特斯拉电动汽车控制原理图

1. 特斯拉汽车发动机原理

电动汽车因无尾气污染、噪音低、性能高等特点成为汽车行业未来发展的重要方向，目前大多传统汽车制造商也已纷纷开始推出电动汽车车型，而要说电动汽车行业的领头羊，自然非特斯拉莫属。

在特斯拉的数款车型中，Model S是目前最受欢迎豪华车型，同时也世界上加速度最快的量产电动汽车，今年1月份马斯克曾在Twitter透露，Model S P100D在疯狂模式下0-60英里加速已经可以达到2.34秒。
下面的视频LearnEngineering制作的动画，讲解的是电动汽车的工作原理，介绍了特斯拉Model S所采用的技术，从感应电动机、逆变器、离子电池以及整车协同四个方面解析Model S是如何获得超高性能的。

动画做的很棒，完全可以当作一个小教学片了。。。
感应电动机

特斯拉汽车由感应电动机驱动，感应电动机是尼古拉˙特斯拉在一个世纪前发明的，特斯拉汽车的名字也是为了纪念尼古拉˙特斯拉而取的。
感应电动机有两个主要的部件，定子和转子。转子由横着的多根导电杆，两端的导电圆盘，以及夹在导电圆盘之间的多个硅钢片组成。定子连接到三相交流电上，线圈中的三相交流电产生旋转的磁场，从而在电机中产生具有4个磁极的磁场，旋转的磁场在转子的导电杆中产生感应电流。因为导电杆中有电流，所以导电杆在磁场中转动。
在感应电动机中，转子的转速始终小于磁场的旋转速度，感应电动机中没有电刷，也没有永磁体，但动力强劲。感应电动机的优点是:感应电动机的转速取决于交流电的频率，所以，只要控制交流电的频率，就可以控制电机的转速，从而控制汽车驱动轮的转速。控制了驱动轮的转速，就控制了电动汽车的车速，这种控制方式简单可靠。

电机具有变频驱动模块，用以控制电机的转速，电机的转速范围为0到18000转/分钟，这个转速指标大大优于采用汽油或柴油发动机的汽车。对于汽油和柴油发动机来说，扭矩符合要求时，转速不一定符合要求，因此，发动机不能直接连接到驱动轮上，发动机必须与变速器配合，才能使驱动轮达到所需要的转速。
而感应电动机在输出所需的扭矩的同时，还能输出所需的转速，能在转速范围内一直保持较高的效率，所以，电动汽车就不需要变速器。
另外，发动机无法直接产生旋转运动，而是将活塞的上下直线运动转换成旋转运动，而将直线运动转换为旋转运动时，会出现机械平衡方面的问题。
发动机还有两个问题，一个问题是，发动机不能像感应电动机那样自己启动，而是需要启动电机进行启动，另一个问题是，发动机无法均匀地输出动力。为了解决这两个问题，发动机要配备发电机给蓄电池充电，而蓄电池可以为启动电机提供电力，发动机还要配备飞轮，从而尽量均匀地输出动力。
而感应电动机不仅可以直接产生旋转运动，而且可以均匀地输出动力，所以感应电动机可以省去发动机上的很多部件。因此，感应电动机重量比发动机轻，响应速度比发动机快，动力比发动机强，使得电动汽车具有超强的性能。
逆变器
感应电动机的动力从哪儿来呢?来自电池组。

但感应电动机需要的是交流电，所以，需要逆变器把电池组输出直流电，变成感应电动机所需要的交流电。逆变器同时控制其所输出的交流电的频率，从而控制电机的转速。另外，逆变器甚至能控制交流电的电压，从而控制电机的动力。
因此，逆变器就像电动汽车的CEO，执行着对电动汽车的控制。
▌锂离子电池

我们现在研究一下电池组。你可能会惊奇地发现，电池组是由许多节日常生活中使用18650充电电池组成，“18”表示电池直径为18毫米，“65”表示电池长度为65毫米，“0”表示电池是圆柱形。这些电池通过串联和并联，为电动车提供动力。电池之间有扁平的金属管，内装冷却液，用于给电池进行冷却。
特斯拉的一个创新之举是采用大量的小电池，而不是几个大的电池块，从而确保能对电池进行有效冷却，使得发热点尽量地小，温度分布均匀，从而延长电池组的使用寿命。
多节电池构成这种可拆卸的电池模块，整个电池组共有16个这样的可拆卸电池模块，共包含大约7000节电池，位于车头的散热器用于对电池组中的冷却液进行冷却。
另外，因为电池组安装在车身较低的位置，从而降低了汽车的重心，汽车重心降低则大大提高了汽车行驶时的稳定性。电池组分布于汽车的整个底部，电池组坚固的结构有助于汽车抵抗侧面的撞击。
动力传动系统
现在我们继续研究特斯拉的动力传动系统。
电机产生的动力通过齿轮箱传输到驱动轴，因为电机本身的有效转速范围比较宽，所以，特斯拉使用的是简单的单速变速器。电机输出的速度通过齿轮，进行了2次降速。
电动汽车的倒车也含简单，只需要改变电源相位的顺序就可以了。电动汽车采用变速器的唯一目的，就是通过牺牲转速来获得更大的扭矩。
齿轮箱中的另一个重要的部件是差速器，动力通过齿轮输送到差速器。这是一个简单的开放式的差速器，但开放式的差速器在牵引控制方面有缺陷。
这么先进的电动汽车为什么要使用开放式差速器，而不使用限滑差速器?原因是开放式差速器更结实，能够传输更大的扭矩。
有2个方法可以消除开放式差速器的缺陷，一是选择性制动，另一个是切断电源供应。对于汽油和柴油发动机，通过切断油路来切断动力见效慢，而对于感应电动机，切断电源的效果立竿见影，从而可以有效地进行牵引控制。

特斯拉可以利用最先进的算法，结合传感器、控制器进行牵引控制，简而言之，特斯拉汽车利用智能软件取代了复杂的机械硬件系统。
你是否知道，即使只使用油门踏板，也能高效地控制行驶中的电动汽车，这归功于特斯拉强大的动力回收系统。也就是说，制动时，汽车巨大的动能被转换为电能，而不是被转换为刹车片上的热能被浪费掉。
行驶时，“油门”踏板一旦被松开，电动汽车便启动动力回收系统，在动力回收系统工作时，感应电动机变成了发电机。此时，车轮驱动感应电动机的转子，在转子的转速小于磁场的旋转速度时，感应电动机作为电机输出动力，当转子的转速大于磁场的旋转速度时，感应电动机就变成了发电机。
此时逆变器起到关键的作用，逆变器降低输入到电机的电流的频率，从而降低磁场的旋转速度，使得转子的转速高于磁场的旋转速度。从而使电动机变成了发电机，产生的电流是交流电，转换为直流电后，就可以存储到电池组中，发电的同时，转子受到反向的电磁力，从而给驱动轮施加了阻力，从而降低了驱动轮的转速和车速。
这样，行驶中，仅仅通过油门踏板就可以精确地控制车速，而刹车踏板用于将汽车完全停下来。
由于动力回收系统和刹车踏板的共同作用，使得电动汽车比汽油和柴油汽车更安全，电动汽车的保养和使用比汽油和柴油汽车便宜很多，随着技术的不断进步，电动汽车现有的缺点会逐渐被克服，未来将是电动汽车的天下
来源:机械前言整理 材料源:42号车库 网络 机械教授

2. 为什么特斯拉的Model s 电动汽车采用的是交流电机,而非目前较为流行的变频直流电机这种交流电机相对于变

1，直流电机结构复杂,成本相对较高,后期维护麻烦。
2，大一点的电机都需要外接大的冷却风扇。
3，可以很简单经济的实现调速。力矩大,机械特性好。
4，交流电机 结构简单,成本低,维护简单。自身完成不了调速。以前变频不普及时,要求调速性能好的地方(机床,起重机,纺织等)都用直流电机。
5，不过随着变频的发展,矢量变频+变频电机的性能已经接近直流电机了。

“交流电机”：是用于实现机械能和交流电能相互转换的机械。由于交流电力系统的巨大发展，交流电机已成为最常用的电机。交流电机与直流电机相比，由于没有换向器（见直流电机的换向），因此结构简单，制造方便，比较牢固，容易做成高转速、高电压、大电流、大容量的电机。交流电机功率的覆盖范围很大，从几瓦到几十万千瓦、甚至上百万千瓦。

3. 特斯拉 配什么电机控制器mcu

1、节能、高功率是稀土永磁同步电机相比异步电机的最大优势。
异步感应电机的转子上没有永磁体，也无需换向器、电刷，具有结构简单、制造方便、可靠性好等优点。但是，异步感应电机由于单边励磁，产生单位转矩需要的电流较多，因此能耗较大，一般而言永磁同步电机比异步电机节能20%以上。节能对于新能源与混动汽车意义重大，这也意味着在不增加电池组容量的情况下，同等车况下，采用同步电机的汽车可比采用异步电机的汽车续航里程适当增加，混合动力汽车的油耗也可得到有效降低。

异步感应电机在汽车应用中的另一主要缺点是功率因数滞后，定子中有无功励磁电流因而功率低（特别是在恒转矩区），进而制约汽车性能。节能性、小体积、轻量化等方面的劣势，使得异步感应电机被广泛应用于工业拖动领域中。但国内有所不同。目前国内混合动力城市公交，多采用异步电机进行驱动。
2、稀土永磁同步电机可实现异步电机难以实现的小体积与轻量化。
由于异步感应电机的转矩密度低于永磁同步电机，使得小体积、轻量化难以实现。而对于新能源，特别是混合动力汽车，小体积与轻量化至关重要。轻量化进一步实现了汽车的节能进而降低能耗、延长续航里程。小体积对于混合动力汽车至关重要，因为其除驱动电机系统外还有燃油驱动系统，体积过大会大大增加其汽车电路设计难度。
基于以上原因，除Tesla 外，目前市场上其他新能源与混动汽车均采用了稀土永磁同步电机。13 年1 季度全球新能源、混动汽车销量已分别达2.8、32.6 万辆，Tesla同期销量0.48 万辆，占全球新能源与混动市场份额有限，稀土永磁同步电机代表了汽车厂商的主流选择。
与此同时，名为tesla fans的网友在雪球中质疑了该观点：“你的结论是错误的，三相交流感应电机比直流永磁的体积小，Tesla的只有西瓜那么大，成本上低很多，另外比永磁电机的高速反电动势低，空转损耗小，这都是更适合汽车应用的特点。功率密度和效率上的确感应电机是需要用矢量变频控制来提高，Tesla也是这么干的，现代电子技术的进化已经让差距和永磁电机相差无几了。
电车汇观点:
同步电机和异步电机的定子绕组是相同的，主要区别在于转子的结构。永磁电机的磁场是磁铁产生的，不需要这个无功功率，所以只需要从电网中吸取有功功率对外做功即可，因此它的功率因数要高！异步电机的功率因数低，原因是它需要一部分功率来产生磁场，以维持电机运转。这部分产生磁场的功率，不会被消耗，只存在与电机与电源之间，这就是无功功率。
电机的选择与功率绝不是完全正相关的，不同的不同设计方案，对电机提出了不同的要求，当然，配合电机控制，如何有效的发挥，以延长续驶里程，降低单位能耗，才是电机配套控制方案应用的精髓所在。

4. 特斯拉的车里面居然没有引擎!!! 请大神出来解释一下，如何用电来代替引擎来 发动车

特斯拉的动力是电池组，引擎是电动机，一张图片可以很清晰的反映出它的动力系统。

●关于电池：

特斯拉采用的电池是我们常见的18650锂电池，也就是普通笔记本电池的电芯。这些电池是松下为特斯拉而特制的，型号为18650NCA，单颗容量在3100mah。这种电池容量和内阻在1000次充放电后都保持着相对稳定的水平。特斯拉MODEL S PERFORMANCE车型的电池组由7000多颗电池组成，这也是为什么它的续航能力会比竞争对手要长的主要原因。特斯拉MODEL S 85kWh版本的电池拥有8年无限公里保修，60kWh版本有8年20万公里的保修，用户基本不用考虑保养更换的成本。

而同为纯电动车的日产聆风采用的电池也是锂电池，功率为24kWh，最长行驶里程只有200km（2013款车型），和特斯拉MODEL S 60kWh版本的370km的续航里程还有非常大的差距。

●充电方式：

Mobile Connector、Single Charger是全系标配的，Twin Charge、High Power Wall Connector是需要加装的。而SuperCharging这项功能在85kWh MODEL S车型上市标配，60kWh MODEL S车型上需要加装。

●安全：

电池组是一个坚固的高强度的整体，并作为车身的一部分。这使得特斯拉Model S有较高的车身扭转刚度及较低的重心。电池采用的是水冷冷却，保持电池工作在恒定温度。在车辆受到碰撞的时候，电池的外部结构保护电芯免受冲击并自动切断电源。电池组坚固的外壳也增加了车厢的强度，减少了碰撞时车厢的变形，从而保护了乘客。

对这个话题比较感兴趣，平时收集了一些资料。如果你感兴趣的话，我可以发给你。

希望可以帮到你。

5. 特斯拉电动汽车驱动系统布置形式有哪些

特斯拉公司目前主推的 Model S 属于豪华类型，售价在 7 万-10 万美元之间，但是其续航里程可以达到 265 英里，远超目前市面上所有的电动汽车（比如尼桑的 Leaf 电动车的续航只有 75 英里）。据了解，特斯拉公司计划在数年之内向市场提供售价在 3-3.5 万美元之间的电动汽车，但是性能并不缩水，续航里程将与 Model S 豪华车接近。为了让电动汽车更实用，特斯拉公司将要在美国全境建立起快速充电站网络，所有特斯拉的电动汽车可以在快速充电站用半小时充满可以行驶 200 英里的电力（从下文你可以知道，特斯拉已经具备了这样的实力）。我的试驾行程：从加州的帕洛阿尔托行驶到旧金山，然后又在高速上开到了圣克鲁兹，之后去了特斯拉生产车间，最后返回了帕洛阿尔托的特斯拉公司总部，行驶总里程约为 230 英里。当我在帕洛阿尔托提车时发现这辆车的电池并没有充满，可能是工作人员昨天晚上没有充电，汽车的控制面板上显示着汽车的电池可以供应行驶 208 英里（充满电可以行驶 265 英里）。如果我想完成上面的行程，就必须在快速充电站停一次。当前的电动汽车相比燃油汽车有许多优点：对于上班族来说，不再需要开车去加油站排队加油，只需要回家花十来块钱充电就行了

6. 特斯拉刹车原理是什么

与传统汽车不同之处是，当踩下刹车时候，并不是直接作用到刹车盘，而是通过一个电子系统，通过电子系统分析踩下去的力度和时间，然后再给出两个系统刹车的信号。说白了就是，特斯拉的刹车相当于一个键盘，踩下键盘之后，电脑根据踩出来的力量和时间，帮助去踩刹车。

特斯拉的刹车系统与传统燃油车有很大的不同，主要由两部分组成，一部分是再生制动，另一部分是传统刹车系统。再生制动是自动改变大发动机转向，从而使车轮减速，而这个过程中产生的电还可以回灌给电池充电。传统刹车系统，基本原理一样，采用摩擦制度。、

发展历史

特斯拉第一款汽车产品Roadster发布于2008年，为一款两门运动型跑车。

2012年，特斯拉发布了其第二款汽车产品——Model S，一款四门纯电动豪华轿跑车。

第三款汽车产品为Model X，豪华纯电动SUV，于2015年9月开始交付。特斯拉的下一款汽车为Model 3，首次公开于2016年3月，已于2017年末开始交付。

2019年2月，马斯克宣布将开放所有特斯拉电动汽车的专利。

2021年3月24日，美国特斯拉官网宣布支持比特币付款，特斯拉成为史上第一家支持比特币购车的车企。

以上内容参考 网络--特斯拉

7. 特斯拉汽车的电驱动系统有何优缺点

特斯拉汽车电驱动的优点：
1、交流电机结构简单，便于日常维护；
2、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）时优势显著；
3、调速的动态性能好，经济可靠；
4、功率因数高、谐波小；
5、电机效率高、节能效果好（相比直流综合节电率在 15-25%）。
特斯拉汽车电驱动的缺点：
1、线路复杂，控制难度大；
2、交流变频调速装置初期投入成本略高。
特斯拉不同于传统的汽油动力车，其动力系统主要由四个部分组成：储能系统、功率电子模块、电动机、顺序手动变速箱。
它的储能系统 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。

8. 特斯拉电动汽车用什么电机

特斯拉电动汽车用感应电动机，又称“异步电动机”，是将转子置于旋转磁场中，在旋转磁场的作用下，获得一个转动力矩，因而转子转动的装置。

发明者：

尼古拉·特斯拉，塞尔维亚裔美籍发明家、机械工程师、电气工程师。他被认为是电力商业化的重要推动者之一，并因主持设计了现代交流电系统而最为人知。

在迈克尔·法拉第发现的电磁场理论的基础上，特斯拉在电磁场领域有着多项革命性的发明。1887年发明感应电动机，他的多项相关专利以及电磁学的理论研究工作是现代的无线通信和无线电的基石。

(8)特斯拉电动汽车控制原理图扩展阅读：

制动方式

三相感应电动机电气制动方式 有：能耗制动、反接制动、再生制动三种。

1、能耗制动时切断电动机的三相交流电源，将直流电送入定子绕组。在切断交流电源的瞬间，由于惯性作用，电动机仍按原来方向转动，这种方式的特点是制动平稳，但需直流电源、大功率电动机，所需直流设备成本大，低速时制动力小。

2、反接制动又分负载反接制动和电源反接制动两种。

（1）、负载反接制动又称负载倒拉反接制动。此转矩使重物以稳定的速度缓慢下降。这种制动的特点是：电源不用反接，不需要专用的制动设备，而且还可以调节制动速度，但只适用于绕线型电动机，其转子电路需串入大电阻，使转差率大于1。

（2)、电源反接制动当电动机需制动时，只要任意对调两相电源线，使旋转磁场相反就能很快制动。当电动机转速等于零时，立即切断电源。

这种制动的特点是：停车快，制动力较强，无需制动设备。但制动时由于电流大，冲击力也大，易使电动机过热，或损伤传动部分的零部件。

3、再生制动又称回馈制动，在重物的作用下(当起重机电动机下放重物)，电动机的转速高于旋转磁场的同步转速。这时转子导体产生感应电流，在旋转磁场的作用下产生反旋转方向转矩，但电动机转速高，需用变速装置减速。

参考资料来源：网络-感应电动机

参考资料来源：网络-特斯拉

参考资料来源:特斯拉官网-mode3

9. 特斯拉电动汽车的结构及其各部分的作用及功能

代表特爷鄙视你

10. 特斯拉汽车的电驱动系统有何优缺点

电动汽车驱动电机及其控制系统是电动汽车的心脏，以电动机代替燃油机，由电机驱动而无需自动变速箱。特斯拉的动力系统分为四部分：储能系统（ESS）、功率电子模块（PEM）、电动机(EM)、顺序手动变速箱(SMT)。

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 个绝缘栅双极晶体管（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。