特斯拉全轮驱动(双电机)功率与扭矩规范

试图将燃油汽车的马力额定值与电动汽车的马力相提并论是个难度极大的挑战。电动汽车推进系统的物理特性与燃油汽车完全不同。就电动汽车而言,锂离子电池通过电化学反应产生电,电流流经控制电压与电流的电力电子元件,随后流入电动机中的电磁铁,产生强大的电磁场,并转动传动轴,从而推动车轮旋转。转动传动轴所需的动力与传统的马力度量方式关联最为密切。然而,整个动力链条实际上始于电池组里发生的电化学反应。根据电池温度、荷电状态和电池老化,输出的电力会有很大不同。

我们用以规定全轮驱动双电机汽车(Model S"D"款系列)"当量"马力额定值的方法引起了一些疑惑。本文希望能解答这些疑问。

电动"马力"

以马力定义电功率不是非常直观。千瓦和兆瓦是更为适用的单位。电本身无法产生马匹或燃油发动机所产生的物理运动。而电动机则可以将电转化成运动。你可以认为电力是流动的,原理与燃料从油箱流向发动机颇为类似。电池的不同状态(荷电状态低、温度低等)可能会减少这种电子流动,而带来低于电动机的输出能力。另一方面,更大的这种电子流动可能超过电动机的输出能力(如:电池温度较高、短时加速等)。因为电池的电马力额定值是变化的,因此标明电动汽车物理性能时它不是一个精确的数值。电机轴马力在单独运转时才是个比较恒定的额定值。事实上,欧盟法律要求标明的只有这种(单或双)电机轴马力额定值。

双电机与单电机(P85与P85D)

根据不同型号(60、80或P85),后轮驱动单电机Model S的轴马力额定值基本约为360-470马力。同样,当电池电"马力"输出时,该额定值基本相似,但并不完全相同。当电池电量低时,对于驾驶员而言,其区别就非常显著。低电量状态下,虽然在物理方面电动机并没改变,但化学反应产生的电压和当量马力都较低。尽管电池功率改变,电动机能够产生的最大扭矩几乎不变,而随着电池马力降低,最大轴马力也会降低。

当我们推出全轮驱动P85D时,我们采用了这种简明一致的方法,前后相加, 来标示P85D前后两台电动机的总体性能。两台电机共同输出的扭矩使加速性能大大提升,所以驾驶P85D时你会在加速过程中感觉到强烈的重力加速度。这就是疯狂模式(Insane Mode)如此令人愉悦的原因。P85D起步时可以轻而易举地超越1个g的重力加速度,从静止加速到60英里/小时(96.6公里/小时)仅需3.1秒,性能令人叹服。《汽车族》杂志使用一辆基础款车型以及中等体重的驾驶员证实了这一加速能力。值得指出的是,如果车内乘员体重较大,或者为汽车加装了选配件,加速性能会随之降低。而且,《汽车族》杂志的标准排除了最初的28厘米滑跑。如果将这段滑跑计算在内,0-60英里/小时(96.6公里/小时)的加速时间大约会增加0.2秒。

另一点需要注意的是,随着汽油车的性能在高海拔条件下会出现下降,而电动汽车却能达到更快的速度。两类汽车都遇到了空气阻力下降的情况,但随着海拔升高,汽油车缺氧现象逐渐加重。《汽车族》杂志的测试是在接近海平面高度进行的,因此随着海拔增高,Model S的加速性能将超过名义上加速能力相同的内燃机汽车。

尽管P85D的轴马力来自两台电动机,但情况并不是前后电机相加这么简单。随着我们不断提高电机的总体马力,电池化学马力低于电机总体马力的时长增加了。

同时,双电机汽车的全轮驱动系统能够分配可用电动马力,以输出最大扭矩(和功率),以应对路面附着条件和车辆重心转移。例如,急加速过程中,车辆重心会转移至车后部。前置电机必须降低扭矩和功率,防止前轮打滑。动力将由后置电机补偿,并可立即使用。制动的时候则情况相反,这时前置电机可以接受更多的再生制动扭矩和功率。

全轮驱动85D和70D

令人困惑之处在于,正常条件下,85D和70D车型的总体电机轴功率与电池电马力十分相近。而以P85D而言,总体电机轴功率可能常常超过可用的电池电马力。双电机可以在多种多样的实际行驶条件下充分利用电池马力。对于所有高性能电动汽车的驾驶员而言,衡量电动汽车的真正标准是加速时间与驾驶性能。

JB Straubel

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