特斯拉动力有多强 详细解析Model 3动力系统

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[爱卡汽车 新能源频道 原创]

特斯拉终于国产化了!千呼万唤始出来,特斯拉官方公众号已经放出了国产Model 3的图片,等候已久的车型终于要跟大家见面了。之所以选择Model 3作为首款国产化车型,特斯拉做了很多考量,除了定价方面更适合占领市场,在技术方面的进步也是该车型得到特斯拉重点关注的原因。然而对于大众而言,更多的关注Model 3的续航能力,在一定程度上忽视了动力系统,其实这款车型的动力系统非常值得聊一聊。

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此前特斯拉曾经举办过多场性能驾驶学院,使用的体验车辆正是Model 3,这在一定程度上说明了该车型的动力得到了特斯拉的认可,那么这套动力系统有什么过人之处呢?

Model 3虽然不是特斯拉动力系统最强的选手,但是是目前特斯拉操控方面的冠军,而动力系统对于操控的影响非常之大。

国产特斯拉的车标换成了中文,不过动力系统并没有做出改变,因此国内外版本在动力方面的体验不会有很大的差异。

汽车工业发展的120年里,动力系统一直都是汽车的核心部件,燃油车时代靠的是内燃机,新能源时代靠的是电动机。其实电动机先于发动机而出现,正是由于卡尔·本茨发明了内燃机汽车,才打破了电动汽车统治地球的幻想,但特斯拉的出现,又一次改变了汽车工业的发展。

相比于更加复杂的内燃机,电动机在结构方面看上去更加简单,并且外观也没有内燃机那样华丽。不过有一句话说得好,“越简单的东西越可靠”,其实电动机拥有很多内燃机不具备的优点,比如噪声小、效率高、易维护等。由于电动机有效转速范围很宽,所以并不需要庞大的变速结构,在体积、重量、传动效率等方面很有优势,从下图的对比中我们很容易看到二者的区别。

Model 3 AWD在动力方面采用了前交流感应电机,后永磁同步电机的方案。之所以采用这种组合式的方案,主要是特斯拉考虑到永磁同步电机在成本、体积、效率、调速性能等方面的优势,同时又结合交流感应电机擅长大负荷、长时间运转的特点,充分发挥两种电机的优势,以实现更强大的性能。

官方给出Model 3的动力数据是,电机功率为前137kW,后202kW,电机峰值扭矩623Nm,零百加速3.4s。

马斯克不久前曾宣布,Model 3将获得OTA升级,动力增强5%左右,并且还将提供单踏板驾驶功能。这在燃油车上是不敢想象的,主要得益于电动机的特性,倒车只需要改变电动相位的顺序,电动机使用变速器最大的目的在于通过调节转速来获得更大的扭矩,因此通过结合传感器控制器就可以进行牵引控制。

此前大家普遍认为电池技术是特斯拉得以傲视群雄的根本,其实特斯拉的技术灵魂是电机方面的技术。虽然电动机发展时间很早,但是电动机的控制系统只有近20年左右的发展历史,优秀的控制系统也为Model 3带来了出色的动力表现。

通过逆变器和半导体芯片等硬件的配合,加上软件算法方面的精准计算,Model 3几乎可以做到加速踏板踩多少,动力输出给多少的表现,这种随心所欲的感觉是在其他品牌的车型上很难体验到的。

此外特斯拉还充分利用车辆其他部件来为动力系统做配合。图中是特斯拉的Superbottle,这是一个多功能整合型储液罐,将冷水机、电动的阀、泵和冷却液罐整合在一起,大家可以先猜一下这个储液罐对动力系统有什么用。

Superbottle之所以配得上super,主要是功能真的很强大。冷却液与电池包相互连通,你可能想不到,这些冷却液除了为电池降温之外,还可以为电动机降温。由于特斯拉圆柱型电池中有大量空隙,因此电池包既是一个热源又是一个良好的储热散热装备,特斯拉就利用电池包为极限状态下的电机降温,以提升动力系统的性能。

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动力系统之所以称之为系统,是因为仅凭电动机并不能带来完美的动力体验,需要与其他部分配合才能释放最强性能,而底盘就是一个关键因素。

车辆的牵引力直接反映了车辆的动力情况,车轮与地面的摩擦力代表着电动机动力有多少得到了真正的输出,除了换上性能更优异的轮胎之外,合理进行重量转移就显得非常关键,也正因此,底盘对于动力的影响便显现了出来。

Model 3的车辆重心实现中置,质量非常大的动力电池平铺在车底,调整整车重心高度集中于轮毂中心,并且前后双电机的配备替代了机舱中沉重的发动机 ,不需要将发动机中置挤占车内空间,就可以实现更为优化的整车重力平衡。

同时Model 3并没有像一些家轿产品一样使用前麦弗逊悬架,而是使用了成本更高的双叉臂悬架。除了成本更高之外,双叉臂由于有两个悬臂,所以还需要占用更大的空间。但正因如此,两个悬臂同时控制,可以实现实时最大面积接触路面,抓地力更强,更避免了偏磨。

Model 3上的这套双叉臂悬架,上连杆并未使用铝合金材质而是使用了钢制,这并非是为了节省成本,而是处于强度考虑而用上了高强度钢。

从绕桩示意图中能明显看出,这套悬架的支撑性的确很不错,Model 3在以逼近极限速度绕桩时,它的车身侧倾依旧很小,这也就保障了车辆可以在做类似绕桩动作时依然保持较强的动力输出。

Model 3在控制转向状态的车辆牵引力方面与传统燃油车有着很大不同。传统燃油车由于有机械传动结构,在遇到转向不足时,主要是通过给单侧车轮点加刹车进行修正。这种方法虽然可以修正车辆,但会减速,使得动力输出受到影响,同时也会影响车内乘坐人员的感受。

而特斯拉由于底盘并没有传统的机械四驱结构,因此是通过给前后电机分别加力,实现在不同时间调整动力输出,无需减速更快调整车辆角度。

制动和加速矛盾吗,对于Model 3来说可能不矛盾。在车辆转弯时,外侧车轮的牵引力会更大,因此导致牵引力更容易向内侧车轮聚集,由于Model 3的四个车轮可以分别控制,因此在转弯时通过对内侧牵引力小的车轮进行制动,进而改变扭矩的流动方向,可以实现通过制动来实现加速,这一过程需要大量传感器的配合。

编辑点评:特斯拉Model 3动力系统通过永磁同步电机和交流感应电机的搭配使用,兼顾了高效率和更强的加速能力。同时凭借先进的设计思路有效为高负荷状态下的电动机降温,为车辆的动力性能提供了坚实基础。同时底盘方面的优化使得牵引力可以最大的发挥出来,尽可能不浪费动力系统所输出的动力。

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