Tesla Model 3有哪些值得我們學習之處?


Tesla Model 3有哪些值得我們學習之處?


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▲Tesla Model 3主要參數

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▲Tesla Model 3 銷量預測(2017-2025)

根據上述預測,2019年Model 3會成為中級豪華車(Medium Luxury Sedans)的領導者,2020年Model 3的產量會達到196,890,直到2020年,Model 3的年增長率會超過200%。


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▲Tesla Model 3電池

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▲Tesla 旗下各車型電池需求預測

特斯拉的電池需求從2013年的1.1GWH's增長到2016年的6GWH's,當時這些電池都被用於Model S和Model X。

根據預測,到2020年特斯拉對電池的需求將增至31GWH's。

目前所有這些電池產品都由松下Panasonic在日本生產,到2020年,這些電池將在GigaFactory生產。


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特斯拉的電池需求主要用於汽車產品,這種趨勢將會一直保持到2025年。

特斯拉汽車電池的需求將從2013年的1GWH增長到2025年的58.4GWH,同時,特斯拉能源產品的電池需求也將從2016年的65MWH增長到2025年的11.1GWH。


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▲Tesla Model S電池包成本構成

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▲Tesla NCA單體電池成本預測(2013-2025)

基於供應商和競爭對手透露的信息,我們可以大致估計出松下供給特斯拉的NCA單體電池成本大致在125美元/KWH。

由於GigaFactory的投產,到2020年,每KWH的成本可能會降低到105美金。

到2025年,受到產量增大、成本攤薄的影響,每KWH會降低到90美金。


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據預測,到2025年,純電動車將佔據整個汽車市場的17.2%份額。


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▲Tesla Model 3前懸和電驅部分

在Model 3上,特斯拉的電機戰略做了調整:從感應電機切換到永磁電機。

2018年2月27日,特斯拉首席電機設計師Konstantinos Laskaris在雅典國立技術大學( National Technical University of Athens)確認了特斯拉將在希臘建立一個電機研發團隊,以發掘當地的電氣化工程師人才。


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在芝加哥舉行的線圈、絕緣和電氣製造展(CWIEME)上,Laskaris罕見地對特斯拉決定在Model 3中使用永磁電機,而不是Model S和Model X中的交流感應電機發表了評論。


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他說:

眾所周知,永磁電機具有磁體預勵磁的優點,因此你會有一些效率方面的效益。感應電機有完美的流量調節特性,因此你可以優化你的效率。這兩種電機都適用於單齒輪變速傳動作為汽車的驅動單元。

如你所知,我們的Model 3現在使用一臺永磁電機。這是因為對於性能和效率的均衡,永磁電機較好地解決了我們的成本最小化問題,在性能指標上都是最優的。

定量來說,感應電機和永磁電機的這種差異是驅動電機技術進步的重要因素,這是在電機成本、續航里程和電池成本之間的權衡,從而決定未來將使用哪種技術。


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永磁電機的綜合優勢在於材料技術和設計技術的結合。例如,在繞組處得到更高的槽填充將有效地使電機尺寸更小、價格更便宜。

更薄的磁極硅鋼片,可以達到更高的頻率,這也將使電機更小,更便宜。


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▲Tesla-K.-Laskaris

採用低損耗的鋼材可以達到更高的頻率,讓電機體積更小。

比如你有一個8極電機,如果你有低損耗的硅鋼,你可以去做一個10極電機,會得到更大的扭矩密度。

所以,你可以用扭矩密度來彌補鐵損。

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非晶合金電機在性能和損耗之間提供了一個很好的平衡,但在製造中有侷限性。我們還沒有看到廣泛的商業應用,儘管我知道一些公司已經用非晶合金做了電機樣品。

特斯拉Model 3採用永磁電機的這個決定,似乎是由效率和成本決定的,儘管特斯拉仍未達到Model 3的成本目標,但據美國環保署(EPA)稱,由於Model 3是市場上能效最高的汽車之一,特斯拉可以說已經完成了提高能效的“使命”。


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上圖是Model 3電機的照片,由Sandy Munro提供。


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這張照片告訴我們什麼?根據我最近對IPM-SRM電機的瞭解,這確實符合IPMSRM電機的外形。事實上,你可以在轉子的末端看到稀土磁鐵。

永磁電機的一個主要問題是,它們經常使用稀土材料。由於健康風險和地緣政治問題,稀土材料存在爭議。


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▲tesla-model-3-dual-motor-elong-musk-stage

Model 3中的電機確實比Model S電機小。在最近一段Jack Rickard EVTV檢視Model 3的影片中,Jack聲稱Model 3的馬達實際上比Model s上更小的前置馬達還要小。

一些車主表示,他們的Model 3的速度是4.8秒破百。當然,這是因為Model 3比Model S的重量輕1000磅。


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▲tesla-model-3-drive-system

根據EPA的文件推斷,Model 3的“電池到車輪的損耗”比Model S的效率高6個百分點(89%的電能轉化為向前運動,而Model S的效率為83%)。


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▲tesla model 3 drive unit,驅動單元本身的重量不足200磅(約90公斤)

Tesla Model 3的驅動半軸花鍵和軸徑與Model S/Y完全相同,所以半軸具有互換性。

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這就是特斯拉Model 3高性能全輪驅動版的的前輪驅動系統了,驅動電機、電機控制器以及單速變速箱集成在一起,所以車輛有更多的空間可以用於儲物了。


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後輪驅動系統與前後驅動系統結構相似了,也是集成度非常高,驅動系統的總功率達到了340千瓦(464馬力),總扭矩達到了639牛米了,這也使得我們實測其0-100km/h加速僅用時3秒多。


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▲tesla model 3 all wheels drive

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專家說,特斯拉Model 3模塊可以與F-35飛行控制器相媲美,這話聽聽也就算了,不過,特斯拉是第一家在其Model 3中集成全SiC功率模塊的車企。

特斯拉在Model S和Model 3之間進行了技術跨代的設計和技術躍遷。


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上圖是Model 3逆變器的一部分,這個組件顯然嵌入到電機外殼中。

Model S 功率電子的的設計目標是通過現成的和可用的技術快速滿足整車的功率和性能要求。而在Model 3上面,工程設計人員可能更關注大規模生產,設計和功率密度優化。


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特斯拉Model 3車身使用了多種合金材料,在實現車身輕量化的同時有效保障了車身整體強度。

我們可以看到,車輛的A柱、B柱、縱梁、車廂前部、電池Pack四周都採用了強度最高的超高強度剛材質,在保障乘員安全的同時,還可以為電池Pack提供安全保障。


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特斯拉Model S和Model 3的電池Pack保護結構對比圖可以明顯看出,特斯拉Model 3車身保護結構做的更為出色。


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為了凸顯 Model 3 的安全性,發佈會上Elon Musk 在現場播放了一段側向 A 柱碰撞測試的對比視頻。

畫面中,Model 3 的車身基本完好,而沃爾沃 S60 被撞擊得發生變形。Elon Musk 說 S60 是世界上第二安全的車,很顯然一旦發生事故你會選擇哪款車。(全場尖叫大笑)

隨後現場一哥們厲聲長嘯,逗得 Elon Musk 都忘詞兒了……


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特斯拉Model 3 Autopilot自動輔助駕駛系統包含8個攝像頭,覆蓋360度可視範圍,對周圍環境的監控距離最遠可達250m。

除此之外,車輛配備的12個超聲波傳感器完善了視覺系統,探測和傳感硬、軟物體的距離,接近上一代系統的兩倍。

增強版前置雷達通過冗餘波長提供周圍更豐富的數據,雷達波可以穿越大雨、霧、灰塵,甚至前方車輛。為了更好的使用這些數據,車輛搭載了比上一代運算能力快40倍的處理器。


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