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揭秘:特斯拉电动汽车的工作原理

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OFweek电动汽车网讯 市面上的电动汽车越来越多,电动汽车没有尾气污染、噪音低、性能高,预计2025年就能把汽油和柴油汽车挤出市场。特斯拉ModelS型电动汽车如今是世界上加速度最快的量产汽车,这个视频介绍特斯拉ModelS型电动汽车所采用的技术。

为了让大家明白电动汽车是如何获得超高的性能,本视频将分别分析电动汽车中的感应电动机,逆变器,锂离子电池,以及整个汽车是如何协同工作的。

揭秘:特斯拉电动汽车的工作原理

▌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。

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