请留步！带你看特斯拉第四代电驱系统的新技术
前言
最近Ingineerix大神把最新的特斯拉第四代电驱的拆解视频放到了网上，刚好周末有点时间，仔细观摩了下视频，把特斯拉第四代电驱具有特点的部分记录一下，并加上一些个人的理解，供各位读者参考，不对的地方还请批评指正。
不同于国内集成化的思路，特斯拉的第四代系统的壳体采取的是四段式的设计，电机壳体、减速箱壳、控制器箱体、控制盖板。这些部分均是靠螺栓进行连接。
相比于集成化壳体、这种分体思路设计更符合机械结构设计的大原则，即可装配、可拆卸、可维修。同时这种壳体也利于平台化的开发，拿电机举例子，如果需要调整电机尺寸，我们只改动电机壳体就可以了，避免了复杂集成壳的重新开发，可以开模节约成本和制造周期。单分体式要考虑的是各部分接触面的密封问题，不要在运行过程中有漏油。从拆开的视频看，各面的密封设计还是非常好的。
▲ 特斯拉第四代电驱系统
第四代的特斯拉电机采用的还是Hpin绕组，不同的是新一代产品采用了每槽8层的绕组设计，而上一代采用的是10层的绕组设计。特斯拉为啥抛弃技术含量更高的10层扁线呢。估计是为了降低 制造成本。估计是因为10层Hpin制造难度更大，制造成本高。
10层Hpin的发卡数量要多于8层Hpin的发卡数量，发卡不良率也应该相对8层要高。采用槽内8层设计，在保证电机性能的同时，可提升电机良品率。
▲ 特斯拉第四代电驱8层Hpin定子
▲ 特斯拉第三代电驱10层Hpin定子
视频中看定子绕组的焊点还是很饱满的，焊点上的绝缘处理的非常到位，和国内大部分公司绝缘策略不同，焊接部分没有再进行涂覆或涂胶处理。
▲ 特斯拉第四代电驱焊点绝缘处理
特斯拉转子采用的还是三段式U形斜极的设计，中间段叫两侧的两段长。转子表面的凹槽也是为了优化气隙磁密而进行的设计。这两项是NVH优化的结果。
▲ 特斯拉第四代电驱斜极转子
轴承处采用了多圈的波形弹簧，这个波形弹簧的作用是给轴承一个预载荷，来延长轴承的使用寿命。由于有了轴向预载荷，轴承外圈蠕动也会减少，这样NVH也会向好。
▲ 特斯拉第四代电驱多圈波形弹簧
电机还是6极电机，磁钢的固定方式估计和上一代相同，没采用国内流行的注胶或注塑的方式，而是在转子槽内做了一个特殊设计，在每5片转子冲片中，让一片的磁钢槽内留一个小“舌头”，当磁钢插入转子铁芯时，这些小舌头被压下一些，起到弹簧的作用，来固定磁钢。
▲ 特斯拉第四代电驱磁钢
▲ 特斯拉第四代电驱磁钢固定结构
特斯拉宣称下一代的磁钢将不采用稀土材料，那么这一代电机的磁钢是什么材料，还需要等磁钢成分分析出来才能揭晓答案。
第四代电驱转子没有采用碳纤维包裹的方式，估计也是降成本的考量。碳纤维包裹的转子虽然取消了隔磁桥，减少了漏磁通，但是电机气隙长度却增大到2.9mm，气隙长度的增加导致磁钢厚度增加至9mm。这一操作反而增加了磁钢成本。
通过轴后端视频看，电机取消了用来导走轴电流的牺牲轴承。安装牺牲轴承只能保护其附近的轴承不受破坏，其他轴承还是要被轴电流腐蚀。第四代电驱估计是采取了其他防止轴电流的措施，从拆解的视频看，轴承滚珠为黑色，疑似是使用了陶瓷球轴承。这需要进一步拆解确认。
▲ 特斯拉第四代电驱旋变位置
▲ 特斯拉第四代电驱电机轴承位置
对于控制器部分，由于笔者还在控制器的学习阶段，相关技术理解还不深刻，下面就将视频中讲到的比较好的点罗列出来，供大家参考。
控制器壳体采用了搅拌摩擦焊技术，减少了螺钉的使用和安装。蚊子腿也是肉，这也是节约成本的一部分。
高低压接插件的外部壳体直接铸在壳体上，这也是节约成本的一个好办法。
▲ 特斯拉第四代电驱控制器
▲ 特斯拉第三代电驱控制器（水嘴螺钉安装、接插件壳体螺钉安装）
采用了两个红外测温传感器，这个传感器大家也比较熟悉，“口罩”期间几乎每天都会用到这种传感器。现在特斯拉用到了电机控制器中，也是很有想法的创新点。
▲ 特斯拉第四代电驱控制器红外测温传感器
除了TI的主控芯片外，又增加了一个安全控制芯片。估计由于安全的需求，原芯片资源不足而进行的设计。
▲ 特斯拉第四代电驱控制器主控芯片和安全芯片
在两相的出线铜排上增加了保险回路。优化了三相电气连接的保护，加入了融丝和抗电弧设计，车辆碰撞时高压方面更为安全。
▲ 特斯拉第四代电驱控制器三相保险回路
对SiC门驱动电路进行了优化。
把电流传感器的设计进行了改进。
▲ 特斯拉第四代电驱控制器电流传感器
取消泄放电阻，版载隔离变压器设计。
▲ 特斯拉第四代电驱控制器版载隔离变压器
总结
以上是通过拆解视频对特斯拉的第四代电机和控制器的一些分析和猜测。如此一个金光闪闪的电驱系统，必定还会有其值得挖掘的地方。
▲ 特斯拉第四代电驱控制器铜排连接
来源：电动新视界
