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[经验] 特斯拉电机做的小的原因在哪里

2019-10-17 08:00:00  467 电机 特斯拉 小型化
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特斯拉电机做的小的原因主要是

【1】电机转速高并配合单级减速箱
大家知道电机    功率= 转速*转矩  。电机的体积和功率没有太直接的关系,而电机的扭矩和电机体积是密切相关的。
这样矛盾就变成  【功率不变的情况下】要想【减小电机体积】那么可以【减小电机扭矩】也就会【增加电机转速】最后【使用减速箱】最后达到体积减小的目的。
一般来乘用车的最大功率30-60KW已经很足够了;自己改过的伊兰特使用的异步电机额定功率22KW,峰值功率60KW,而且还是低转速水冷电机。 当然我们可以从电的角度去想问题,在功率一定的情况下,电压固定时,功率由电流来决定。那么电流的大小又决定了电机绕组线圈的截面积。想要去降低电机体积,明显的需要降低线径,因为电机的线圈存在"槽慢率"的问题(丰田的一些电机直接使用铜条来代替漆包线)所以电机线越细,电机最后的体积越小。
【2】采用内部油冷散热系统
请不要忽视电机散热水道对电机体积的影响。这种设计我觉得日本人设计的特别好,我看过雷克萨斯和普锐斯的动力总成,他们的热量交换设计给小型化带来了很大的空间。在目前来看大多数电机还是属于水冷,而水冷得效率相对于油冷来说是需要更大体积的,因为水路太占用体积了。我觉得以后的控制器和电机一体化是一个特别快速发展的方向,而且大家体积越来越小,薄膜电容和集成模块的使用使得控制器及电机体积极大利用, 再者越老越多的导热良好材料使用也会将控制器及电机的设计往更小的方向引导。电控、电机的结合往后也会和现在发动机总成一样变得很成熟,而且价格也会越来越低。
【3】电机采用铜转子
我自己不是电机方面专业,对电机了解不多。因为特斯拉采用了交流异步电机,从我的理解上来看,电机就是把电能转换成动能的装置,期间有一个转换效率的问题,损失的效率都变成热量了。电机绕组产生的磁场要变成旋转磁场作用于转子,转子获取磁场大小也就会表现在电机的扭矩和功率上。采用铜转子必然是提高磁场传播的效率,减小热损。而且因为转子也在油里泡着,它的散热条件相对好很多,这也是电机降体积的一种好的思路。
【4】电机电控减速箱集成化
这一点不用多说,大家可以理解。

作者:哩小熊
链接:https://www.zhihu.com/question/23605224/answer/55753259
来源:知乎
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