從特斯拉轎車問世以來,網上便有大量的新聞資料,不乏各種拆解視頻、圖片、報告。可是近日我想找一些關於特斯拉動力系統的更深入的資料,網上信息寥寥無幾,甚至連一個功率參數都有各種版本,真真假假,眼花繚亂。於是一邊查閱、一邊整理,親自寫一些解析,有問題的話也請網上/知乎上的大神指正。

我主要還是從電驅動系統/主逆變器的方面來分析,因為目前在做這方面。由於Model 3換了全新的動力系統(以前是非同步電機+IGBT,現在是永磁同步+SiC MOSFET),這個後面單獨再寫一篇。


1 參數

1.1 功率/扭矩/轉速

從汽車之家最新的信息顯示,目前在售的Model S/X均有三個車型,分別是75D/100D/P100D,從前後電機功率來看,S和X的動力系統是一樣的,有兩個規格,一個是193kW的小電機,一個是375kW的大電機

網上也有說210kW、160kW、270kW,以汽車之家為準,從tesla官方論壇裏也可以找到193/375的功率參數。

75D和100D的功率相同,總扭矩分別為525Nm和660Nm,正常情況下,同一套動力系統(電機+逆變器),最大扭矩應該是相同的。然而100D和75D的區別是電池電量更大,放電電流更大或者電壓更高,有可能使感應電機的最大扭矩點提高提前。只是推測,希望有朋友給出更準確的解釋。

轉速可以根據功率扭矩計算,最大轉速14000rpm,這個不是重點,不多說了。

1.2 電壓

沒有找到官方參數,可以從電池pack來推斷。

很早網上盛傳特斯拉用了7000多節筆記本電池,根據拆解資料顯示,應該是7104節,排布方式是74P96S,電池型號是松下NCR18650B基本參數如下,這個型號電池以前在學校做賽車也用過,用過400多節。

下圖是基本參數,標稱3.6V,3350mAh,74P96S的話就是3.6x3.35x74x76=85.7kWh,所以這個對於的車型應該是之前的85度電版本。

NCR18650B datasheet

某拆解資料顯示85kWh電池包銘牌

這個型號電池後面又升級了NCR18650G/C,G是3600mAh,C是4120mAh,如果電池組排布方式不變的話,換成G/C型cell,正好是90度電和100度電的版本。不然加幾組串或並,都要改battery pack,有可能底盤也得跟著改,直接換cell型號是最好得辦法。

也有64P84S的pack,用B型電池就是64.8kWh,對應早期的60度電版本(以上關於電量、cell的內容均是推斷,真實性待確定)

由此可以確定總的pack電壓,標稱96x3.6=345.6V,充滿96x4.2=403.2V

1.3 電流

一般動力系統給出的峯值功率都是指在額定電壓下可以達到的,之前也看過一些測評顯示Tesla的車在電不滿的情況下跑不出官方給的加速時間。也可以理解,畢竟標榜的是跑車,要給消費者看性能,哪怕加再多的條件,只要有一組漂亮的數據就可以拿出來給別人看。因此也有理由相信1.1中所述的最大功率均是在滿電電壓下的功率(並且還不考慮電池在放電時內阻上的壓降),最大電壓就按400V計。

那麼對於193kW的小電機,系統效率按90%計,母線電流最大193x1000/0.9/400=536A;

對於375kW的大電機,母線電流最大375x1000/0.9/400=1042A;

這就有點嚇人了,當P100D兩個電機同時發揮最大功率時,母線電流可以達到1578A!

某電池拆解資料中的保險絲

最大放電倍率5~6C以上,也是比較奢侈了。

上面說的是母線電流,另一個重要的參數是相電流。

從電機功率來算,功率因數按0.7計,逆變器效率按0.98計,小電機的相電流是193x1000/3/0.7/0.98/(400/2.45)=574Arms;

大電機的相電流是375x1000/3/0.7/0.98/(400/2.45)=1116Arms;

幅值1116x1.414=1578A,正好和最大母線電流相同(當然,這只是巧合)。

1116Arms的相電流著實有些可怕,即使功率因數好一些到0.8/0.85,也是900多Arms。

第一篇先寫到這裡吧,幾個關鍵參數說完了,後面會詳細解析逆變器。


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