⑴ 有人知道特斯拉汽车的主要科技是什么吗
tesla最厉害的就是对现有技术的整合。
其中最核心的技术就是电池箱的整合。从机械结构讲:有电池箱的整体排布,冷却系统等等。而最关键的就是电池管理系统:如何有效的平衡每个cell之间的电压电流,在充电放电的时候保持整体电压电流的稳定。这个系统的硬件和算法都是非常重要的。
特斯拉的里程高主要也是因为电池非常多的原因,但成本也相对高。leaf和volt之类的车主要受成本限制。另外如果大家听说过叫rimac concept 1的车,就会发现这辆车其实里程也很高,但是价格基本上是兰博基尼往上走的水平。这么一来。。tesla暂时在高性能电动车10W刀左右的市场是没有对手的。
另外说到super charger。super charger也是特斯拉技术整合一个很重要的方面。上面提到的rimac,虽说电池有很高的里程,速度也很快,价格偏高不说,但是没有tesla这种提供整体服务的能力。
高性能交流电机和逆变器其实现在很多厂商都有在生产,比较厉害的几家比如德国的AMK,英国的YASA,SEVCON。。。等等。但是因为只是电机生产商而不是汽车生产商,所以也不用像tesla一样做成一个drive unit。做成整体drive unit在技术上主要是机械加工,因为只是相当于做了一个壳子然后里面放着电机和电机控制器。
很多人说里面那块触屏很厉害。但其实我认为任何大厂商都可以做出这样的系统。UI用触屏,操作系统用linux,然后I/O与车上各种控制模块交流,模块控制上各种servo motor,speaker,camera等等。这些都不是什么新鲜东西。
tesla厉害的就是把这些东西都放在了一起,让大家有一个完全不一样的产品体验。
再往大里说,现在的科技产品,大多都是现有技术的整合。只有比如intel这类极少数研究水平不亚于各种大学的公司,才能说有可能有革命性的,在基础学科上的突破。所谓基础学科,革命性的的突破,比如三极管,LED,C语言的发明,等等。
⑵ 特斯拉汽车发动机原理
电动汽车因无尾气污染、噪音低、性能高等特点成为汽车行业未来发展的重要方向,目前大多传统汽车制造商也已纷纷开始推出电动汽车车型,而要说电动汽车行业的领头羊,自然非特斯拉莫属。
在特斯拉的数款车型中,Model S是目前最受欢迎豪华车型,同时也世界上加速度最快的量产电动汽车,今年1月份马斯克曾在Twitter透露,Model S P100D在疯狂模式下0-60英里加速已经可以达到2.34秒。
下面的视频LearnEngineering制作的动画,讲解的是电动汽车的工作原理,介绍了特斯拉Model S所采用的技术,从感应电动机、逆变器、离子电池以及整车协同四个方面解析Model S是如何获得超高性能的。
动画做的很棒,完全可以当作一个小教学片了。。。
感应电动机
特斯拉汽车由感应电动机驱动,感应电动机是尼古拉˙特斯拉在一个世纪前发明的,特斯拉汽车的名字也是为了纪念尼古拉˙特斯拉而取的。
感应电动机有两个主要的部件,定子和转子。转子由横着的多根导电杆,两端的导电圆盘,以及夹在导电圆盘之间的多个硅钢片组成。定子连接到三相交流电上,线圈中的三相交流电产生旋转的磁场,从而在电机中产生具有4个磁极的磁场,旋转的磁场在转子的导电杆中产生感应电流。因为导电杆中有电流,所以导电杆在磁场中转动。
在感应电动机中,转子的转速始终小于磁场的旋转速度,感应电动机中没有电刷,也没有永磁体,但动力强劲。感应电动机的优点是:感应电动机的转速取决于交流电的频率,所以,只要控制交流电的频率,就可以控制电机的转速,从而控制汽车驱动轮的转速。控制了驱动轮的转速,就控制了电动汽车的车速,这种控制方式简单可靠。
电机具有变频驱动模块,用以控制电机的转速,电机的转速范围为0到18000转/分钟,这个转速指标大大优于采用汽油或柴油发动机的汽车。对于汽油和柴油发动机来说,扭矩符合要求时,转速不一定符合要求,因此,发动机不能直接连接到驱动轮上,发动机必须与变速器配合,才能使驱动轮达到所需要的转速。
而感应电动机在输出所需的扭矩的同时,还能输出所需的转速,能在转速范围内一直保持较高的效率,所以,电动汽车就不需要变速器。
另外,发动机无法直接产生旋转运动,而是将活塞的上下直线运动转换成旋转运动,而将直线运动转换为旋转运动时,会出现机械平衡方面的问题。
发动机还有两个问题,一个问题是,发动机不能像感应电动机那样自己启动,而是需要启动电机进行启动,另一个问题是,发动机无法均匀地输出动力。为了解决这两个问题,发动机要配备发电机给蓄电池充电,而蓄电池可以为启动电机提供电力,发动机还要配备飞轮,从而尽量均匀地输出动力。
而感应电动机不仅可以直接产生旋转运动,而且可以均匀地输出动力,所以感应电动机可以省去发动机上的很多部件。因此,感应电动机重量比发动机轻,响应速度比发动机快,动力比发动机强,使得电动汽车具有超强的性能。
逆变器
感应电动机的动力从哪儿来呢?来自电池组。
但感应电动机需要的是交流电,所以,需要逆变器把电池组输出直流电,变成感应电动机所需要的交流电。逆变器同时控制其所输出的交流电的频率,从而控制电机的转速。另外,逆变器甚至能控制交流电的电压,从而控制电机的动力。
因此,逆变器就像电动汽车的CEO,执行着对电动汽车的控制。
▌锂离子电池
我们现在研究一下电池组。你可能会惊奇地发现,电池组是由许多节日常生活中使用18650充电电池组成,“18”表示电池直径为18毫米,“65”表示电池长度为65毫米,“0”表示电池是圆柱形。这些电池通过串联和并联,为电动车提供动力。电池之间有扁平的金属管,内装冷却液,用于给电池进行冷却。
特斯拉的一个创新之举是采用大量的小电池,而不是几个大的电池块,从而确保能对电池进行有效冷却,使得发热点尽量地小,温度分布均匀,从而延长电池组的使用寿命。
多节电池构成这种可拆卸的电池模块,整个电池组共有16个这样的可拆卸电池模块,共包含大约7000节电池,位于车头的散热器用于对电池组中的冷却液进行冷却。
另外,因为电池组安装在车身较低的位置,从而降低了汽车的重心,汽车重心降低则大大提高了汽车行驶时的稳定性。电池组分布于汽车的整个底部,电池组坚固的结构有助于汽车抵抗侧面的撞击。
动力传动系统
现在我们继续研究特斯拉的动力传动系统。
电机产生的动力通过齿轮箱传输到驱动轴,因为电机本身的有效转速范围比较宽,所以,特斯拉使用的是简单的单速变速器。电机输出的速度通过齿轮,进行了2次降速。
电动汽车的倒车也含简单,只需要改变电源相位的顺序就可以了。电动汽车采用变速器的唯一目的,就是通过牺牲转速来获得更大的扭矩。
齿轮箱中的另一个重要的部件是差速器,动力通过齿轮输送到差速器。这是一个简单的开放式的差速器,但开放式的差速器在牵引控制方面有缺陷。
这么先进的电动汽车为什么要使用开放式差速器,而不使用限滑差速器?原因是开放式差速器更结实,能够传输更大的扭矩。
有2个方法可以消除开放式差速器的缺陷,一是选择性制动,另一个是切断电源供应。对于汽油和柴油发动机,通过切断油路来切断动力见效慢,而对于感应电动机,切断电源的效果立竿见影,从而可以有效地进行牵引控制。
特斯拉可以利用最先进的算法,结合传感器、控制器进行牵引控制,简而言之,特斯拉汽车利用智能软件取代了复杂的机械硬件系统。
你是否知道,即使只使用油门踏板,也能高效地控制行驶中的电动汽车,这归功于特斯拉强大的动力回收系统。也就是说,制动时,汽车巨大的动能被转换为电能,而不是被转换为刹车片上的热能被浪费掉。
行驶时,“油门”踏板一旦被松开,电动汽车便启动动力回收系统,在动力回收系统工作时,感应电动机变成了发电机。此时,车轮驱动感应电动机的转子,在转子的转速小于磁场的旋转速度时,感应电动机作为电机输出动力,当转子的转速大于磁场的旋转速度时,感应电动机就变成了发电机。
此时逆变器起到关键的作用,逆变器降低输入到电机的电流的频率,从而降低磁场的旋转速度,使得转子的转速高于磁场的旋转速度。从而使电动机变成了发电机,产生的电流是交流电,转换为直流电后,就可以存储到电池组中,发电的同时,转子受到反向的电磁力,从而给驱动轮施加了阻力,从而降低了驱动轮的转速和车速。
这样,行驶中,仅仅通过油门踏板就可以精确地控制车速,而刹车踏板用于将汽车完全停下来。
由于动力回收系统和刹车踏板的共同作用,使得电动汽车比汽油和柴油汽车更安全,电动汽车的保养和使用比汽油和柴油汽车便宜很多,随着技术的不断进步,电动汽车现有的缺点会逐渐被克服,未来将是电动汽车的天下
来源:机械前言整理 材料源:42号车库 网络 机械教授
⑶ SOC的估算方法是什么
传统的SOC基本估算方法有开路电压法、内阻法和安时法等。近年来又相继研发出许多对电池SOC的新型算法。各种智能算法和新型算法不够成熟
⑷ 汽车上的BMS是什么
bms系统指电池管理系统(英语:Battery Management System)是对电池进行管理的系统,BMS主要就是为了智能化管理及维护各个电池单元,防止电池出现过充和过放,延长电池的使用寿命,监控电池的状态。
BMS是电动汽车电池管理系统是连接车载动力电池和电动汽车的重要纽带。BMS实时采集、处理、存储电池组运行过程中的重要信息,与外部设备如整车控制器交换信息,解决锂电池系统中安全性、可用性、易用性、使用寿命等关键问题。
主要作用是为了能够提高电池的利用率,防止电池出现过度充电和过度放电,延长电池的使用寿命,监控电池的状态。通俗的讲,就是一套管理、控制、使用电池组的系统。(4)特斯拉soc算法到底是什么扩展阅读:
BMS最核心的三大功能为电芯监控、荷电状态(SOC)估算以及单体电池均衡。
1、电芯监控。
电芯监控技术的主要功能有单体电池电压采集;单体电池温度采集;电池组电流检测。温度的准确测量对于电池组工作状态也相当重要,包括单个电池的温度测量和电池组散热液体温度监测。
这需要合理设置好温度传感器的位置和使用个数,与BMS控制模块形成良好的配合。电池组散热液体温度的监控重点在于入口和出口出的流体温度,其监测精度的选择与单体电池类似。
2、SOC技术
单电芯SOC计算是BMS中的重点和难点,SOC是BMS中最重要的参数,因为其它一切都是以SOC为基础的,所以它的精度和鲁棒性(也叫纠错能力)极其重要。
如果没有精确的SOC,再多的保护功能也无法使BMS正常工作,因为电池会经常处于被保护状态,更无法延长电池的寿命。SOC的估算精度精度越高,对于相同容量的电池,可以使电动车有更高的续航里程。高精度的SOC估算可以使电池组发挥最大的效能。
目前最常采用的计算方法有安时积分法和开路电压标定法,通过建立电池模型和大量的数据采集,将实际数据与计算数据进行比较,这也是各家的技术秘籍,需要长时间大量数据积累,同时也是特斯拉技术含量最高的部分。
3、均衡技术
被动均衡一般采用电阻放热的方式将高容量电池“多出的电量”进行释放,从而达到均衡的目的,电路简单可靠,成本较低,但是电池效率也较低。
主动均衡充电时将多余电量转移至高容量电芯,放电时将多余电量转移至低容量电芯,可提高使用效率,但是成本更高,电路复杂,可靠性低。未来随着电芯的一致性的提高,对被动均衡的需求可能会降低。
⑸ 蓄电池检测仪检测的数据中“soc”和“soh”是什么意思
soc是说充满电使用一段时间还剩多少电;soh是充电倍率,电池充电的电流值。
蓄电池检测仪具有蓄电池在线检测产品的检测功能,有强大的软件分析功能、数据处理功能、存储功能,是人工维护电源的专业检测仪表。
可以用于电力、通信、交通、金融、蓄电池生产企业、电动车生产厂、玩具厂、汽车修理的蓄电池质量检验,为蓄电池配组提供依据。
使用方法:
直流测试:利用蓄电池放电给测试仪器,测量出加在蓄电池内阻上的压降,然后除以放电电流得出蓄电池内阻,一般的测试电流都很大,达到50A-80A左右。
优点:测试准确、一致性好。
缺点:测试电流大,必须把探头与蓄电池极柱稳定连接,如果接触不好会打出电弧,存在安全隐患。
(5)特斯拉soc算法到底是什么扩展阅读
内阻测试
传统的蓄电池容量检测方法是进行整组核对性放电,即把蓄电池组连接到负载箱,然后进行放电,一直放到截止电压(没电)为止,来验证蓄电池的容量,但是这种方法有很多隐患和缺点:
1、放电时间长,风险大,电池组须脱离系统,蓄电池组所存储的化学能全部以热能形式消耗掉,既浪费了电能又费时费力,效率低。
2 进行核对性放电试验,必须具备一定条件,首先,尽可能在市电基本保障的条件下进行;其次 ,必须有备用电池组 。
3、核对放电只能测试整组电池容量,不能测试每一节单体电池容量,以容量最低的一节作为整组容量,而其他部分电池由于放电深度不够,其劣化或落后程度还不能完全充分暴露出来。
4、有损蓄电池的容量。由于蓄电池的内部化学反应不是完全可逆的。全深度循环放电的次数是有限的,所以,不适宜对铅酸蓄电池频繁进行深放电。
但是间隔时间过长,两次核对之间的蓄电池的状态是不确定的。蓄电池的容量下降到80%以下后,蓄电池便进入急剧的衰退状况,衰退期很短,可能在一次核对放电后几个月就失效,而在剩下的时间内电池组已存在极大的事故隐患。
⑹ 特斯拉充电soc达到限制值
特斯拉充电限值就是设置电池的最高充电电量。
特斯拉充电限值就是设置电池的最高充电电量,设置充电限值可以让电池不充满,从而延长电池使用寿命。
在外面充电但你的手机没有多少钱,设置充电限值就可以避免超额。特斯拉手机APP和车机屏幕都可以调节充电限值。
⑺ 以BMS技术角度分析,国产特斯拉为什么卖20多万还能赚!
众所周知,一款电动车的性能强弱通常是以电池、电机、电池管理系统这三点去进行比较。我们在日常接触和了解最多的也当属电池和电机这两部分,主机厂在新车发布会的时候讲的最多同样也是这两部分。
根据2019年资料显示,全球动力电池排名前三名,分别是宁德时代、松下、比亚迪,其中我国企业就独占其二;在驱动电机技术开发方面,过去的十年里,中国车用驱动电机的专利申请总量是世界第一。在两项如此傲人的成绩面前,为何我国的新能源汽车仍与特斯拉存在差距,上市之处不停的喊着“硬刚特斯拉”过后却销声匿迹。
其实对于电动车来说,电池、电机、电池管理系统就像组成木桶的三块木板,其性能的强弱,往往就取决于最短板。今天我们就以BMS技术角度分析,特斯拉为什么能在电动领域鼻孔朝天?在此之前,我们首先简单了解一下什么是BMS。
在我们国内而言,电池管理系统方面,目前比亚迪的表现还是不错的。我觉得要想打败特斯拉,并不是新车上市”口号兴邦“,而是要深入钻研,克服技术壁垒,才能让我国的新能源汽车领域在全球独占鳌头!
本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。
⑻ 导致电池soc估算不准的内因是什么
除去方法上的问题不说,首先SOC值是一个动态变化的值,如果没有单体的详细的完整的测试值,仅有几个参考点的话,算出来的误差就会变大,而且修正值误差也大,造成整体SOC值的估算误差超标 ;另外,即使有电池单体的大量数据,这些数据也是在实验室单独测试出来的,与车辆上使用的工况和环境实际相比,相差较大,导致SOC估算偏差大,驾驶员的驾驶行为习惯,不是通过理论就能模拟和计算得出来的,放在实验室内的单体测试环境与整车狭窄空间内的环境相差较大,如果按实验室测出来的数据来估算的SOC,与真实值相差也就不符合了
⑼ 计算锂离子电池SOC时系统噪声指的是什么
这是BMS研究过程,SOC算法的噪声影响度分析,W(K)应该是环境因素的影响,属加性噪声。