一文详解特斯拉Model S底盘电机

目前，在电动汽车的电机方面，交流感应电机与永磁同步电机是采用较多的两种。与永磁电机相比，感应电机的成本略低；但同时，它的性能与效率也相对较差。其中，永磁同步电机需要用到稀土资源，目前全球市场绝大部分的稀土资源是由中国提供的。所以基于资源的控制，以及制造成本的考虑，欧美市场的大部分纯电动车或混动车型，采用的都是感应电机。

与这台感应电机搭配的，是一个电流逆变器。它将电池组的直流电转换为交流电，输入到感应电机中；而感应电机的动力则通过一个9.73：1的固定齿比变速箱，将动力创送至轮端。此外，与上述驱动机构搭配的，还有一个差速器--这是任何一辆车都必备的零件。电池、电机、逆变器，以及固定齿比的变速箱，构成了特斯拉Model S的动力总成。

我们知道，Model S是一款后置后驱的车型，它的驱动机构位于车辆后桥，这让其前轮仅负责转向。所以，对于一款标榜运动性的豪华D级车来说，还差那么一点--就是四驱系统。说起四驱系统，大家都会联想到quattro、X-Drive、4Matic这些四驱品牌，还会想到分动箱、差速器、差速锁，以及什么粘性联轴节之类的技术名词。

可以说，四驱系统不亚于发动机、变速箱，是各大汽车品牌的另外一个竞技场。然而电动化的进程却改变了一些事情--四驱结构似乎不必像现在这么复杂。无论是插电式混合动力车型，还是纯电动车型，四驱结构都变得相对简单。这是因为，电动单元的加入，让车辆可以同时拥有两个动力来源。而这两个来源，可以分别被安置在车辆的前后桥，来驱动前后轮。

比如某些插电式混动车型，选择在后桥加装一台电动机来构成四驱结构。而对于特斯拉来说，摆脱了燃油发动机、传统变速箱的束缚，实现四驱模式变得更加简单。所以，在2014年10月，配合驾驶辅助系统，特斯拉推出了全时四驱版的Model S。要知道，对于Model S这样的纯电动汽车，双电机四驱结构的应用，可不仅仅是实现四驱那么简单。

人们听到Model S上又加了一个电机，第一反应是电池的续航水平会不会下降？答案其实是相反的。与传统汽车装配四驱结构导致油耗升高不同，电动汽车实现四驱后，续航反而会提升。根据特斯拉官方的数据，全时四驱版的Model S 85D，能够比两驱版本多出5英里的续航。

原因是，大功率感应电机，虽然在起步时就能爆发最大扭矩，但当达到较高转速时，扭矩就会大幅降低。这就是为什么Model S与超级跑车对飙时，前半段遥遥领先，后半段逐渐被赶超的原因。相反，燃油发动机一般在高转速下爆发出最大扭矩。这个时候，高转速下的电机不但扭矩下降，而且功率、效率降低。

但如果采用主电机+辅助电机的组合，效果就会有所好转。其中辅助电机被设计为拥有较为平缓的扭矩曲线，虽然峰值很低，但不会因为转速的增加而出现剧烈的变化。这样，在主电机达到高转速出现扭矩下降时，辅助电机就可以补充一部分扭矩，使车辆后半段的加速也保持有力的状态。

说完这些，我们还是没有解答为何续航会增加的疑问。不要急。前面说到，辅助电机的介入，让四驱结构整体的扭矩增加了。但同时，输出功率也增加了。这台辅助电机的设计初衷，不仅要拥有平缓的扭矩曲线，还要拥有一个在电动机转速区间内，缓慢上扬的功率曲线，要达到在主电机的功率出现下降时，辅助电机的功率依然在随着转速增加。

这样一来，双电机组合下的功率曲线，相比主电机的曲线，就能够做到在更高的转速下才有所下滑。如果采取单个电机驱动，那么这个电机一定是一个大功率电机，它的功率比上述的主电机、辅助电机分别都要大很多，最大输出功率相当与后两者之和。这时，与双电机组合曲线相比，单个大功率电机在某个高转速点就会出现功率下降，而双电机组合曲线则可以“坚挺”到更高的转速。

那么用一句话概括，就是两个电机配合，可以优化功率输出，相互配合提高能量的利用效率。其实，要想优化电机的输出功率，有一个办法可以解决，就是为电动车装上拥有多个档位的变速箱。不过，这样一来电动汽车动力总成的结构就会变得更加复杂，同时动力输出到轮端的流畅度、驾驶感受也会大打折扣。双电机结构不仅优化了电机效率，还实现了四驱，是最完美的方案。