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特斯拉Model3 三電拆解(電池、電機(jī)、電控)

電子工程師 ? 來源:楊湘祁 ? 作者:電子發(fā)燒友 ? 2019-03-17 09:34 ? 次閱讀

01 特斯拉Model3底盤

Tesla Model3雙電機(jī)四驅(qū)版本

雙電機(jī)全時四輪驅(qū)動版Model 3的續(xù)航里程為310英里(498公里),0-60英里(0-96.5公里)/小時加速時間為4.5秒,最高時速為140英里(225公里)/小時

▲Tesla Model3單電機(jī)后驅(qū)版本

后輪驅(qū)動版的官方0-60英里(0-96.5公里)/小時加速時間為5.1秒。Model 3雙電機(jī)四驅(qū)版的最高時速和里程與Model 3單電機(jī)版相同。

02 特斯拉Model3電驅(qū)

Model 3車型已改用永磁同步交流(PMAC)電機(jī),Tesla在其EPA認(rèn)證文件中披露了電機(jī)類型:驅(qū)動電機(jī) — 交流3相PM電機(jī),192Kw,258hp?;拘吞柕碾姍C(jī)與長行駛里程型號的電機(jī)可能大小不同。

▲Tesla Model3懸架和驅(qū)動系統(tǒng)

特斯拉Model 3選擇永磁電機(jī),是為了提升車輛的性能及能效,以便更好地解決成本最小化等難題,還有助于提升其性能和續(xù)航里程數(shù)。

▲Tesla Model 3 based hub-motor/gearbox

▲Tesla Model3電驅(qū)系統(tǒng),整個動力總成系統(tǒng)非常緊湊

動力系統(tǒng)垂直集成顯著提升:除了松下電池,整個EV驅(qū)動系統(tǒng)在特斯拉內(nèi)部完成。

為什么毛豆S用異步電機(jī)而3用永磁電機(jī)?

因為這兩臺車定位不一樣,毛豆S要追求世界第一的加速能力,主要是跟真土豪玩的,所以電機(jī)功率密度要大,用便宜耐操的異步自勵磁電機(jī)最好了。這種電機(jī)低載荷的時候,由于自己還要提供勵磁,所以效率會低些。

毛豆3是給預(yù)算低一點(diǎn)(想裝逼,但預(yù)算又差點(diǎn))家庭用車,很多人甚至是唯一臺車,真正的家用會多些,所以要提升后排頭部空間(S不行),改用永磁電機(jī),降低市區(qū)能耗。

按照3目前透露的指標(biāo),溫柔點(diǎn)開,3開到10度/百公里以下的能耗是完全可以做到的,也就是說,入門款可以挑戰(zhàn)500公里的續(xù)航

毛豆3仍然采用三合一的動力總成結(jié)構(gòu)、單速比減速箱。相比于前一代產(chǎn)品,驅(qū)動系統(tǒng)效率提高了6個百分點(diǎn)達(dá)到了89%。這是相當(dāng)大的進(jìn)步了。

▲ACTUAL-Rotor-close-up-with-laminates

▲Tesla-Model-3-teardown

▲A part from the motor

效率的提升主要?dú)w功于電機(jī)的升級,令人吃驚的是定轉(zhuǎn)子好像都不像是開關(guān)磁阻電機(jī)的樣子。轉(zhuǎn)子采用了永磁同步電機(jī)常用的V字斜極結(jié)構(gòu)。

▲Parts from the motor

▲Tesla-Model-3-teardown

電機(jī)、減速器油冷,控制器水冷。不帶P檔

▲Tesla-Model-3-Motor-Gearbox

▲Tesla Shows Off Model 3 Drive Gears After Million-Mile Testing

▲Tesla Model 3 gears after over 1 million miles – still in good condition

▲Model3RangeCurves

03 特斯拉Model3電控

▲Tesla Model3逆變器電路板

Tesla已經(jīng)把碳化硅MOSFET用到了其主驅(qū)動控制器上面。 特斯拉在Model S和Model 3之間進(jìn)行了技術(shù)跨代的設(shè)計和技術(shù)躍遷。

▲Tesla-Model-3-teardown

特斯拉是第一家在其Model 3中集成全SiC功率模塊的車企,工程設(shè)計部門直接與意法半導(dǎo)體的合作,特斯拉逆變器由24個1-in-1功率模塊組成,這些模塊組裝在針翅式散熱器上。

▲Tesla-3-Electronics-Onboard-Charging

▲Tesla-3-Electronics-Pyrotechnic-Disconnect

意法半導(dǎo)體SiC功率模塊包含兩個采用創(chuàng)新的芯片貼裝解決方案的碳化硅MOSFET,并通過銅基板實(shí)現(xiàn)散熱。碳化硅MOSFET采用意法半導(dǎo)體最新的技術(shù)進(jìn)行設(shè)計和制造,可降低傳導(dǎo)損耗和開關(guān)損耗。

▲Tesla-3-Electronics-Batman-Robin

▲Tesla-Model-3-teardown

Model 3的逆變器功率達(dá)到300kW,逆變器的作用是為電動車增加動力,在如此強(qiáng)勁的動力系統(tǒng)下,Model 3的0到60英里加速度將不遜色于Model S。

▲Tesla-Model-3-teardown(deconstructed)

▲Tesla-Model-3-teardown(deconstructed)

▲Tesla-Model-3-teardown(deconstructed)

為了有效的做好連接,毛豆3使用了大量的激光焊接的工藝,來把MOSFET與銅母線相連。

04 特斯拉Model3電池

▲Tesla Model3電池包在整車的布置

長行駛里程Model 3的電池組電壓為350V,容量為230Ah,所以達(dá)到80.5kWh。基本型號(50 kWh)提供220英里行駛里程。

▲Tesla Model3電池包

▲Tesla-3-Battery-0-Entire-Pack

▲Tesla Model3電池包構(gòu)成

Model 3 的電池組由四個比例不同的模組構(gòu)成。其中兩個模組由 25 個電池單元構(gòu)成,另外兩個模組由 23 個電池單元構(gòu)成。每個電池單元有 46 個 21700 電芯,Model 3 總共有 4416 顆 2170 電芯。

▲Tesla Model3電池包構(gòu)成

電池管理和充電控制和DCDC、車載充電機(jī)、PDU都被集成進(jìn)一個單一單元。

▲Tesla Model3電池包內(nèi)部結(jié)構(gòu)

電池組的外殼中直接集成了大量電子元件,縮小體積的同時,減輕了重量。

▲battery-pack-controller-module-diagram

Model 3并沒有采用與model s相同的18650型電池,反而用上了更好、更先進(jìn)的21700電池。

Tesla-3-Battery-4-Copper-Ribbons

特斯拉推出21700型電池一是為了引領(lǐng)技術(shù)方向,二是迫于成本壓力。

在電動汽車的電池領(lǐng)域,一直保持著圓柱形鋰電池、軟包電池和方形鋰電池三分天下的局面,特斯拉的18650型電池和21700型電池就屬于圓柱形鋰電池,它是商業(yè)化最早,生產(chǎn)自動化程度最高,當(dāng)前成本最低的一種動力電池。

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