特斯拉电机小而牛的原因

特斯拉电机布置位置：

斯拉电机解体图示：

【1】电机高转速

影响电机输出功率的两个因素，一个是转速，一个是扭矩。两者的乘积高了，功率就大了。特斯拉的电机功率大，原因也是一样。他有超过16000转的最高转速和600NM的扭矩，当然他的恒扭矩区在0～5500rpm,以上是恒功率区，转速提高扭矩同比例下降。所以问题又变成怎么在那么小的体积下实现16000转的高转速和怎么提供600NM的大扭矩？

机械上实现16000转相对控制来说还是容易的，做好高速动平衡，用高转速的轴承。

电路上面呢？需要转子通过高频高压的大电流，什么概念？大约是500Hz、350V，1000A，我说的是大致的范围。

带来的问题：耐压相对好解决（其实也有点难的），大电流需要很粗的导电截面，高频率会有很强的趋肤效应这是矛盾。

特斯拉怎么解决：多股线，尽可能短的线圈端部，还有是高温高频的承受力，相应的线圈、定子的散热，妙招是一体化的变频器和异步电机。

我们可以从电的角度去想问题,在功率一定的情况下，电压固定时，功率由电流来决定。那么电流的大小又决定了电机绕组线圈的截面积。想要去降低电机体积，明显的需要降低线径，因为电机的线圈存在" 槽满率 "的问题（丰田的一些电机直接使用铜条来代替漆包线）所以电机线越细，电机最后的体积越小。

【2】电机冷却系统采用内部油冷散热

请不要忽视电机散热水道对电机体积的影响。这种设计日本人设计的特别好，雷克萨斯和普锐斯的动力总成，他们的热量交换设计给小型化带来了很大的空间。在目前来看大多数电机还是属于水冷，而水冷得效率相对于油冷来说是需要更大体积的，因为水路太占用体积了，同时水冷对绝缘有更高的要求。未来的发展让以后的控制器和电机一体化是一个特别快速发展的方向，而且大家体积越来越小，薄膜电容和集成模块的使用使得控制器及电机体积极大利用，再者越老越多的导热良好材料使用也会将控制器及电机的设计往更小的方向引导。电控、电机的结合往后也会和现在发动机总成一样变得很成熟，而且价格也会越来越低。

【3】电机采用铜转子

特斯拉铜转子（钻凹孔为做高速动平衡调整配重位置）：

特斯拉采用了交流异步电机，从我的理解上来看，电机就是把电能转换成动能的装置，期间有一个转换效率的问题，损失的效率都变成热量了。电机绕组产生的磁场要变成旋转磁场作用于转子，转子获取磁场大小也就会表现在电机的扭矩和功率上。采用铜转子必然是提高磁场传播的效率，减小热损。而且因为转子也在油里泡着，它的散热条件相对好很多，这也是电机降体积的一种好的思路。

【4】电机电控减速箱集成化

电机电控减速箱集成化,即将车用电机与车用变速器集成,将电机控制器、DC/DC、高压配电仓集成,减小电机电控的质量体积、降低生产成本。

附：电机槽满率解释：

电机槽满率，是指线圈放入槽内后占用槽内空间的比例，通俗的讲就是导线截面积占槽有效面积的比值 X100％，计算的时候导线截面积直接用直径平方 X 根数计算，槽有效面积记得要减去槽绝缘所占的面积。槽满率大 ,表示槽内填充紧密，槽满率小，表示槽内填充松散。就电机用料的充分利用和运行性能来说， 槽辨率最为好。 但过高嵌线困难，劳动量及工时增加，容易损伤绝缘。槽满率低，电机运行时导线在槽内松动，易掼坏绝缘，此外，槽内空隙多．由于空气导热差，影响线圈的散热，使电机温升增高。槽满率一般取75％～78％， 不大于80％。