特斯拉电动汽车变速原理

1、为什么特斯拉的Model s 电动汽车采用的是交流电机,而非目前较为流行的变频直流电机?这种交流电机相对于变

1，直流电机结构复杂,成本相对较高,后期维护麻烦。
2，大一点的电机都需要外接大的冷却风扇。
3，可以很简单经济的实现调速。力矩大,机械特性好。
4，交流电机 结构简单,成本低,维护简单。自身完成不了调速。以前变频不普及时,要求调速性能好的地方(机床,起重机,纺织等)都用直流电机。
5，不过随着变频的发展,矢量变频+变频电机的性能已经接近直流电机了。

“交流电机”：是用于实现机械能和交流电能相互转换的机械。由于交流电力系统的巨大发展，交流电机已成为最常用的电机。交流电机与直流电机相比，由于没有换向器（见直流电机的换向），因此结构简单，制造方便，比较牢固，容易做成高转速、高电压、大电流、大容量的电机。交流电机功率的覆盖范围很大，从几瓦到几十万千瓦、甚至上百万千瓦。

2、为什么特斯拉电动轿跑没有变速箱？

特斯拉是电动汽车，没有发动机，自然也没有变速箱，它是靠电机驱动的，不需要变速箱。

3、特斯拉汽车发动机原理

电动汽车因无尾气污染、噪音低、性能高等特点成为汽车行业未来发展的重要方向，目前大多传统汽车制造商也已纷纷开始推出电动汽车车型，而要说电动汽车行业的领头羊，自然非特斯拉莫属。

在特斯拉的数款车型中，Model S是目前最受欢迎豪华车型，同时也世界上加速度最快的量产电动汽车，今年1月份马斯克曾在Twitter透露，Model S P100D在疯狂模式下0-60英里加速已经可以达到2.34秒。
下面的视频LearnEngineering制作的动画，讲解的是电动汽车的工作原理，介绍了特斯拉Model S所采用的技术，从感应电动机、逆变器、离子电池以及整车协同四个方面解析Model S是如何获得超高性能的。

动画做的很棒，完全可以当作一个小教学片了。。。
感应电动机

特斯拉汽车由感应电动机驱动，感应电动机是尼古拉˙特斯拉在一个世纪前发明的，特斯拉汽车的名字也是为了纪念尼古拉˙特斯拉而取的。
感应电动机有两个主要的部件，定子和转子。转子由横着的多根导电杆，两端的导电圆盘，以及夹在导电圆盘之间的多个硅钢片组成。定子连接到三相交流电上，线圈中的三相交流电产生旋转的磁场，从而在电机中产生具有4个磁极的磁场，旋转的磁场在转子的导电杆中产生感应电流。因为导电杆中有电流，所以导电杆在磁场中转动。
在感应电动机中，转子的转速始终小于磁场的旋转速度，感应电动机中没有电刷，也没有永磁体，但动力强劲。感应电动机的优点是:感应电动机的转速取决于交流电的频率，所以，只要控制交流电的频率，就可以控制电机的转速，从而控制汽车驱动轮的转速。控制了驱动轮的转速，就控制了电动汽车的车速，这种控制方式简单可靠。

电机具有变频驱动模块，用以控制电机的转速，电机的转速范围为0到18000转/分钟，这个转速指标大大优于采用汽油或柴油发动机的汽车。对于汽油和柴油发动机来说，扭矩符合要求时，转速不一定符合要求，因此，发动机不能直接连接到驱动轮上，发动机必须与变速器配合，才能使驱动轮达到所需要的转速。
而感应电动机在输出所需的扭矩的同时，还能输出所需的转速，能在转速范围内一直保持较高的效率，所以，电动汽车就不需要变速器。
另外，发动机无法直接产生旋转运动，而是将活塞的上下直线运动转换成旋转运动，而将直线运动转换为旋转运动时，会出现机械平衡方面的问题。
发动机还有两个问题，一个问题是，发动机不能像感应电动机那样自己启动，而是需要启动电机进行启动，另一个问题是，发动机无法均匀地输出动力。为了解决这两个问题，发动机要配备发电机给蓄电池充电，而蓄电池可以为启动电机提供电力，发动机还要配备飞轮，从而尽量均匀地输出动力。
而感应电动机不仅可以直接产生旋转运动，而且可以均匀地输出动力，所以感应电动机可以省去发动机上的很多部件。因此，感应电动机重量比发动机轻，响应速度比发动机快，动力比发动机强，使得电动汽车具有超强的性能。
逆变器
感应电动机的动力从哪儿来呢?来自电池组。

但感应电动机需要的是交流电，所以，需要逆变器把电池组输出直流电，变成感应电动机所需要的交流电。逆变器同时控制其所输出的交流电的频率，从而控制电机的转速。另外，逆变器甚至能控制交流电的电压，从而控制电机的动力。
因此，逆变器就像电动汽车的CEO，执行着对电动汽车的控制。
▌锂离子电池

我们现在研究一下电池组。你可能会惊奇地发现，电池组是由许多节日常生活中使用18650充电电池组成，“18”表示电池直径为18毫米，“65”表示电池长度为65毫米，“0”表示电池是圆柱形。这些电池通过串联和并联，为电动车提供动力。电池之间有扁平的金属管，内装冷却液，用于给电池进行冷却。
特斯拉的一个创新之举是采用大量的小电池，而不是几个大的电池块，从而确保能对电池进行有效冷却，使得发热点尽量地小，温度分布均匀，从而延长电池组的使用寿命。
多节电池构成这种可拆卸的电池模块，整个电池组共有16个这样的可拆卸电池模块，共包含大约7000节电池，位于车头的散热器用于对电池组中的冷却液进行冷却。
另外，因为电池组安装在车身较低的位置，从而降低了汽车的重心，汽车重心降低则大大提高了汽车行驶时的稳定性。电池组分布于汽车的整个底部，电池组坚固的结构有助于汽车抵抗侧面的撞击。
动力传动系统
现在我们继续研究特斯拉的动力传动系统。
电机产生的动力通过齿轮箱传输到驱动轴，因为电机本身的有效转速范围比较宽，所以，特斯拉使用的是简单的单速变速器。电机输出的速度通过齿轮，进行了2次降速。
电动汽车的倒车也含简单，只需要改变电源相位的顺序就可以了。电动汽车采用变速器的唯一目的，就是通过牺牲转速来获得更大的扭矩。
齿轮箱中的另一个重要的部件是差速器，动力通过齿轮输送到差速器。这是一个简单的开放式的差速器，但开放式的差速器在牵引控制方面有缺陷。
这么先进的电动汽车为什么要使用开放式差速器，而不使用限滑差速器?原因是开放式差速器更结实，能够传输更大的扭矩。
有2个方法可以消除开放式差速器的缺陷，一是选择性制动，另一个是切断电源供应。对于汽油和柴油发动机，通过切断油路来切断动力见效慢，而对于感应电动机，切断电源的效果立竿见影，从而可以有效地进行牵引控制。

特斯拉可以利用最先进的算法，结合传感器、控制器进行牵引控制，简而言之，特斯拉汽车利用智能软件取代了复杂的机械硬件系统。
你是否知道，即使只使用油门踏板，也能高效地控制行驶中的电动汽车，这归功于特斯拉强大的动力回收系统。也就是说，制动时，汽车巨大的动能被转换为电能，而不是被转换为刹车片上的热能被浪费掉。
行驶时，“油门”踏板一旦被松开，电动汽车便启动动力回收系统，在动力回收系统工作时，感应电动机变成了发电机。此时，车轮驱动感应电动机的转子，在转子的转速小于磁场的旋转速度时，感应电动机作为电机输出动力，当转子的转速大于磁场的旋转速度时，感应电动机就变成了发电机。
此时逆变器起到关键的作用，逆变器降低输入到电机的电流的频率，从而降低磁场的旋转速度，使得转子的转速高于磁场的旋转速度。从而使电动机变成了发电机，产生的电流是交流电，转换为直流电后，就可以存储到电池组中，发电的同时，转子受到反向的电磁力，从而给驱动轮施加了阻力，从而降低了驱动轮的转速和车速。
这样，行驶中，仅仅通过油门踏板就可以精确地控制车速，而刹车踏板用于将汽车完全停下来。
由于动力回收系统和刹车踏板的共同作用，使得电动汽车比汽油和柴油汽车更安全，电动汽车的保养和使用比汽油和柴油汽车便宜很多，随着技术的不断进步，电动汽车现有的缺点会逐渐被克服，未来将是电动汽车的天下
来源:机械前言整理 材料源:42号车库 百科 机械教授

4、电动车变速器工作原理是什么？

它在公知的变速器体、轴承及各种标准件的基础上，在电机与变速器之间设置电机法兰，将电机与变速器连为一体。电机输出轴直接插入变速器内的连接套，通过连接套将动力传给变速器的一轴，一轴上的齿轮与差速器壳体上的被动齿轮啮合，驱动被动齿轮带动差速器及车轮旋转，完成动力传递。

5、特斯拉电动汽车用什么电机

特斯拉电动汽车用感应电动机，又称“异步电动机”，是将转子置于旋转磁场中，在旋转磁场的作用下，获得一个转动力矩，因而转子转动的装置。

发明者：

尼古拉·特斯拉，塞尔维亚裔美籍发明家、机械工程师、电气工程师。他被认为是电力商业化的重要推动者之一，并因主持设计了现代交流电系统而最为人知。

在迈克尔·法拉第发现的电磁场理论的基础上，特斯拉在电磁场领域有着多项革命性的发明。1887年发明感应电动机，他的多项相关专利以及电磁学的理论研究工作是现代的无线通信和无线电的基石。

(5)特斯拉电动汽车变速原理扩展资料：

制动方式

三相感应电动机电气制动方式 有：能耗制动、反接制动、再生制动三种。

1、能耗制动时切断电动机的三相交流电源，将直流电送入定子绕组。在切断交流电源的瞬间，由于惯性作用，电动机仍按原来方向转动，这种方式的特点是制动平稳，但需直流电源、大功率电动机，所需直流设备成本大，低速时制动力小。

2、反接制动又分负载反接制动和电源反接制动两种。

（1）、负载反接制动又称负载倒拉反接制动。此转矩使重物以稳定的速度缓慢下降。这种制动的特点是：电源不用反接，不需要专用的制动设备，而且还可以调节制动速度，但只适用于绕线型电动机，其转子电路需串入大电阻，使转差率大于1。

（2)、电源反接制动当电动机需制动时，只要任意对调两相电源线，使旋转磁场相反就能很快制动。当电动机转速等于零时，立即切断电源。

这种制动的特点是：停车快，制动力较强，无需制动设备。但制动时由于电流大，冲击力也大，易使电动机过热，或损伤传动部分的零部件。

3、再生制动又称回馈制动，在重物的作用下(当起重机电动机下放重物)，电动机的转速高于旋转磁场的同步转速。这时转子导体产生感应电流，在旋转磁场的作用下产生反旋转方向转矩，但电动机转速高，需用变速装置减速。

参考资料来源：网络-感应电动机

参考资料来源：网络-特斯拉

参考资料来源:特斯拉官网-mode3

6、究竟为什么大多数电动汽车都没有变速箱，电动车到底需不需变速箱？

大多数电动汽车都没有变速箱，只有极少数的电动车才需要变速箱。

一、大多数电动汽车都没有变速箱

在现在的新能源车中，绝大多数是没有变速箱，都是电动机通过一套减速齿轮直接驱动车轮，例如，特斯拉3通过一系列的齿轮减速后，电动机的输出端可以直接驱动轮子。

这就像是一个只有一挡的变速器，想要加速，就必须要增加提高电机转速，所以大家都觉得，新能源汽车在高速上消耗的电能很大，就是因为电机转速的转速太快造成的，所以才会有这样的想法，如果能多设定几个挡位，这样的话，在高速上的消耗会更大。

事实上，新能源汽车在高速行驶中消耗的能量并不会得到很大的改善。电机自身的效率是非常高的，在高和低的速度下，其效率差别非常小。

比如特斯拉 S型车电机的功率范围在5000-14000 rpm之间，也就是说，电机以高转速行驶时和增加一个挡位，所以较低转速行驶时效率是几乎一样的，增加一个挡位后效率提升非常有限。

目前大多数纯电车都是用单齿比变速箱这一方案，因为现阶段单齿比变速箱已经够用了。

二、 极少数的电动车才需要变速箱

目前市面上也有一些电动汽车，比如东风富康 e爱丽舍，就配备了一台手动变速器。多齿轮箱在纯电车中实际上是"锦上添花"。简单地说：单齿比齿轮箱能用，但使用多齿轮比的齿轮组更好。

东风富康 e爱丽舍之所以选择的是手动变速器，是因为它的功率很小，只有45 kW，为了保证性能和能耗，只有这样才是最划算的选择，但手动挡的操作，却没有自动挡那么舒服。

7、新能源电动汽车工作原理

从新能源电动汽车的名字我们就可以看出新能源电动汽车与传统的汽车不同这处在于新能源电动这五个字，也就说是新能源电动汽车的动力来源不是传统的柴油各汽油而是新型能源——电能。 新能源电动汽的组成可以分为：电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。电力驱动及控制系统由驱动电动机、电源和电动机的调速控制装置等组成：
①、电源
电源为电动汽车的驱动电动机提供电能，电动机将电源的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。有别于老式的电网电车，新能源电动汽车电源主要是高能蓄电池，这样新能源电动汽车行车范围就不会局限于电车电网，也不用担心电网停电，这就使的新能源电动汽车行车的范围与传统汽车一样了。
②. 驱动电动机
驱动电动机的作用是将电源的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。三相异步交流电动机相比其它的类型的电动机的优势：制造工艺相对简单成熟、制造成本相对低、输出功率大、稳定性好、维护成本较低。我所在的实习单位采用的是自家生产的三相异步交流电机。
③. 电机控制器
该装置是为电动汽车的变速和方向变换等设置的，其作用是控制驱动电动机的电压或电流，完成电动机的驱动转矩和旋转方向的控制。采用交流电动机及变频调速控制技术，使电动汽车的制动能量回收控制更加方便，控制电路更加简单。
④. 传动装置
电动汽车传动装置的作用是将电动机的驱动转矩传给汽车的驱动轴，当采用电动轮驱动时，传动装置的多数部件常常可以忽略。因为电动机可以带负载启动，所以电动汽车上无需传统内燃机汽车的离合器。因为驱动电机的旋向可以通过电路控制实现变换，所以电动汽车无需内燃机汽车变速器中的倒档。当采用电动机无级调速控制时，电动汽车可以忽略传统汽车的变速器。在采用电动轮驱动时，电动汽车也可以省略传统内燃机汽车传动系统的差速器。
⑤. 行驶装置
行驶装置的作用是将电动机的驱动力矩通过车轮变成对地面的作用力，驱动车轮行走。它同其他汽车的构成是相同的，由车轮、轮胎和悬架等组成
⑥. 转向装置
专项装置是为实现汽车的转弯而设置的，由转向机、方向盘、转向机构和转向轮等组成。作用在方向盘上的控制力，通过转向机和转向机构使转向轮偏转一定的角度，实现汽车的转向。多数电动汽车为前轮转向，工业中用的电动叉车常常采用后轮转向。电动汽车的转向装置有机械转向、液压转向和液压助力转向等类型。
⑦. 制动装置
电动汽车的制动装置同其他汽车一样，是为汽车减速或停车而设置的，通常由制动器及其操纵装置组成。在电动汽车上，一般还有电磁制动装置，它可以利用驱动电动机的控制电路实现电动机的发电运行，使减速制动时的能量转换成对蓄电池充电的电流，从而得到再生利用。
⑧. 工作装置
工作装置是工业用电动汽车为完成作业要求而专门设置的，如电动叉车的起升装置、门架、货叉等。货叉的起升和门架的倾斜通常由电动机驱动的液压系统完成。

8、电动车变速器原理

电动车变速器原理：
电动自行车的转把是霍尔元件，霍尔元件是一种磁敏感元件，当对一个半导体硅片上施加一定的电压，在把这个半导体放入磁场中，磁通越强，则半导体另两个端子输出的电压也越大，再用这个电压去控制电动车的控制器，控制器的原理是个逆变器，当你的转把输出电压越大时，控制器的输出电压也越大，电动车的输出力矩就越大，电动车跑的就越快了，也就是电动车变速的原理。