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 百科 机械教授
光伏发电的优点是什么，都能用在哪里呢？
什么是光伏发电？
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。主要由太阳电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，主要部件由电子元器件构成。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。
应用场景
工业领域厂房：特别是在用电量比较大、网购电价比较贵的工厂，通常厂房屋顶面积很大，屋顶开阔平整，适合安装光伏阵列；并且由于用电负荷较大，分布式光伏并网系统可以做到就地消纳，抵消一部分网购电量，从而节省用户的电费。
商业建筑：与工业园区的作用效果类似，不同之处在于商业建筑多为水泥屋顶，更有利于安装光伏阵列，但是往往对建筑美观性有要求，按照商厦、写字楼、酒店、会议中心、度假村等服务业的特点，用户负荷特性一般表现为白天较高，夜间较低，能够较好地匹配光伏发电特性。
农业设施：农村有大量的可用屋顶，包括自有住宅屋顶、蔬菜大棚、鱼塘等，农村往往处在公共电网的未稍，电能质量较差，在农村建设分布式光伏系统可提高用电保障和电能质量。
市政等公共建筑物：由于管理规范统一，用户负荷和商业行为相对可靠，安装积极性高，市政等公共建筑物也适合分布式光伏的集中连片建设。
边远农牧区及海岛：由于距离电网遥远，我国西藏、青海、新疆、内蒙古、甘肃、四川等省份的边 远农牧区以及我国沿海岛屿还有数百万无电人口，离网型光伏系统或与其它能源互补微网发电系统非常适合在这些地区应用。
今天我以城市园区内的光伏发电案例融合当前可视化技术的案例：
Hightopo搭建智慧园区光伏发电能源管控可视化系统，根据园区现状、能源管理特点，充分考虑各能耗管理的整合，设计科学高效，可实施性强，符合园区运维管理的数字化智慧园区解决方案。为园区运维人员提供一个全面实时、可感可知的能源监测决策分析平台。
可视化光伏监控是通过 2D 可视化面板展示园区关键指标，对用户所关注的建设规模、光伏信息、发电信息进行统计展示，对各建筑的用电信息进行监测。可通过对接后台实时数据进行实时更新，展示对节能减排做出的贡献统计。通过环境、光照等还原模拟，结合发电数据可以更好分析发电能效情况，为园区光伏的运维与决策提供依据。
HT 均支持叠加 2D 面板、动画效果进行交互，用户可根据自身展示需求进行定制。引擎自带鼠标的旋转、平移、拉近拉远操作。同时也支持跨平台浏览，任何移动终端均可轻松打开，这是 C 端平台所不具备的优势，并实现了触屏设备的单指旋转、双指缩放、三指平移操作不必再为跨平台的不同交互模式而烦恼。
HT 支持模拟无人机或行人视角进行漫游，可全方位无死角浏览园区，当经过设备时，自动弹出信息进行查看，方便运维人员进行巡检。支持结合 WebVR 进行展示，通过适配 VR 设备，用户可带上 VR 眼镜配合手柄在场景行走、飞行，实现通过手柄对设备进行抓取、移动等功能。相比传统的观看方式，它具备 360 度全景画面，用户可以身临其境，全面感受气氛和氛围，空间感、距离感都会更有层次，做到真正的沉浸式交互。
本次案例以设备拆分爆炸的形式，展示机器人内部结构，对机器人进行拆分，辅以外壳透明度变化、边缘流光流动效果增加动画的观赏性，通过接入零部件的物联网数据，更加细致入微地查看设备各部件当前状态，实现从宏观到微观的全局监控可视化。
逆变器的推动电路
场管还需要推动？不推动为什么就不可以？
一般说来，功率放大级的电压增益都是比较小的。主要是进行电流放大，以实现高效率地放大信号功率。若输入信号的电压幅度和电流不够大，则电路将得不到足够的功率输出。
因此，需要推动级对功率输出级进行推动。当然，对于一些小功率负载的放大电路，也有不用推动电路的。
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