Какой электродвигатель на автомобиле тесла

Все, что нужно знать об электромоторе Tesla

Как выглядит электрический двигатель Tesla?

Любой знаток автомобильной марки Tesla знает, что название компании выбрано не случайно. Tesla Motors (Тесла Моторс) названа в честь создателя двигателя Николы Тесла, жившего в 19 веке. Практически каждый автомобиль, который производит компания Tesla – от родстера до модели S и Х, оснащается 3-фазным асинхронным двигателем переменного тока, концепцию которого и придумал легендарный изобретатель.

В течение десятилетий после изобретения электродвигатель Николы Тесла работал от стационарной 3-фазной электрической розетки переменного тока. Примерно в 1990 году инженер-индивидуалист Алан Коккони разработал один из ранних портативных инверторов –устройство, которое превращает постоянный ток (DC) в батарее электромобиля в переменный ток (AC), необходимый для работы асинхронного двигателя.

Комбинация инвертор/электродвигатель была впервые использована на электроавтомобиле General Motors EV1. Позже итальянский физик Джузеппе Коккони создал улучшенную версию этой трансмиссии, которая появилась на автомобиле AC Propulsion Tzero. Но до серийного производства этого автомобиля не дошло. Зато на эту электромашину обратил внимание будущий соучредитель компании Tesla Motors Мартин Эберхард, основавший компанию в честь великого физика Николы Тесла вместе с Марком Тарпеннингом, к которым позже присоединился Илон Маск.

В итоге компания Tesla получила лицензию на технологию электромотора автомобиля tZERO для своего родстера. Так на автомобилях Tesla появился асинхронный двигатель, который, кстати, претерпел ряд изменений и улучшений.

Прелесть асинхронного двигателя в том, что он не требует постоянных магнитов. Постоянные магниты достаточной мощности для вращения двигателя электроавтомобиля обычно изготовлены из редкоземельных материалов. А, как известно, редкоземельные магниты имеют огромную первоначальную стоимость. Также такие магниты имеют свойство размагничиваться. Но главное, что цены на редкоземельные материалы зависят от их добычи, что приводит к большим биржевым колебаниям цен.

Асинхронный двигатель, конечно, потрясающий мотор. Но не идеальный. В двигателе Tesla используется дорогостоящий и сложный в изготовлении ротор, изготовленный из меди. А благодаря особенности работы асинхронных двигателей ротор имеет тенденцию нагреваться и даже перегреваться. Тепло – это потраченная впустую энергия (известная как потеря i 2 r). В электроавтомобиле это имеет огромное значение. Асинхронный электромотор также не так эффективен на низких скоростях, в отличие от других двигателей. Поэтому эта технология открыта для новых решений, которые бы привели к созданию более эффективных электродвигателей, а также к снижению затрат себестоимости.

В зависимости от модели автомобили Tesla оснащаются одним или двумя электродвигателями. Например, заднеприводная модель Tesla Model S оснащается 3-фазным 4-полюсным асинхронным двигателем (вверху справа). Электроника привода инвертора (слева). Редуктор 9.73:1 и задний дифференциал (в центре) собраны в одну маслонаполненную часть, расположенную в задней части машины. Задние колеса приводятся в движение непосредственно этим устройством.

В машине нет сцепления и трансмиссии (нет переключения передач, нет режима «Нейтраль»). Можно запустить двигатель «вперед» для движения вперед и «назад» для движения назад. Питание

400 В пост. тока поступает от аккумуляторной батареи через два тяжелых оранжевых кабеля, подходящих к инвертору, где он преобразует электричество в 3-фазный переменный ток.

Полноприводные модели Tesla Model S оснащены аналогичным передним приводом со вторым асинхронным двигателем и редуктором 8.28:1, который и приводит непосредственно в движение передние колеса.

В Tesla Model 3 на задних колесах используется вот этот двигатель:

Этот трехфазный 6-полюсный двигатель с постоянным магнитом с переключаемым сопротивлением (справа), электроникой привода инвертора (слева), редуктором 9:1 и задним дифференциалом (в центре) собран в едином блоке, который и вращает задние колеса.

В моделях с полным приводом в Tesla Model 3 используется 3-фазный 4-полюсный асинхронный двигатель и редуктор, которые непосредственно и приводят передние колеса в движение. На скоростях этот асинхронный мотор немного более эффективный, чем задний двигатель PM-SR. Именно поэтому он используется для обеспечения большей части крутящего момента.

Двигатель PMSR заднего привода Tesla модели 3 (статор и ротор) (технология Bloomberg). Трехфазный 6-полюсный двигатель с постоянным магнитом и переключаемым сопротивлением (PM-SRM) имеет даже более высокую производительность и эффективность, чем асинхронные двигатели, используемые в других автомобилях Tesla.

Ротор двигателя PMSR заднего привода Tesla Model 3 (технология Bloomberg)

Статор PMSR заднего привода Tesla Model 3 (технология Bloomberg)

Источник

JoMC › Блог › Немного информации о движущей силе Tesla Model S

Всем Hi.
Сегодня я расскажу как же устроена трансмиссия революционного электромобиля от компании Tesla Motors.
Топовая модификация Tesla Model S P100D представляет собой пятидверный fastback с полностью алюминиевым кузовом. В маркировке P100D первая бука P — это Perfomans версия авто, буква D говорит нам о том что перед нами автомобиль с приводом 4х4 ( Dual Motor т.е. по одному электромотору на каждую ось).

Заявленная мощность топового авто аж 773 Hp (270 Hp спереди и 503 Hp сзади). Так за счет чего добились таких впечатляющих показателей?
Ответ прост, они не изобретали ничего нового. Был взят старый добрый асинхронный двигатель, его крепко доработали и форсировали по оборотам (Max RPM 16 000 об/мин). Да, да я не ошибся нолями!
Тяговый электродвигатель в своих автомобилях Tesla называет Drive Unit ( Привод).

Передний Drive Unit для 4*4 Performance версии (в обычной версии авто 4*4 это мотор ставят и спереди и сзади)

Читайте также:  Постановление гибдд об эвакуации автомобилей

А вот так он выглядит на автомобиле

Коробка передач на автомобиле отсутствует совсем. Её заменил редуктор с передаточным числом 9.73. Передача всегда одна, электродвигатель механически постоянно связан с колесами.

На фото ниже, приведен модифицированный редуктор от компании Saleen с прямозубыми шестернями и самоблокирующимся дифференциалом, передаточное число увеличено до 11.39. На стоковом авто такие редукторы не применяют.

Схема работы всей трансмиссии достаточно проста. Инвертор электродвигателя питается от тяговой батареи с напряжением 400 Вольт постоянным током. Затем преобразует его в переменный ток и питает ним электромотор. Пиковые значения тока могут достигать громадные 1400 Ампер!

К сожалению заявленные 773 л.с. это всего лишь пиковое кратковременное значение максимальной мощности автомобиля. На практике наблюдается более низкая мощность, но об этом мы поговорим позже.
Всем стабильных 50Hz!

Комментарии 47

Заявленная мощность очень круто для такого маленького асинхронника. Интересный выбор двигателя. Я, честно говоря, думал что там стоит синхронник с ротором на постоянных магнитах… Так понимаю, что добились такой мощности за счет медного ротора, жидкостного охлаждения, и, видимо, очень умных алгоритмов работы инвертора?

Да, все верно. Мощность пиковая и доступна на короткое время.

Заявленная мощность очень круто для такого маленького асинхронника. Интересный выбор двигателя. Я, честно говоря, думал что там стоит синхронник с ротором на постоянных магнитах… Так понимаю, что добились такой мощности за счет медного ротора, жидкостного охлаждения, и, видимо, очень умных алгоритмов работы инвертора?

на передней оси BLDC стоит, сзади асинхронник

либо моя ошибка в том что электродвигатель теслы имеет нихрена не постоянный момент, не зависящий от количества оборотов

Ребят, помогите разобраться.
Имеем формулу связи мощности, момента и оборотов:
P = (Mкр * N : 9549) * 1,36
Р — Мощность в киловаттах
Мкр — крутящий момент в ньютон-метрах (Нм)
9549 — поправочный коэффициент для удобства подсчетов, чтобы не вдаваться в тяжелые вычисления математических функций таких как косинус-альфа.
1,36 — коэффициент необходимый для перевода киловатт в лошадиные силы.
Формула рабочая, проверил на характеристиках нескольких двигателей.
Получается что двигатель теслы момент равен скромных 220 н\м. Не понимаю как так получается. Я ездил на тесле, там явно больше.
Тем кто захочет углубиться в дебри передаточных чисел кпп и редуктора сразу скажу что в мощностных характеристиках всех авто указывается мощность именно двигателя без всяких трансмиссий и редукторов.

Наверняка ассинхронником управляют в режиме постоянной мощности, тоесть чем выше обороты, тем ниже момент.

ампераж у 100D доходит до 1600А, при этом вольтаж ввб проседает до 320В

Интересно, если передачи косозубые в стоке, то почему же звук характерный, как у дрели. Или это все таки шум трансмиссии, который мы не слышим из-за ДВС в обычных авто? Но если на скорости 100 км/ч выключить ДВС и ехать накатом, то кроме шума ветра и покрышек ничего больше.

Я это шум нагруженного моментом редуктора на больших оборотах

Конечно же главное это крутящий момент! Именно на нем автомобиль ездит 99% своей жизни. Максимальная мощность важна только для достижения максимальной скорости движения авто. Как сказал Энцо Феррари «Лошадиные силы продают автомобили, а крутящий момент выигрывает гонки»

Номинальная мощность тягового генератора: 750 кВт
Номинальная мощность тягового электродвигателя: 320 кВт
Номинальная мощность тормозной резистивной установки: 2х600 кВт
Номинальная частота вращения тягового генератора: 1900 об/мин
Максимальный момент на валу тягового электродвигателя: 8490 Нм
Номинальный КПД тягового генератора: 95%
Номинальный КПД тягового электродвигателя: 94%
Охлаждение агрегатов КТЭО: воздушное

Выбери БелАЗ 🙂 Советская пасхалка как сын говорит тесле.

ну так это совсем другое, это считай электрическое сцепление

БелАЗ-75131.
Прочие показатели таковы: Длина – 11,5 метров; Ширина – 6,4 метров; Высота – 5,9 метров. Масса снаряженного автомобиля – 107,1 тонн; Полная масса автомобиля – 243,1 тонны. Грузоподъёмность – 130 тонн (для самосвала с диагональными шинами); 136 тонн (для самосвала с радиальными шинами). Объём кузова – 104 кубических метра. Высота погрузки – 4,8 метра. Колёсная база – 5,3 метров. Дородный просвет – 600 мм. Мощность тягового генератора (ГСН-500 / СГД-89/38) – 1000 кВт. Мощность тягового электродвигателя (ЭК-420/ТЭД-6/ЭК-590) – 420/520/590 кВт. Размерность шин – 33.00 R51. («БелШина»); давление в шинах – 7 атмосфер.

а вот
Трансмиссия Как уже было отмечено, БелАЗ-75131 – это родоначальник семейства карьерных самосвалов с электромеханической трансмиссией. Она бесступенчатая, превосходно сочетающая мощностные и скоростные характеристики. Параметры системы привода оптимизируются алгоритмом системы управления. В составе электромеханической трансмиссии БелАЗа – электропривод переменно-постоянного тока с тяговым генератором, двумя тяговыми электродвигателями, редукторами электромотор-колёс, аппаратами регулирования, микропроцессорной системой управления и приборами контроля. Редуктор мотор-колеса является двух-ступенчатым, с прямозубыми шестернями. Передаточное число – 30,36.

что и повторили в тесле уменьшив в масштабе
и в передаточном 9.73. Передача всегда одна, электродвигатель механически постоянно связан с колесами.

Источник

Двигатель Тесла

Никола Тесла – легендарный создатель в области электро- и радиотехнике, создатель переменного тока. В его честь, в 2003 году, была открыта компания по производству автомобилей, которые ездят на электричестве.

Технические характеристики

Основателем автомобильной компании Tesla стали Илон Маск, Джей Би Штробель и Марк Тарпеннинг. Прежде всего, основателям компании необходимо было разработать мощный электродвигатель и батареи, чтобы привести в работу ведущие колёса. Для создания первого прототипа автомобиля потребовалось почти 3 года.

Первый электрокар Tesla Roadster был презентован 19 июля 2006 года. Презентация автомобиля прошла успешно, но спортивный электрический автомобиль имел ряд недостатков. 2009 года была презентована 5-дверная Model S, двигатели которой устанавливаются на транспортные средства по этот день с небольшими доработками.

Технические характеристики силового агрегата электромобиля Tesla:

Читайте также:  Можно ли прицепить прицеп к легковому автомобилю
Наименование Характеристика
Производитель Tesla
Тип трёхфазный асинхронный двигатель
Мощность 225, 270 или 310 кВт
Крутящий момент 430, 440 или 600 Н·м
Максимальная скорость 201 (первое поколение)
250 (второе поколение) км/час
Разгон до 100 км/час от 2,7 (модификация P100D) с
Тип аккумулятора литий-ионный
Запас хода от 370 до 632 км
Время зарядки 8 ч

Обслуживание и эксплуатация

Обслуживание силового агрегата начинается с диагностики работоспособности электромотора, который непосредственно подключён к электронному блоку управления автомобилем. Если обнаружены ошибки, то мастера находят непосредственную причину. Сервисное и техническое обслуживание двигателей Тесла стоит проводить на сертифицированной станции, поскольку только у них имеется необходимое оборудование для всех ремонтно-диагностических и восстановительных операций.

Неисправности и ремонт

Ремонт, как и обслуживание, стоит проводить на специальном оборудовании у специалистов. Основными и частыми неисправностями является быстрая потеря ресурса батареи. Первые модели Тесла имели слишком малый запас энергии, а поэтому была высока вероятность «застрять» на трассе.

Ещё один факт – неисправность в системе автопилота. Эта проблема стала причиной гибели американского гражданина Джошуа Браун в 2016 году. Расследование причин аварии показало, что автопилот не видит поперечно идущий транспорт. Данная неисправность на стадии усовершенствования.

Забавные факты

Чтобы не делал человек, другой человек способен это изменить и модернизировать. Так и с засекреченными автомобильными технологиями. Джейсон Хьюз (Jason Hughes) большой поклонник Tesla и электромобилей компании. Но ему нравится не только кататься на таких электромобилях, но и знать, как они работают. Джейсон — довольно известная личность в сообществе поклонников Tesla. К примеру, именно ему удалось извлечь из обновлённой прошивки автомобиля некоторые данные о новой модели электромобиля. Если точнее, речь идёт про обнаружение записи «P100D» в прошивке Tesla 7.1.

Но сейчас ему удалось гораздо большее. Он смог достать задний привод Tesla Model S, и научился им управлять. Откуда получен привод, Хьюз не говорит, но это не так уж и важно. Гораздо более важно то, что он смог получить полный контроль над всеми функциями этого узла.

Первым шагом, в этом непростом проекте, стала подача питания на привод с одновременным сниффингом CAN-шины на предмет обнаружения отдельных команд управления. На это ушло около 12 часов, но, в конце концов, мотор удалось заставить вращаться. Мастеру пришлось повозиться — мало того, что данные работы движка пришлось расшифровывать, но и для управления его работой Джейсон написал специальное ПО. На этом этапе речь шла только о том, чтобы заставить движок работать. На то, чтобы перехватить и расшифровать команды CAN, у него ушло ещё 3 часа.

После этого дело пошло уже легче — Хьюзу удалось найти полный пакет команд управления. К примеру, он смог подключить систему водяного охлаждения, и приводил её в действие во время работы привода (в определённом режиме работы система заявляла о скорости в 188 километров в час). Двигатель удалось ввести и в режим генерации энергии. Система рекуперации энергии, введённая инженерами Tesla, позволяет во время торможения использовать двигатель машины в качестве генератора. Сейчас Джеймс может по своему усмотрению устанавливать различные параметры питания движка и генерации им энергии.

В итоге ему удалось даже создать собственную плату управления задним приводом. Интересно, что мотор был извлечён из автомобиля с прошивкой 7.1, которая включала ряд схем безопасности, предотвращающих вмешательство в нормальную работу системы. Но Джейсону удалось обойти эти препятствия.

Наиболее сложной задачей было заставить движок слушаться команд самодельного контроллера, но и это, оказалось, по силам умельцу. По его словам, он собрал свою плату буквально из мусора. Для того чтобы обезопасить движок, мастер использовал относительно низкий ампераж. Это не первый случай «хака» движка Tesla Model S. 11 месяцами ранее другому умельцу, Джеку Рикарду, также удалось заставить электромотор слушаться команд контроллера собственного изобретения. Но здесь речь идёт об использовании лишь двигателя и контроллера.

Кстати, не так давно для той же Tesla Model S было выпущено специальное программное обеспечение, позволяющее водителю управлять машиной при помощи «силы мысли». Мысленными командами можно заставить автомобиль проехать немного вперёд или же включить заднюю передачу. При этом считывание сигналов электрической деятельности мозга производится при помощи специального шлема. Сигналы анализируются специальной программой, после чего они передаются в бортовой компьютер для управления транспортным средством.

Вывод

Двигатель Тесла – представитель электрических автомобильных двигателей, который является самым мощным электромотором в мире. Обслуживание и ремонт проводятся только в условиях автосервиса. Это поможет избежать неприятностей.

Источник

Вся правда об электродвигателе Tesla и его преимущества

Так ли идеален электродвигатель Tesla?

Благодаря эффективной конструкции и простому управлению, электродвигатели успели приобрести широкую популярность среди автолюбителей и составить здоровую конкуренцию остальным транспортным средствам, оснащенным обычными типами двигателей. У моделей с электродвигателем показатели надежности и продолжительность срока эксплуатации на порядок выше по сравнению с газовыми версиями. Более подробно остановимся на основных характеристиках электродвигателя «Тесла» и постараемся разобраться, в чем же их особенность.

По словам Илона Маска, который является исполнительным директором компании Tesla, главная задача производства состоит в том, чтобы добиться непрерывной работы силовых генераторов. Разработчики предполагают, что подобные двигатели будут служить практически вечно и не изнашиваться.

В результате многолетних исследований специалистам компании удалось внедрить серию усовершенствованных аккумуляторов, инверторов и электродвигателей Tesla, а сейчас они готовы предоставить потребителю еще один улучшенный тип двигателя.

Не так давно представители Tesla сделали заявление о начале выпуска обновленных и усовершенствованных моделей двигателей серии S и X. Данные модели заднеприводного двигателя Tesla можно устанавливать только на современных автомобилях нового поколения.

Разновидности электродвигателей:

Читайте также:  Минимально допустимая скорость движения автомобиля

Впоследствии разработчики «Тесла» внесли некоторые изменения в характеристики двигателя с задним приводом, одновременно с этим поменялись номера моделей. В дальнейшем в ходе выпуска автомобильных версий, которые затронуло обновление, будут оснащаться электродвигателем «Тесла». Однако, что касается автомобилей марки S P100D и Model X P100D, их уровень производительности остался прежним с мощностью двигателя 416/362/302 л.с.

Производитель не преследовал цель заменить блок привода, хотя такой ход должен был повлиять на движение транспорта и разогнать его меньше, чем за секунду до 60 миль/час.

Отличительные характеристики электродвигателя

В основе процесса сборки электродвигателя «Тесла» лежит запатентованный способ. Основными деталями мотора являются:

Согласно последним сведениям из официального источника компания Tesla еще в прошлом году заново начала работать над новой силовой электроникой взамен применения внеоболочных элементов для привода модели 3. Конструкция инвертора собрана таким образом, что дает возможность использовать в работе электродвигатель с мощностью более 300кВт. В итоге показатели мощности обеих моделей станут практически равны. Кроме выше поставленных задач производители планируют обновить также модель S. В конечном итоге все перечисленные пункты обновления обеспечивают электродвигателям автомобилей «Тесла» высокую популярность на автомобильном рынке.

Этапы производственного процесса

Важным моментом при производстве электродвигателей Tesla Motors является использование робототехники. В рабочей зоне можно увидеть огромных красных ботов, похожих на трансформеров, которые находятся рядом с каждой моделью S. Только для сборки одной единственной модели требуется присутствие около 8 роботов. Каждый робот отвечает за выполнение конкретной функции. Один из них занимается сваркой, другой – передвигает детали и куски металла, третий – устанавливает компоненты на место.

По словам Илона Маска, владельца компании, модель X считается одним из самых сложных автомобилей для сборки и требует особых знаний и умений не только в стенах его производства, но, возможно, и в целом автомобилестроении нет подобных аналогов сборки.

На сегодняшний день миллиардер все силы вложил на создание лучшей в мире машины. Модель S, стоимость которой эксперты оценивают порядка 70 тыс.дол., имеет гарантированные шансы на победу. Автомобиль можно зарядить на бесплатных зарядных станциях, работающих от солнечной энергии. Как правило, заряда хватает на эксплуатацию авто в течение семидневного путешествия.

Модель S считается наиболее скоростным четырехдверным транспортным средством в мире. В плане безопасности она превосходит другие версии из своего класса. Во время проведения испытаний, к примеру, при столкновении с другой машиной у этой модели практически не наблюдалось серьезных поломок или каких-либо деформации.

Описание асинхронного двигателя

Асинхронный электродвигатель «Теслы» представляет собой трехфазный четырехполюсный мотор, состоящий из пары важных деталей, называемых статор и ротор. В статоре расположен сердечник, проводник и рама, а ядро образуется из нескольких стальных колец, отделенных друг от друга, но способных ламинироваться вместе. На поверхности колец имеются специальные отверстия. Через них обертывается провод, формируя катушки статора.

Говоря простым языком, в этом двигателе находятся различные типы проводников: фаза 1, фаза 2 и фаза 3. Они оборачиваются вокруг слотов внутри сердечника. Когда все элементы встают на свои места, сердечник занимает положение в рамке.

Принцип работы электродвигателя

Запуск двигателя происходит вначале в аккумуляторе, подключающемуся к мотору. В результате чего электроэнергия проходит через статор и попадает на аккумулятор. Сделанные из проводящей проволоки катушки располагаются по концам сердечника в статоре и функционируют в качестве магнитов. В процессе подачи электрической энергии от батареи к двигателю создается вращающееся магнитное поле, притягивающее проводящие стержни с внешней стороны ротора. Ротор при вращении образует механическую энергию, которая служит для движения автомобильных шестеренок, а их предназначение состоит во вращении шин.

Электромобиль не содержит генератора переменного тока. Каким образом тогда происходит зарядка аккумулятора? Подразумевается, что мотор в электрическом автомобиле работает одновременно в качестве двигателя и генератора. Это первый факт, свидетельствующий об уникальности электромобиля. Выше упоминалось, что запуск двигателя исходит от аккумулятора, излучающего энергию в направлении шестерни.

Процесс стартует в тот момент, когда водитель опускает ногу на ускоритель, тогда ротор следует за вращающимся магнитным полем. Затем ногу убирают с акселератора и ротор ускоряется, а его скорость превышает вращающееся магнитное поле в статоре. Таким образом, осуществляется перезарядка батареи.

Понятие трех фаз

В 1883 году сербский изобретатель Никола Тесла изобрел многофазный асинхронный двигатель, где все три фазы были отнесены к группе токов электроэнергии, подающейся на статор через аккумулятор машины. В результате такой энергии проводящие проволочные катушки ведут себя наподобие электромагнитов, за счет которых функционирует электрический двигатель.

Технология, придуманная Теслой, претерпевает изменения. Производство электромобилей продолжает развиваться, появляется большое количество усовершенствованных и высокопроизводительных автомобилей, которые уже начали опережать газовые механизмы. Владельцы компаний Tesla и Toyota – одни из самых передовых разработчиков в области автомобилестроения, задача которых состоит в том, чтобы научить будущее поколение обходиться без ископаемого топлива.

Влияние электромобилей на окружающую среду

Во-первых, при эксплуатации электромобилей наблюдается незначительный шумовой фон, потому что такой звук от работы данного двигателя по сравнению с газовыми моделями подавляется. Во-вторых, электрические моторы не нуждаются в техническом обслуживании и работают без всякой смазки продолжительное время.

Заключение

Электродвигатель получил широкое распространение за последние годы. Спрос на такой тип транспорта с каждым годом увеличивается. Сегодня человечество начинает все больше задумываться о том, каким способом можно снизить отрицательное воздействие техники на окружающую среду и мировую экологию. Решением проблемы как раз и выступает использование электромобилей в качестве альтернативного транспортного средства. Благодаря заслугам признанного гения Илона Маска, скоро наступит то время, когда эти машины будут доступны обычным потребителям и станут использоваться во всем мире, что, возможно, спасет нашу планету от экологической катастрофы.

Источник

Поделиться с друзьями
Практические советы по железу и огороду