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花2个月拆一辆特斯拉Model 3!37万字详解所
来源:ballbet贝博在线 作者:BB贝博ballbet网页登录时间:2024-04-19 00:05:01 浏览:17

  Model 3/Y 搭载驱动电机、电机、单挡变速箱三合一驱动系统,集成度高。电 机方面,标准续航版后轮搭载永磁同步电机,四驱高性能版后轮搭载永磁同步电机,前轮 搭载交流异步电机,采用定子+转自复合油冷系统,Model Y 还采用扁线电机,电机功率 密度较大程度改善,成本亦有降低。电控方面,Model 3/Y 搭载 SiC MOSFET,较 Model X/S Si IGBT 方案逆变器功率密度显著提高。同时受益于驱动系统集成化提高、电机电控 等关键零部件升级,Model 3/Y 驱动系统效率达 89%,较 Model S/X 提高了 6pcts。

  Model S/X?Model 3:由感应电机转向永磁同步电机。2012 年特斯拉 Model S 上市, 该车型定位高性能(197kW),彼时大功率车用永磁电机尚未成熟。而大功率感应电机相 对成熟、成本低,且不受稀土资源制约,亦无高温下退磁的担忧。因此 Model S 搭载的是 感应电机而没有选择永磁电机。感应电机具备成本低、功率高等优势,但同时也存在体积 大、效率低而影响续航等缺点。随着电动化推进,在 2017 年推出的 Model 3 中开始转向 使用永磁同步电机。相比感应电机,永磁同步电机体积小更紧凑,效率高而有利于续航且 更易控制,在 Model Y 中,特斯拉继续亦采用永磁同步电机方案。

  Model S/X?Model 3/Y:双电机版本由前后均为感应电机向前感应后永磁电机转向。2015 年特斯拉推出双电机性能版车型 Model S P85D,在前后轴同时使用交流异步电机。而到 Model 3/Y 的四驱高性能版时,则采用了感应(前)+永磁(后)搭配的方案。主要系感应电机高效区在高速、永磁电机高效区在低速,二者搭配有互补效应。而若采用两档 永磁电机或单一大功率电机,成本高、冷却难度增加,实现技术难度较大。

  Model3?Model Y:由圆线向扁线切换。目前电机多为圆线电机,绕组一般采用圆形 细铜线。扁线电机相比圆线%提升可使电机体积减小;2) 宽截面使其电阻/温升减小 50%/10%左右,输出功率更高,峰值功率密度可达 4.4kW/kg, 显著高于目前圆线)在电机损耗中,铜耗占到 65%,而在扁线电 机中裸铜槽满率提高,有效绕组电阻降低,进而降低铜损耗。

  Model Y 搭载扁线电机,电机体积和功率密度皆有所优化。目前特斯拉在国内共推出 5 款电机,其中扁线永磁同步电机最大功率从 202kW 提升至 220kW,最大扭矩从 404Nm 提升至 440Nm。Model Y 后电机采用扁线方案,扁线kg,焊接一致性 和饱满性较优,转子体积和重量也皆有降低。我们预计 Model 3 亦会跟进,示范效应下扁 线电机有望加速渗透,比亚迪、蔚来、理想、大众等车企皆开始切换扁线电机。

  Model SModel 3:由水冷向油冷切换。早期 Model S 采用水冷系统进行电机热管 理,但因是机壳液冷无法对绕组直接冷却,冷却效率较低。后特斯拉电机均以油路冷却方 案为主,散热能力和电机功率密度明显提高。

  Model 3:采用“定子冷却+转子冷却”复合方案。一方面定子铁芯表面开有 162 个 方形油道,与机壳过盈形成油路,两端安装塑料油环(圆周均布 16 油孔)进行绕组两端 喷油冷却。另一方面转子轴中空且开有甩油孔,转子主动冷却同时,能通过转子甩油实现 定子绕组内圈冷却。Model 3 复合式油冷技术使得电机的功率密度和转矩密度明显提升, 相较普通的水冷电机,持续转矩能够提升 40%-50%。

  Model Y:整体延用了 Model 3 的油冷方案,在定转子细节上进行优化。新定子铁芯 取消了外表面的横纵油道设计,并采用激光焊接,外壳定子进油口和后油环结构发生调整。转子油孔位置和数量更具针对性,甩油效果提高。

  “小三电”和电池包集成,结构紧凑成本更低。将车载充电机(OBC)和 12V-DC/DC 变换器集成为电源转换系统(PCS),并与 PDU、BMS 等和电池包集成在一起,高压三合 一内壳体采用轻而薄的铝材,与电池包共用外壳体,减少动力电池与三合一之间的布线长度和电缆用量,重量可降低约 5%。同时,零部件集成一起便于电子元器件的维修。Model Y 整体沿用了 Model 3 的集成方案,上壳加入防拆卸设计和安全互锁,低压连接器需通过 上底壳连接电路,提高防盗能力和安全性。同时将电路板为上下板,上板组装电气部件, 下板则与电池模组固定,便于流水线作业,提高电池系统组装速度。

  “三合一”向“N 合一”演进,电驱动系统集成度提高。随着电驱动产品集成化的进 一步提升,除电机、电机、减速器驱动系统三合一集成之外,PDU、DC/DC、充电 机 OBC 等电源器件也可与其一起集成,形成功能更全的多合一动力总成系统,以提高驱动系统的功率密度并降低成本,如长安推出七合一超级电驱动系统,华为 DriveOne 七合 一系统,比亚迪 e 平台 3.0 搭载八合一电驱动系统。

  采用第三代大电流快充技术,充电功率大幅提高。快充技术有两种实现途径,一是使 用高电压提高功率,代表是保时捷 Taycan 的 800V 方案,另一种是通过大电流实现快充, 代表是特斯拉超级快充,该种方案对热管理要求较高。Model 3 配套特斯拉第三代超级快 充充电桩,采用水冷散热设计,充电过程中峰值电流为 600A,最大充电功率可达 250kW, 较 V2 充电桩峰值功率提高了 72.4%,在该功率环境中,Model 3 的 5 分钟充电量可支持 120km 续航,40 分钟 SOC 即可由 8%充至 90%。超充技术或将推出,峰值电流 900A,峰值功率有望达到 350kW,将与 4680 兼容,或首先搭载 Plaid 和 Cybertruck 中。

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