特斯拉電動汽車控制原理圖

1. 特斯拉汽車發動機原理

電動汽車因無尾氣污染、噪音低、性能高等特點成為汽車行業未來發展的重要方向，目前大多傳統汽車製造商也已紛紛開始推出電動汽車車型，而要說電動汽車行業的領頭羊，自然非特斯拉莫屬。

在特斯拉的數款車型中，Model S是目前最受歡迎豪華車型，同時也世界上加速度最快的量產電動汽車，今年1月份馬斯克曾在Twitter透露，Model S P100D在瘋狂模式下0-60英里加速已經可以達到2.34秒。
下面的視頻LearnEngineering製作的動畫，講解的是電動汽車的工作原理，介紹了特斯拉Model S所採用的技術，從感應電動機、逆變器、離子電池以及整車協同四個方面解析Model S是如何獲得超高性能的。

動畫做的很棒，完全可以當作一個小教學片了。。。
感應電動機

特斯拉汽車由感應電動機驅動，感應電動機是尼古拉˙特斯拉在一個世紀前發明的，特斯拉汽車的名字也是為了紀念尼古拉˙特斯拉而取的。
感應電動機有兩個主要的部件，定子和轉子。轉子由橫著的多根導電桿，兩端的導電圓盤，以及夾在導電圓盤之間的多個硅鋼片組成。定子連接到三相交流電上，線圈中的三相交流電產生旋轉的磁場，從而在電機中產生具有4個磁極的磁場，旋轉的磁場在轉子的導電桿中產生感應電流。因為導電桿中有電流，所以導電桿在磁場中轉動。
在感應電動機中，轉子的轉速始終小於磁場的旋轉速度，感應電動機中沒有電刷，也沒有永磁體，但動力強勁。感應電動機的優點是:感應電動機的轉速取決於交流電的頻率，所以，只要控制交流電的頻率，就可以控制電機的轉速，從而控制汽車驅動輪的轉速。控制了驅動輪的轉速，就控制了電動汽車的車速，這種控制方式簡單可靠。

電機具有變頻驅動模塊，用以控制電機的轉速，電機的轉速范圍為0到18000轉/分鍾，這個轉速指標大大優於採用汽油或柴油發動機的汽車。對於汽油和柴油發動機來說，扭矩符合要求時，轉速不一定符合要求，因此，發動機不能直接連接到驅動輪上，發動機必須與變速器配合，才能使驅動輪達到所需要的轉速。
而感應電動機在輸出所需的扭矩的同時，還能輸出所需的轉速，能在轉速范圍內一直保持較高的效率，所以，電動汽車就不需要變速器。
另外，發動機無法直接產生旋轉運動，而是將活塞的上下直線運動轉換成旋轉運動，而將直線運動轉換為旋轉運動時，會出現機械平衡方面的問題。
發動機還有兩個問題，一個問題是，發動機不能像感應電動機那樣自己啟動，而是需要啟動電機進行啟動，另一個問題是，發動機無法均勻地輸出動力。為了解決這兩個問題，發動機要配備發電機給蓄電池充電，而蓄電池可以為啟動電機提供電力，發動機還要配備飛輪，從而盡量均勻地輸出動力。
而感應電動機不僅可以直接產生旋轉運動，而且可以均勻地輸出動力，所以感應電動機可以省去發動機上的很多部件。因此，感應電動機重量比發動機輕，響應速度比發動機快，動力比發動機強，使得電動汽車具有超強的性能。
逆變器
感應電動機的動力從哪兒來呢?來自電池組。

但感應電動機需要的是交流電，所以，需要逆變器把電池組輸出直流電，變成感應電動機所需要的交流電。逆變器同時控制其所輸出的交流電的頻率，從而控制電機的轉速。另外，逆變器甚至能控制交流電的電壓，從而控制電機的動力。
因此，逆變器就像電動汽車的CEO，執行著對電動汽車的控制。
▌鋰離子電池

我們現在研究一下電池組。你可能會驚奇地發現，電池組是由許多節日常生活中使用18650充電電池組成，「18」表示電池直徑為18毫米，「65」表示電池長度為65毫米，「0」表示電池是圓柱形。這些電池通過串聯和並聯，為電動車提供動力。電池之間有扁平的金屬管，內裝冷卻液，用於給電池進行冷卻。
特斯拉的一個創新之舉是採用大量的小電池，而不是幾個大的電池塊，從而確保能對電池進行有效冷卻，使得發熱點盡量地小，溫度分布均勻，從而延長電池組的使用壽命。
多節電池構成這種可拆卸的電池模塊，整個電池組共有16個這樣的可拆卸電池模塊，共包含大約7000節電池，位於車頭的散熱器用於對電池組中的冷卻液進行冷卻。
另外，因為電池組安裝在車身較低的位置，從而降低了汽車的重心，汽車重心降低則大大提高了汽車行駛時的穩定性。電池組分布於汽車的整個底部，電池組堅固的結構有助於汽車抵抗側面的撞擊。
動力傳動系統
現在我們繼續研究特斯拉的動力傳動系統。
電機產生的動力通過齒輪箱傳輸到驅動軸，因為電機本身的有效轉速范圍比較寬，所以，特斯拉使用的是簡單的單速變速器。電機輸出的速度通過齒輪，進行了2次降速。
電動汽車的倒車也含簡單，只需要改變電源相位的順序就可以了。電動汽車採用變速器的唯一目的，就是通過犧牲轉速來獲得更大的扭矩。
齒輪箱中的另一個重要的部件是差速器，動力通過齒輪輸送到差速器。這是一個簡單的開放式的差速器，但開放式的差速器在牽引控制方面有缺陷。
這么先進的電動汽車為什麼要使用開放式差速器，而不使用限滑差速器?原因是開放式差速器更結實，能夠傳輸更大的扭矩。
有2個方法可以消除開放式差速器的缺陷，一是選擇性制動，另一個是切斷電源供應。對於汽油和柴油發動機，通過切斷油路來切斷動力見效慢，而對於感應電動機，切斷電源的效果立竿見影，從而可以有效地進行牽引控制。

特斯拉可以利用最先進的演算法，結合感測器、控制器進行牽引控制，簡而言之，特斯拉汽車利用智能軟體取代了復雜的機械硬體系統。
你是否知道，即使只使用油門踏板，也能高效地控制行駛中的電動汽車，這歸功於特斯拉強大的動力回收系統。也就是說，制動時，汽車巨大的動能被轉換為電能，而不是被轉換為剎車片上的熱能被浪費掉。
行駛時，「油門」踏板一旦被松開，電動汽車便啟動動力回收系統，在動力回收系統工作時，感應電動機變成了發電機。此時，車輪驅動感應電動機的轉子，在轉子的轉速小於磁場的旋轉速度時，感應電動機作為電機輸出動力，當轉子的轉速大於磁場的旋轉速度時，感應電動機就變成了發電機。
此時逆變器起到關鍵的作用，逆變器降低輸入到電機的電流的頻率，從而降低磁場的旋轉速度，使得轉子的轉速高於磁場的旋轉速度。從而使電動機變成了發電機，產生的電流是交流電，轉換為直流電後，就可以存儲到電池組中，發電的同時，轉子受到反向的電磁力，從而給驅動輪施加了阻力，從而降低了驅動輪的轉速和車速。
這樣，行駛中，僅僅通過油門踏板就可以精確地控制車速，而剎車踏板用於將汽車完全停下來。
由於動力回收系統和剎車踏板的共同作用，使得電動汽車比汽油和柴油汽車更安全，電動汽車的保養和使用比汽油和柴油汽車便宜很多，隨著技術的不斷進步，電動汽車現有的缺點會逐漸被克服，未來將是電動汽車的天下
來源:機械前言整理 材料源:42號車庫 網路 機械教授

2. 為什麼特斯拉的Model s 電動汽車採用的是交流電機,而非目前較為流行的變頻直流電機這種交流電機相對於變

1，直流電機結構復雜,成本相對較高,後期維護麻煩。
2，大一點的電機都需要外接大的冷卻風扇。
3，可以很簡單經濟的實現調速。力矩大,機械特性好。
4，交流電機 結構簡單,成本低,維護簡單。自身完成不了調速。以前變頻不普及時,要求調速性能好的地方(機床,起重機,紡織等)都用直流電機。
5，不過隨著變頻的發展,矢量變頻+變頻電機的性能已經接近直流電機了。

「交流電機」：是用於實現機械能和交流電能相互轉換的機械。由於交流電力系統的巨大發展，交流電機已成為最常用的電機。交流電機與直流電機相比，由於沒有換向器（見直流電機的換向），因此結構簡單，製造方便，比較牢固，容易做成高轉速、高電壓、大電流、大容量的電機。交流電機功率的覆蓋范圍很大，從幾瓦到幾十萬千瓦、甚至上百萬千瓦。

3. 特斯拉 配什麼電機控制器mcu

1、節能、高功率是稀土永磁同步電機相比非同步電機的最大優勢。
非同步感應電機的轉子上沒有永磁體，也無需換向器、電刷，具有結構簡單、製造方便、可靠性好等優點。但是，非同步感應電機由於單邊勵磁，產生單位轉矩需要的電流較多，因此能耗較大，一般而言永磁同步電機比非同步電機節能20%以上。節能對於新能源與混動汽車意義重大，這也意味著在不增加電池組容量的情況下，同等車況下，採用同步電機的汽車可比採用非同步電機的汽車續航里程適當增加，混合動力汽車的油耗也可得到有效降低。

非同步感應電機在汽車應用中的另一主要缺點是功率因數滯後，定子中有無功勵磁電流因而功率低（特別是在恆轉矩區），進而制約汽車性能。節能性、小體積、輕量化等方面的劣勢，使得非同步感應電機被廣泛應用於工業拖動領域中。但國內有所不同。目前國內混合動力城市公交，多採用非同步電機進行驅動。
2、稀土永磁同步電機可實現非同步電機難以實現的小體積與輕量化。
由於非同步感應電機的轉矩密度低於永磁同步電機，使得小體積、輕量化難以實現。而對於新能源，特別是混合動力汽車，小體積與輕量化至關重要。輕量化進一步實現了汽車的節能進而降低能耗、延長續航里程。小體積對於混合動力汽車至關重要，因為其除驅動電機系統外還有燃油驅動系統，體積過大會大大增加其汽車電路設計難度。
基於以上原因，除Tesla 外，目前市場上其他新能源與混動汽車均採用了稀土永磁同步電機。13 年1 季度全球新能源、混動汽車銷量已分別達2.8、32.6 萬輛，Tesla同期銷量0.48 萬輛，佔全球新能源與混動市場份額有限，稀土永磁同步電機代表了汽車廠商的主流選擇。
與此同時，名為tesla fans的網友在雪球中質疑了該觀點：「你的結論是錯誤的，三相交流感應電機比直流永磁的體積小，Tesla的只有西瓜那麼大，成本上低很多，另外比永磁電機的高速反電動勢低，空轉損耗小，這都是更適合汽車應用的特點。功率密度和效率上的確感應電機是需要用矢量變頻控制來提高，Tesla也是這么乾的，現代電子技術的進化已經讓差距和永磁電機相差無幾了。
電車匯觀點:
同步電機和非同步電機的定子繞組是相同的，主要區別在於轉子的結構。永磁電機的磁場是磁鐵產生的，不需要這個無功功率，所以只需要從電網中吸取有功功率對外做功即可，因此它的功率因數要高！非同步電機的功率因數低，原因是它需要一部分功率來產生磁場，以維持電機運轉。這部分產生磁場的功率，不會被消耗，只存在與電機與電源之間，這就是無功功率。
電機的選擇與功率絕不是完全正相關的，不同的不同設計方案，對電機提出了不同的要求，當然，配合電機控制，如何有效的發揮，以延長續駛里程，降低單位能耗，才是電機配套控制方案應用的精髓所在。

4. 特斯拉的車裡面居然沒有引擎!!! 請大神出來解釋一下，如何用電來代替引擎來 發動車

特斯拉的動力是電池組，引擎是電動機，一張圖片可以很清晰的反映出它的動力系統。

●關於電池：

特斯拉採用的電池是我們常見的18650鋰電池，也就是普通筆記本電池的電芯。這些電池是松下為特斯拉而特製的，型號為18650NCA，單顆容量在3100mah。這種電池容量和內阻在1000次充放電後都保持著相對穩定的水平。特斯拉MODEL S PERFORMANCE車型的電池組由7000多顆電池組成，這也是為什麼它的續航能力會比競爭對手要長的主要原因。特斯拉MODEL S 85kWh版本的電池擁有8年無限公里保修，60kWh版本有8年20萬公里的保修，用戶基本不用考慮保養更換的成本。

而同為純電動車的日產聆風採用的電池也是鋰電池，功率為24kWh，最長行駛里程只有200km（2013款車型），和特斯拉MODEL S 60kWh版本的370km的續航里程還有非常大的差距。

●充電方式：

Mobile Connector、Single Charger是全系標配的，Twin Charge、High Power Wall Connector是需要加裝的。而SuperCharging這項功能在85kWh MODEL S車型上市標配，60kWh MODEL S車型上需要加裝。

●安全：

電池組是一個堅固的高強度的整體，並作為車身的一部分。這使得特斯拉Model S有較高的車身扭轉剛度及較低的重心。電池採用的是水冷冷卻，保持電池工作在恆定溫度。在車輛受到碰撞的時候，電池的外部結構保護電芯免受沖擊並自動切斷電源。電池組堅固的外殼也增加了車廂的強度，減少了碰撞時車廂的變形，從而保護了乘客。

對這個話題比較感興趣，平時收集了一些資料。如果你感興趣的話，我可以發給你。

希望可以幫到你。

5. 特斯拉電動汽車驅動系統布置形式有哪些

特斯拉公司目前主推的 Model S 屬於豪華類型，售價在 7 萬-10 萬美元之間，但是其續航里程可以達到 265 英里，遠超目前市面上所有的電動汽車（比如尼桑的 Leaf 電動車的續航只有 75 英里）。據了解，特斯拉公司計劃在數年之內向市場提供售價在 3-3.5 萬美元之間的電動汽車，但是性能並不縮水，續航里程將與 Model S 豪華車接近。為了讓電動汽車更實用，特斯拉公司將要在美國全境建立起快速充電站網路，所有特斯拉的電動汽車可以在快速充電站用半小時充滿可以行駛 200 英里的電力（從下文你可以知道，特斯拉已經具備了這樣的實力）。我的試駕行程：從加州的帕洛阿爾托行駛到舊金山，然後又在高速上開到了聖克魯茲，之後去了特斯拉生產車間，最後返回了帕洛阿爾托的特斯拉公司總部，行駛總里程約為 230 英里。當我在帕洛阿爾托提車時發現這輛車的電池並沒有充滿，可能是工作人員昨天晚上沒有充電，汽車的控制面板上顯示著汽車的電池可以供應行駛 208 英里（充滿電可以行駛 265 英里）。如果我想完成上面的行程，就必須在快速充電站停一次。當前的電動汽車相比燃油汽車有許多優點：對於上班族來說，不再需要開車去加油站排隊加油，只需要回家花十來塊錢充電就行了

6. 特斯拉剎車原理是什麼

與傳統汽車不同之處是，當踩下剎車時候，並不是直接作用到剎車盤，而是通過一個電子系統，通過電子系統分析踩下去的力度和時間，然後再給出兩個系統剎車的信號。說白了就是，特斯拉的剎車相當於一個鍵盤，踩下鍵盤之後，電腦根據踩出來的力量和時間，幫助去踩剎車。

特斯拉的剎車系統與傳統燃油車有很大的不同，主要由兩部分組成，一部分是再生制動，另一部分是傳統剎車系統。再生制動是自動改變大發動機轉向，從而使車輪減速，而這個過程中產生的電還可以回灌給電池充電。傳統剎車系統，基本原理一樣，採用摩擦制度。、

發展歷史

特斯拉第一款汽車產品Roadster發布於2008年，為一款兩門運動型跑車。

2012年，特斯拉發布了其第二款汽車產品——Model S，一款四門純電動豪華轎跑車。

第三款汽車產品為Model X，豪華純電動SUV，於2015年9月開始交付。特斯拉的下一款汽車為Model 3，首次公開於2016年3月，已於2017年末開始交付。

2019年2月，馬斯克宣布將開放所有特斯拉電動汽車的專利。

2021年3月24日，美國特斯拉官網宣布支持比特幣付款，特斯拉成為史上第一家支持比特幣購車的車企。

以上內容參考 網路--特斯拉

7. 特斯拉汽車的電驅動系統有何優缺點

特斯拉汽車電驅動的優點：
1、交流電機結構簡單，便於日常維護；
2、交流電機堅固耐用、重量輕，需要動態響應高的場合（精密、高速控制）時優勢顯著；
3、調速的動態性能好，經濟可靠；
4、功率因數高、諧波小；
5、電機效率高、節能效果好（相比直流綜合節電率在 15-25%）。
特斯拉汽車電驅動的缺點：
1、線路復雜，控制難度大；
2、交流變頻調速裝置初期投入成本略高。
特斯拉不同於傳統的汽油動力車，其動力系統主要由四個部分組成：儲能系統、功率電子模塊、電動機、順序手動變速箱。
它的儲能系統 ESS 由 6,831 塊鋰離子電池組成，輸出直流電 DC，是電動車的動力之源。儲能系統輸出的直流電經過功率電子模塊 PEM 逆變成交流電 AC，為交流電動機供電。

8. 特斯拉電動汽車用什麼電機

特斯拉電動汽車用感應電動機，又稱「非同步電動機」，是將轉子置於旋轉磁場中，在旋轉磁場的作用下，獲得一個轉動力矩，因而轉子轉動的裝置。

發明者：

尼古拉·特斯拉，塞爾維亞裔美籍發明家、機械工程師、電氣工程師。他被認為是電力商業化的重要推動者之一，並因主持設計了現代交流電系統而最為人知。

在邁克爾·法拉第發現的電磁場理論的基礎上，特斯拉在電磁場領域有著多項革命性的發明。1887年發明感應電動機，他的多項相關專利以及電磁學的理論研究工作是現代的無線通信和無線電的基石。

(8)特斯拉電動汽車控制原理圖擴展閱讀：

制動方式

三相感應電動機電氣制動方式 有：能耗制動、反接制動、再生制動三種。

1、能耗制動時切斷電動機的三相交流電源，將直流電送入定子繞組。在切斷交流電源的瞬間，由於慣性作用，電動機仍按原來方向轉動，這種方式的特點是制動平穩，但需直流電源、大功率電動機，所需直流設備成本大，低速時制動力小。

2、反接制動又分負載反接制動和電源反接制動兩種。

（1）、負載反接制動又稱負載倒拉反接制動。此轉矩使重物以穩定的速度緩慢下降。這種制動的特點是：電源不用反接，不需要專用的制動設備，而且還可以調節制動速度，但只適用於繞線型電動機，其轉子電路需串入大電阻，使轉差率大於1。

（2)、電源反接制動當電動機需制動時，只要任意對調兩相電源線，使旋轉磁場相反就能很快制動。當電動機轉速等於零時，立即切斷電源。

這種制動的特點是：停車快，制動力較強，無需制動設備。但制動時由於電流大，沖擊力也大，易使電動機過熱，或損傷傳動部分的零部件。

3、再生制動又稱回饋制動，在重物的作用下(當起重機電動機下放重物)，電動機的轉速高於旋轉磁場的同步轉速。這時轉子導體產生感應電流，在旋轉磁場的作用下產生反旋轉方向轉矩，但電動機轉速高，需用變速裝置減速。

參考資料來源：網路-感應電動機

參考資料來源：網路-特斯拉

參考資料來源:特斯拉官網-mode3

9. 特斯拉電動汽車的結構及其各部分的作用及功能

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10. 特斯拉汽車的電驅動系統有何優缺點

電動汽車驅動電機及其控制系統是電動汽車的心臟，以電動機代替燃油機，由電機驅動而無需自動變速箱。特斯拉的動力系統分為四部分：儲能系統（ESS）、功率電子模塊（PEM）、電動機(EM)、順序手動變速箱(SMT)。

特斯拉汽車的交流調速系統

由於儲能系統 ESS 輸出的是直流電，要想為交流電動機供電，必須首先將直流電逆變為交流電，這一功能是由功率電子模塊 PEM 完成。特斯拉汽車的功率電子模塊使用 72 個絕緣柵雙極晶體管（IGBT）將直流電轉換為交流電。除了控制充電和放電速率，功率電子模塊還控制電壓等級、電機的 RPM（每分鍾轉數）、轉矩和再生制動系統。該制動系統通常通過制動捕獲動能，並將其反饋傳輸回 ESS。電池組、功率電子模塊和電機系統的效率和集成能夠達到 85 至 95％，從而使馬達輸出可達 185 千瓦的功率。