特斯拉的智能演算法在速度安全節能之間找到

① 特斯拉汽車發動機原理

電動汽車因無尾氣污染、噪音低、性能高等特點成為汽車行業未來發展的重要方向，目前大多傳統汽車製造商也已紛紛開始推出電動汽車車型，而要說電動汽車行業的領頭羊，自然非特斯拉莫屬。

在特斯拉的數款車型中，Model S是目前最受歡迎豪華車型，同時也世界上加速度最快的量產電動汽車，今年1月份馬斯克曾在Twitter透露，Model S P100D在瘋狂模式下0-60英里加速已經可以達到2.34秒。
下面的視頻LearnEngineering製作的動畫，講解的是電動汽車的工作原理，介紹了特斯拉Model S所採用的技術，從感應電動機、逆變器、離子電池以及整車協同四個方面解析Model S是如何獲得超高性能的。

動畫做的很棒，完全可以當作一個小教學片了。。。
感應電動機

特斯拉汽車由感應電動機驅動，感應電動機是尼古拉˙特斯拉在一個世紀前發明的，特斯拉汽車的名字也是為了紀念尼古拉˙特斯拉而取的。
感應電動機有兩個主要的部件，定子和轉子。轉子由橫著的多根導電桿，兩端的導電圓盤，以及夾在導電圓盤之間的多個硅鋼片組成。定子連接到三相交流電上，線圈中的三相交流電產生旋轉的磁場，從而在電機中產生具有4個磁極的磁場，旋轉的磁場在轉子的導電桿中產生感應電流。因為導電桿中有電流，所以導電桿在磁場中轉動。
在感應電動機中，轉子的轉速始終小於磁場的旋轉速度，感應電動機中沒有電刷，也沒有永磁體，但動力強勁。感應電動機的優點是:感應電動機的轉速取決於交流電的頻率，所以，只要控制交流電的頻率，就可以控制電機的轉速，從而控制汽車驅動輪的轉速。控制了驅動輪的轉速，就控制了電動汽車的車速，這種控制方式簡單可靠。

電機具有變頻驅動模塊，用以控制電機的轉速，電機的轉速范圍為0到18000轉/分鍾，這個轉速指標大大優於採用汽油或柴油發動機的汽車。對於汽油和柴油發動機來說，扭矩符合要求時，轉速不一定符合要求，因此，發動機不能直接連接到驅動輪上，發動機必須與變速器配合，才能使驅動輪達到所需要的轉速。
而感應電動機在輸出所需的扭矩的同時，還能輸出所需的轉速，能在轉速范圍內一直保持較高的效率，所以，電動汽車就不需要變速器。
另外，發動機無法直接產生旋轉運動，而是將活塞的上下直線運動轉換成旋轉運動，而將直線運動轉換為旋轉運動時，會出現機械平衡方面的問題。
發動機還有兩個問題，一個問題是，發動機不能像感應電動機那樣自己啟動，而是需要啟動電機進行啟動，另一個問題是，發動機無法均勻地輸出動力。為了解決這兩個問題，發動機要配備發電機給蓄電池充電，而蓄電池可以為啟動電機提供電力，發動機還要配備飛輪，從而盡量均勻地輸出動力。
而感應電動機不僅可以直接產生旋轉運動，而且可以均勻地輸出動力，所以感應電動機可以省去發動機上的很多部件。因此，感應電動機重量比發動機輕，響應速度比發動機快，動力比發動機強，使得電動汽車具有超強的性能。
逆變器
感應電動機的動力從哪兒來呢?來自電池組。

但感應電動機需要的是交流電，所以，需要逆變器把電池組輸出直流電，變成感應電動機所需要的交流電。逆變器同時控制其所輸出的交流電的頻率，從而控制電機的轉速。另外，逆變器甚至能控制交流電的電壓，從而控制電機的動力。
因此，逆變器就像電動汽車的CEO，執行著對電動汽車的控制。
▌鋰離子電池

我們現在研究一下電池組。你可能會驚奇地發現，電池組是由許多節日常生活中使用18650充電電池組成，「18」表示電池直徑為18毫米，「65」表示電池長度為65毫米，「0」表示電池是圓柱形。這些電池通過串聯和並聯，為電動車提供動力。電池之間有扁平的金屬管，內裝冷卻液，用於給電池進行冷卻。
特斯拉的一個創新之舉是採用大量的小電池，而不是幾個大的電池塊，從而確保能對電池進行有效冷卻，使得發熱點盡量地小，溫度分布均勻，從而延長電池組的使用壽命。
多節電池構成這種可拆卸的電池模塊，整個電池組共有16個這樣的可拆卸電池模塊，共包含大約7000節電池，位於車頭的散熱器用於對電池組中的冷卻液進行冷卻。
另外，因為電池組安裝在車身較低的位置，從而降低了汽車的重心，汽車重心降低則大大提高了汽車行駛時的穩定性。電池組分布於汽車的整個底部，電池組堅固的結構有助於汽車抵抗側面的撞擊。
動力傳動系統
現在我們繼續研究特斯拉的動力傳動系統。
電機產生的動力通過齒輪箱傳輸到驅動軸，因為電機本身的有效轉速范圍比較寬，所以，特斯拉使用的是簡單的單速變速器。電機輸出的速度通過齒輪，進行了2次降速。
電動汽車的倒車也含簡單，只需要改變電源相位的順序就可以了。電動汽車採用變速器的唯一目的，就是通過犧牲轉速來獲得更大的扭矩。
齒輪箱中的另一個重要的部件是差速器，動力通過齒輪輸送到差速器。這是一個簡單的開放式的差速器，但開放式的差速器在牽引控制方面有缺陷。
這么先進的電動汽車為什麼要使用開放式差速器，而不使用限滑差速器?原因是開放式差速器更結實，能夠傳輸更大的扭矩。
有2個方法可以消除開放式差速器的缺陷，一是選擇性制動，另一個是切斷電源供應。對於汽油和柴油發動機，通過切斷油路來切斷動力見效慢，而對於感應電動機，切斷電源的效果立竿見影，從而可以有效地進行牽引控制。

特斯拉可以利用最先進的演算法，結合感測器、控制器進行牽引控制，簡而言之，特斯拉汽車利用智能軟體取代了復雜的機械硬體系統。
你是否知道，即使只使用油門踏板，也能高效地控制行駛中的電動汽車，這歸功於特斯拉強大的動力回收系統。也就是說，制動時，汽車巨大的動能被轉換為電能，而不是被轉換為剎車片上的熱能被浪費掉。
行駛時，「油門」踏板一旦被松開，電動汽車便啟動動力回收系統，在動力回收系統工作時，感應電動機變成了發電機。此時，車輪驅動感應電動機的轉子，在轉子的轉速小於磁場的旋轉速度時，感應電動機作為電機輸出動力，當轉子的轉速大於磁場的旋轉速度時，感應電動機就變成了發電機。
此時逆變器起到關鍵的作用，逆變器降低輸入到電機的電流的頻率，從而降低磁場的旋轉速度，使得轉子的轉速高於磁場的旋轉速度。從而使電動機變成了發電機，產生的電流是交流電，轉換為直流電後，就可以存儲到電池組中，發電的同時，轉子受到反向的電磁力，從而給驅動輪施加了阻力，從而降低了驅動輪的轉速和車速。
這樣，行駛中，僅僅通過油門踏板就可以精確地控制車速，而剎車踏板用於將汽車完全停下來。
由於動力回收系統和剎車踏板的共同作用，使得電動汽車比汽油和柴油汽車更安全，電動汽車的保養和使用比汽油和柴油汽車便宜很多，隨著技術的不斷進步，電動汽車現有的缺點會逐漸被克服，未來將是電動汽車的天下
來源:機械前言整理 材料源:42號車庫 網路 機械教授

② 都說特斯拉的技術很牛，那特斯拉的技術到底牛在哪裡

特斯拉能夠為業內稱道的是它的無人駕駛技術，其L3級自動駕駛已經非常成熟，也就是環境限定自動駕駛，駕駛員只需要手放在方向盤上，車輛自動行駛到目的地。控制好數量龐大的電芯是特斯拉保留的關鍵技術，特斯拉可以實現了超7000節電池的一致性管理，在電池冷卻、安全、電荷平衡等領域擁有140項核心專利技術。電池管理其實在早些年算是特斯拉的技術強項，但是隨著近來電池密度的提升，各種無模組電池包的運用，特斯拉那套電池管理技術，已經達不到領先水平了。

特斯拉之所以能做到「軟體定義汽車」，根本上還是把車內所有的硬體都打通了，為了做到這一步，特斯拉所有硬體基本都是自己編程，納入整體的規范中，特斯拉100多倍的估值，實際上就是將特斯拉看成是了高科技技術企業，這點上還是需要正視，才能更好的投入和積累，不說反超，至少可以跟上特斯拉。這就是特斯拉的魅力，不僅僅是酷炫，而實力也是強悍的。