系列 | 特斯拉Model 3电机漫谈 - Part 1

我们从model 3的电池系统便可得知它不是基于上一代model S/X技术的延续，而是全方位的创新，这一点也可能是让model 3经历产能地狱的原因之一。有关model 3的电池系统部分网上已有很多资料，但电机部分说得透的并不多。当然有机会或许我也会再说一些电池的部分，但这次主要想分系列说一些有关model 3电机的东西。

参考阅读：Model 3电机技术解析

model 3改换了全新电机

model S/X时期特斯拉采用的感应电机，网上已有很多对其专利的分析，特斯拉虽采用了与国内主流的永磁电机不同的感应电机（算是另外的主流），但却用了较为创新的铜转子。

model S/X时期的电机

到了model 3时大家突然惊讶地发现特斯拉竟然改为“永磁电机”了（此处用引号是有原因的，我会慢慢解释）。对此国内最多被转载的分析是认为永磁电机因为要用到钕铁硼，这种稀土材料在美国比较贫瘠，而中国稀土资源却较为丰富，所以将model 3改用永磁电机和国产化联系了起来。再加上model S感应电机的铸铜工艺成本也很高，所以似乎改用永磁电机较合理。

今年美国媒体对特斯拉的首席电机设计师Konstantinos Laskaris进行过几次采访，他只是说model 3更换为永磁电机是出于对成本、性能、效率之间的平衡，技术细节上没有什么干货。但model 3电机的水很深，简单粗暴地归因为要国产化的分析似乎太简单了。

Laskaris谈model 3电机的报道

特斯拉与感应电机的渊源

任何特斯拉的爱好者都非常清楚，他们的名称源自生活在19世纪的Nikola Tesla，而他发明的三相交流电机也是特斯拉电机的源始。

Nikola Tesla与三相交流感应电机

特斯拉从一代Roadster到model S、再到model X，都采用了三相交流感应电机（3-phase AC inductuon motor）。但Nikola Tesla的发明几十年后，这款电机一直处于只能在一个固定的三相交流电源座上的尴尬。直到上世纪60年代硅谷终于用数字技术使感应电机摆脱了那种固定状态。大约在1990年，Alan Cocconi开发了一种早期便携式的逆变器，将电动车电池中的直流电（DC）转换为感应电机所需的交流电（AC）。“逆变器+电机”组合最终用在了GM的EV1上。没错，通用曾经就这样与一个时代失之交臂了，估计自己回想起来都像是梦魇。

GM的EV1（样子实在是不怎么好看哈~）

后来Cocconi又将该技术的改进版用在了tZERO跑车上。

tZero跑车

后来被特斯拉联合创始人Martin Eberhard和Marc Tarpenning发现了，再后来Musk出场了，然后就是特斯拉的故事了。这些历史点被连起来，就可以理解特斯拉最初会采用感应电机的原因了（尽管有许多技术改进）。

Tarpenning and Eberhard with the Tesla Gen.1 Roadster

感应电机与永磁电机

在目前主流的永磁电机与感应电机的对比中，感应电机的优点在于它不需要任何永磁材料（Permanent Magnet），而使用电磁铁（缠绕在黑色金属芯上的线圈）。

model S/X电机剖面图

由于硅谷半导体技术的出现（可以每秒多次进行开关和切换，比如高大上的MOSFET和IGBT），才让感应电机的出现成为可能。而永磁电机的转子通常都需要用到稀土材料，它的高成本、退磁与损毁的可能性、原材料供应链和期货市场价格的浮动等问题都是很明显的弊端。当然，感应电机也有其不完美的地方，比如特斯拉采用的铜转子，需要很高的铸造工艺。

model S/X的铜转子

由于感应电机的工作性质，转子往往会过热，造成能量损失，而这在电动车中又是很敏感的部分。此外，感应电机在低速工况需要频繁启停时也比较低效。因此，感应电机技术无论从成本还是效率上都有较大的改善空间。

好了，今天只起个头，啰嗦很多还没抖出干货。再次感叹，model 3的电机水很深。此永磁非一般永磁，但愿后几次我能说明白吧。

参考阅读：Model 3电机技术解析

from A to B