特斯拉電機小而牛的原因

特斯拉電機布置位置：

斯拉電機解體圖示：

【1】電機高轉速

影響電機輸出功率的兩個因素，一個是轉速，一個是扭矩。兩者的乘積高了，功率就大了。特斯拉的電機功率大，原因也是一樣。他有超過16000轉的最高轉速和600NM的扭矩，當然他的恒扭矩區(qū)在0～5500rpm,以上是恒功率區(qū)，轉速提高扭矩同比例下降。所以問題又變成怎么在那么小的體積下實現16000轉的高轉速和怎么提供600NM的大扭矩？

機械上實現16000轉相對控制來說還是容易的，做好高速動平衡，用高轉速的軸承。

電路上面呢？需要轉子通過高頻高壓的大電流，什么概念？大約是500Hz、350V，1000A，我說的是大致的范圍。

帶來的問題：耐壓相對好解決（其實也有點難的），大電流需要很粗的導電截面，高頻率會有很強的趨膚效應這是矛盾。

特斯拉怎么解決：多股線，盡可能短的線圈端部，還有是高溫高頻的承受力，相應的線圈、定子的散熱，妙招是一體化的變頻器和異步電機。

我們可以從電的角度去想問題,在功率一定的情況下，電壓固定時，功率由電流來決定。那么電流的大小又決定了電機繞組線圈的截面積。想要去降低電機體積，明顯的需要降低線徑，因為電機的線圈存在" 槽滿率 "的問題（豐田的一些電機直接使用銅條來代替漆包線）所以電機線越細，電機最后的體積越小。

【2】電機冷卻系統(tǒng)采用內部油冷散熱

請不要忽視電機散熱水道對電機體積的影響。這種設計日本人設計的特別好，雷克薩斯和普銳斯的動力總成，他們的熱量交換設計給小型化帶來了很大的空間。在目前來看大多數電機還是屬于水冷，而水冷得效率相對于油冷來說是需要更大體積的，因為水路太占用體積了，同時水冷對絕緣有更高的要求。未來的發(fā)展讓以后的控制器和電機一體化是一個特別快速發(fā)展的方向，而且大家體積越來越小，薄膜電容和集成模塊的使用使得控制器及電機體積極大利用，再者越老越多的導熱良好材料使用也會將控制器及電機的設計往更小的方向引導。電控、電機的結合往后也會和現在發(fā)動機總成一樣變得很成熟，而且價格也會越來越低。

【3】電機采用銅轉子

特斯拉銅轉子（鉆凹孔為做高速動平衡調整配重位置）：

特斯拉采用了交流異步電機，從我的理解上來看，電機就是把電能轉換成動能的裝置，期間有一個轉換效率的問題，損失的效率都變成熱量了。電機繞組產生的磁場要變成旋轉磁場作用于轉子，轉子獲取磁場大小也就會表現在電機的扭矩和功率上。采用銅轉子必然是提高磁場傳播的效率，減小熱損。而且因為轉子也在油里泡著，它的散熱條件相對好很多，這也是電機降體積的一種好的思路。

【4】電機電控減速箱集成化

電機電控減速箱集成化,即將車用電機與車用變速器集成,將電機控制器、DC/DC、高壓配電倉集成,減小電機電控的質量體積、降低生產成本。

附：電機槽滿率解釋：

電機槽滿率，是指線圈放入槽內后占用槽內空間的比例，通俗的講就是導線截面積占槽有效面積的比值 X100％，計算的時候導線截面積直接用直徑平方 X 根數計算，槽有效面積記得要減去槽絕緣所占的面積。槽滿率大 ,表示槽內填充緊密，槽滿率小，表示槽內填充松散。就電機用料的充分利用和運行性能來說， 槽辨率最為好。 但過高嵌線困難，勞動量及工時增加，容易損傷絕緣。槽滿率低，電機運行時導線在槽內松動，易摜壞絕緣，此外，槽內空隙多．由于空氣導熱差，影響線圈的散熱，使電機溫升增高。槽滿率一般取75％～78％， 不大于80％。