特斯拉Model 3驅(qū)動電機其實沒有你想象中那么復(fù)雜

作者：Jim Harrison，林肯科技特邀博主

據(jù)報道，在首批三款車型中采用自制交流感應(yīng)異步驅(qū)動電機取得巨大成功之后，Tesla剛剛發(fā)布的Model 3車型已改用永磁同步交流(PMAC)電機。

報道稱，Tesla在其EPA認證文件中披露了電機類型，聲明中寫道：驅(qū)動電機 — 交流3相PM電機，192Kw，258hp?；拘吞柕碾姍C與長行駛里程型號的電機可能大小不同。

此外，EPA文件還說明長行駛里程Model 3的電池組電壓為350V，容量為230Ah，所以達到80.5kWh?；拘吞?50 kWh)提供220英里行駛里程，0至60mph加速時間為5.6 s。長行駛里程型號的起步價格為44,000美元，0至60mph加速時間為5.1 s。

此外，中國磁性材料公司北京中科三環(huán)高技術(shù)股份有限公司(ZKSH)也宣布簽署了一份協(xié)議，未來三年內(nèi)為Tesla Motors供應(yīng)釹鐵硼(NdFeB)磁體。當然，這些材料還可用于電機之外的用途。

與感應(yīng)式電機相比，PMAC電機較為復(fù)雜，但仍然相當簡單且可靠。PMAC電機體積較小、重量較輕，一定程度上比感應(yīng)式電機效率更高，特別是在低載和高載時。幾乎其它所有EV制造商都使用這種類型的電機。

特斯拉Model 3

我認為，PMAC電機的同步操作意味著Tesla必須大幅更改其電機控制算法，并且這些算法可能比之前略微復(fù)雜。從報道的早期短時間試驗電機來看，這項工作似乎進展順利。人們都迫不及待地想看看改進后的電機效率是否能夠明顯提高英里/Kwh，以及操控性是否發(fā)生了任何變化。有報道稱，Tesla正在使用釹和鐠(Nd/Pr)稀土作為其磁體材料 ——但尚未得到證實。

PMAC和感應(yīng)電機在滿載時的效率都非常高。大型(>100hp) PMAC同步電機的滿載效率一般為98%，而高質(zhì)量感應(yīng)電機大約為92%至95%。20%負載時，感應(yīng)電機的效率下降到80%左右，而PMAC電機在這種輕載條件下的效率仍保持在88%。

不使用PMAC電機的一個重要原因是材料可用性。特別是釹。其價格在2011年從每噸3.5萬美元猛漲到25萬美元，然后價格又回落到大約3.5萬美元。在7月中旬，釹的價格達到6.5萬美元每噸，比上年度11月的最低點上漲了30%。大部分的釹材料都產(chǎn)自于中國的礦場。雖然世界各地有許多釹礦床，包括美國的加利福尼亞沙漠，但很難提取和加工。

Molycorp Inc是美國唯一生產(chǎn)稀土材料的礦業(yè)公司，總部設(shè)在科羅拉多州格林伍德村，擁有美國加利福尼亞州的帕斯山稀土礦。由于技術(shù)困難以及“競爭環(huán)境變化”導(dǎo)致其迅速衰落，該公司于2015年申請破產(chǎn)。據(jù)報道，該公司在礦場的投入超過10億美元，最終被其最大債權(quán)人Oaktree Capital Management收購，并重組為Neo Performance Material。該公司現(xiàn)在擁有愛沙尼亞的稀土和稀有金屬加工設(shè)施。

美國能源部創(chuàng)新中心的關(guān)鍵材料研究院已經(jīng)制造出完全由美國國內(nèi)供給和精煉的稀土金屬制成的磁體。許多研究實驗室正在研究高強度磁體的代替材料。一家名為Peak Resources的公司正在坦桑尼亞開發(fā)恩格拉稀土項目。Rare Earth Salts公司正在提供來自于內(nèi)布拉斯加州工廠的稀土材料。RES的原始生產(chǎn)材料來自于回收的熒光燈管，使其生產(chǎn)成為100%美國國產(chǎn)方案。