此外,所有的电池电控系统都集成在Penthouse位置,这种高度的电控系统集成也是特斯拉引以为傲的特点。


特斯拉BMS系统采用模块化设计,即使使用不同类型的电池,仍可适配良好,展现出高度包容性。电芯平衡采用两阶段法,延长了电芯的使用寿命,减少了电芯电量衰减。


总的来说,特斯拉BMS电池管理技术可以精准、高效地管理电池,预防电池过充、过放,降低电池损耗,提升电池续航和电池寿命。特斯拉的电控技术超越了绝大多数车企,这也是他们在业内技术领先的一个巨大因素。


作为电车行业领头企业,特斯拉始终专注于自研“三电”核心技术,在动力电池电芯、电机、电控等方面取得了不少成果。也因为其扎扎实实的三电技术,才让车辆具备更高的极速表现,让电车安全出行令人信服,从而引领电动车行业蓬勃发展。


文章来源于:电子工程世界    原文链接
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