特斯拉電機小而牛的原因

特斯拉電機布置位置：

斯拉電機解體圖示：

【1】電機高轉(zhuǎn)速

影響電機輸出功率的兩個因素，一個是轉(zhuǎn)速，一個是扭矩。兩者的乘積高了，功率就大了。特斯拉的電機功率大，原因也是一樣。他有超過16000轉(zhuǎn)的最高轉(zhuǎn)速和600NM的扭矩，當然他的恒扭矩區(qū)在0～5500rpm,以上是恒功率區(qū)，轉(zhuǎn)速提高扭矩同比例下降。所以問題又變成怎么在那么小的體積下實現(xiàn)16000轉(zhuǎn)的高轉(zhuǎn)速和怎么提供600NM的大扭矩？

機械上實現(xiàn)16000轉(zhuǎn)相對控制來說還是容易的，做好高速動平衡，用高轉(zhuǎn)速的軸承。

電路上面呢？需要轉(zhuǎn)子通過高頻高壓的大電流，什么概念？大約是500Hz、350V，1000A，我說的是大致的范圍。

帶來的問題：耐壓相對好解決（其實也有點難的），大電流需要很粗的導電截面，高頻率會有很強的趨膚效應這是矛盾。

特斯拉怎么解決：多股線，盡可能短的線圈端部，還有是高溫高頻的承受力，相應的線圈、定子的散熱，妙招是一體化的變頻器和異步電機。

我們可以從電的角度去想問題,在功率一定的情況下，電壓固定時，功率由電流來決定。那么電流的大小又決定了電機繞組線圈的截面積。想要去降低電機體積，明顯的需要降低線徑，因為電機的線圈存在" 槽滿率 "的問題（豐田的一些電機直接使用銅條來代替漆包線）所以電機線越細，電機最后的體積越小。

【2】電機冷卻系統(tǒng)采用內(nèi)部油冷散熱

請不要忽視電機散熱水道對電機體積的影響。這種設(shè)計日本人設(shè)計的特別好，雷克薩斯和普銳斯的動力總成，他們的熱量交換設(shè)計給小型化帶來了很大的空間。在目前來看大多數(shù)電機還是屬于水冷，而水冷得效率相對于油冷來說是需要更大體積的，因為水路太占用體積了，同時水冷對絕緣有更高的要求。未來的發(fā)展讓以后的控制器和電機一體化是一個特別快速發(fā)展的方向，而且大家體積越來越小，薄膜電容和集成模塊的使用使得控制器及電機體積極大利用，再者越老越多的導熱良好材料使用也會將控制器及電機的設(shè)計往更小的方向引導。電控、電機的結(jié)合往后也會和現(xiàn)在發(fā)動機總成一樣變得很成熟，而且價格也會越來越低。

【3】電機采用銅轉(zhuǎn)子

特斯拉銅轉(zhuǎn)子（鉆凹孔為做高速動平衡調(diào)整配重位置）：

特斯拉采用了交流異步電機，從我的理解上來看，電機就是把電能轉(zhuǎn)換成動能的裝置，期間有一個轉(zhuǎn)換效率的問題，損失的效率都變成熱量了。電機繞組產(chǎn)生的磁場要變成旋轉(zhuǎn)磁場作用于轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子獲取磁場大小也就會表現(xiàn)在電機的扭矩和功率上。采用銅轉(zhuǎn)子必然是提高磁場傳播的效率，減小熱損。而且因為轉(zhuǎn)子也在油里泡著，它的散熱條件相對好很多，這也是電機降體積的一種好的思路。

【4】電機電控減速箱集成化

電機電控減速箱集成化,即將車用電機與車用變速器集成,將電機控制器、DC/DC、高壓配電倉集成,減小電機電控的質(zhì)量體積、降低生產(chǎn)成本。

附：電機槽滿率解釋：

電機槽滿率，是指線圈放入槽內(nèi)后占用槽內(nèi)空間的比例，通俗的講就是導線截面積占槽有效面積的比值 X100％，計算的時候?qū)Ь€截面積直接用直徑平方 X 根數(shù)計算，槽有效面積記得要減去槽絕緣所占的面積。槽滿率大 ,表示槽內(nèi)填充緊密，槽滿率小，表示槽內(nèi)填充松散。就電機用料的充分利用和運行性能來說， 槽辨率最為好。 但過高嵌線困難，勞動量及工時增加，容易損傷絕緣。槽滿率低，電機運行時導線在槽內(nèi)松動，易摜壞絕緣，此外，槽內(nèi)空隙多．由于空氣導熱差，影響線圈的散熱，使電機溫升增高。槽滿率一般取75％～78％， 不大于80％。