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特斯拉動力有多強 解析Model 3動力系統

2019-11-12 13:19:40

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[愛卡汽車新能源頻道原創]

此前特斯拉曾經舉辦過多場性能駕駛學院,使用的體驗車輛正是Model3,這在一定程度上說明了該車型的動力得到了特斯拉的認可,那么這套動力系統有什么過人之處呢?

Model3雖然不是特斯拉動力系統最強的選手,但是是目前特斯拉操控方面的冠軍,而動力系統對于操控的影響非常之大。

國產特斯拉的車標換成了中文,不過動力系統并沒有做出改變,因此國內外版本在動力方面的體驗不會有很大的差異。

汽車工業發展的120年里,動力系統一直都是汽車的核心部件,燃油車時代靠的是內燃機,新能源時代靠的是電動機。其實電動機先于發動機而出現,正是由于卡爾·本茨發明了內燃機汽車,才打破了電動汽車統治地球的幻想,但特斯拉的出現,又一次改變了汽車工業的發展。

相比于更加復雜的內燃機,電動機在結構方面看上去更加簡單,并且外觀也沒有內燃機那樣華麗。不過有一句話說得好,“越簡單的東西越可靠”,其實電動機擁有很多內燃機不具備的優點,比如噪聲小、效率高、易維護等。由于電動機有效轉速范圍很寬,所以并不需要龐大的變速結構,在體積、重量、傳動效率等方面很有優勢,從下圖的對比中我們很容易看到二者的區別。

Model3AWD在動力方面采用了前交流感應電機,后永磁同步電機的方案。之所以采用這種組合式的方案,主要是特斯拉考慮到永磁同步電機在成本、體積、效率、調速性能等方面的優勢,同時又結合交流感應電機擅長大負荷、長時間運轉的特點,充分發揮兩種電機的優勢,以實現更強大的性能。

官方給出Model3的動力數據是,電機功率為前137kW,后202kW,電機峰值扭矩623Nm,零百加速3.4s。

馬斯克不久前曾宣布,Model3將獲得OTA升級,動力增強5%左右,并且還將提供單踏板駕駛功能。這在燃油車上是不敢想象的,主要得益于電動機的特性,倒車只需要改變電動相位的順序,電動機使用變速器最大的目的在于通過調節轉速來獲得更大的扭矩,因此通過結合傳感器控制器就可以進行牽引控制。

此前大家普遍認為電池技術是特斯拉得以傲視群雄的根本,其實特斯拉的技術靈魂是電機方面的技術。雖然電動機發展時間很早,但是電動機的控制系統只有近20年左右的發展歷史,優秀的控制系統也為Model3帶來了出色的動力表現。

通過逆變器和半導體芯片等硬件的配合,加上軟件算法方面的精準計算,Model3幾乎可以做到加速踏板踩多少,動力輸出給多少的表現,這種隨心所欲的感覺是在其他品牌的車型上很難體驗到的。

此外特斯拉還充分利用車輛其他部件來為動力系統做配合。圖中是特斯拉的Superbottle,這是一個多功能整合型儲液罐,將冷水機、電動的閥、泵和冷卻液罐整合在一起,大家可以先猜一下這個儲液罐對動力系統有什么用。

Superbottle之所以配得上super,主要是功能真的很強大。冷卻液與電池包相互連通,你可能想不到,這些冷卻液除了為電池降溫之外,還可以為電動機降溫。由于特斯拉圓柱型電池中有大量空隙,因此電池包既是一個熱源又是一個良好的儲熱散熱裝備,特斯拉就利用電池包為極限狀態下的電機降溫,以提升動力系統的性能。

Model3動力系統

動力系統之所以稱之為系統,是因為僅憑電動機并不能帶來完美的動力體驗,需要與其他部分配合才能釋放最強性能,而底盤就是一個關鍵因素。

車輛的牽引力直接反映了車輛的動力情況,車輪與地面的摩擦力代表著電動機動力有多少得到了真正的輸出,除了換上性能更優異的輪胎之外,合理進行重量轉移就顯得非常關鍵,也正因此,底盤對于動力的影響便顯現了出來。

Model3的車輛重心實現中置,質量非常大的動力電池平鋪在車底,調整整車重心高度集中于輪轂中心,并且前后雙電機的配備替代了機艙中沉重的發動機,不需要將發動機中置擠占車內空間,就可以實現更為優化的整車重力平衡。

同時Model3并沒有像一些家轎產品一樣使用前麥弗遜懸架,而是使用了成本更高的雙叉臂懸架。除了成本更高之外,雙叉臂由于有兩個懸臂,所以還需要占用更大的空間。但正因如此,兩個懸臂同時控制,可以實現實時最大面積接觸路面,抓地力更強,更避免了偏磨。

Model3上的這套雙叉臂懸架,上連桿并未使用鋁合金材質而是使用了鋼制,這并非是為了節省成本,而是處于強度考慮而用上了高強度鋼。

從繞樁示意圖中能明顯看出,這套懸架的支撐性的確很不錯,Model3在以逼近極限速度繞樁時,它的車身側傾依舊很小,這也就保障了車輛可以在做類似繞樁動作時依然保持較強的動力輸出。

Model3在控制轉向狀態的車輛牽引力方面與傳統燃油車有著很大不同。傳統燃油車由于有機械傳動結構,在遇到轉向不足時,主要是通過給單側車輪點加剎車進行修正。這種方法雖然可以修正車輛,但會減速,使得動力輸出受到影響,同時也會影響車內乘坐人員的感受。

而特斯拉由于底盤并沒有傳統的機械四驅結構,因此是通過給前后電機分別加力,實現在不同時間調整動力輸出,無需減速更快調整車輛角度。

制動和加速矛盾嗎,對于Model3來說可能不矛盾。在車輛轉彎時,外側車輪的牽引力會更大,因此導致牽引力更容易向內側車輪聚集,由于Model3的四個車輪可以分別控制,因此在轉彎時通過對內側牽引力小的車輪進行制動,進而改變扭矩的流動方向,可以實現通過制動來實現加速,這一過程需要大量傳感器的配合。

編輯點評:特斯拉Model3動力系統通過永磁同步電機和交流感應電機的搭配使用,兼顧了高效率和更強的加速能力。同時憑借先進的設計思路有效為高負荷狀態下的電動機降溫,為車輛的動力性能提供了堅實基礎。同時底盤方面的優化使得牽引力可以最大的發揮出來,盡可能不浪費動力系統所輸出的動力。

底盤對動力的影響

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