風語
我們從哪裏來？ 我們是誰？ 我們往哪裏去？
年紀大的人往往平添庸惰，說是不思進取也不為過，但也比年輕時積聚了更多的資本，還坐擁多餘的銀子任由＂揮霍＂，比如說弄輛好的或心儀的車開開，所選車種特斯拉高居榜首，原因可能是人們說的該車是一個大號的或會奔跑的蘋果（手機）。特斯拉電動車是以特斯拉發明的感應電機為原理研製生產的全新車種，許多性能超出了交通工具的範疇，不但被年輕人追捧，而且也受到高齡老頑童們的青睞，特斯拉的瞬間加速在後背上的推力，無論是誰都不可能不激動不已。可以說感應電機是天生為近代車輛問世的，卻在曆史的倉庫裏苦苦地等了100年才重見光日。
（點擊這個鏈接：2022 Tesla S Plaid 加速視頻，是你必須看一看的 ，打開鏈接後點擊左上的喇叭符號取消靜音）（圖片來自網絡）
談電動車的原理自然會聯想到早已司空見怪的電動機，日常用的電風扇，吹風機，冰箱，空調等都離不開電機的旋轉作用。記得剛來美國時買過一部鬆下吸塵器，兩年多就停止工作了，費了九貓二狗之暈打開一看，原來是電機的電刷磨短了造成接觸不良，想盡辦法讓電刷緊緊與轉子接觸才解除吸塵器的＂罷工＂。當這位老頑童去車行打探特斯拉電動車時，自然就關心起特斯拉電動機的電刷問題，人家銷售員一句話就立即打消了顧客的顧慮。
＂No, No, Tesla's motor doesn't use any carbon brush!＂（ “不，不，特斯拉的電機不使用任何碳刷”) ，特斯拉銷售員終於遇到了一個＂迷途的羔羊＂，連聲音都提高了幾度。
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下麵讓我們來看看特斯拉電動車背後的技術，簡而言之它是一種極為一體和同步化的行車機製，是未來人工智能馳騁的疆場。如前麵提到的，特斯拉電動車的動力是基於大約100年前偉大科學家尼古拉·特斯拉的一項發明：感應電機，它由定子和轉子兩個主要部分組成，轉子是端環短路的導電體的集合。輸入的三相交流電被提供給定子，在特斯拉電機線圈中產生旋轉磁場（四極磁場），這種旋轉磁場在轉子上感應出電流，使其轉動。感應電動機既沒有電刷也沒有永磁體，同時，它堅固而強大。感應電機的美妙之處在於它的速度取決於交流電源的頻率。所以隻要改變電源的頻率，我們就可以改變驅動輪的速度。這個簡單的事實使電動汽車的速度控製變得簡單而可靠。
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特斯拉的動力來自車載電池，電池的電流經過變頻驅動器到達感應電動機，變頻驅動器也控製電機速度，範圍從零到 18000 rpm。與燃油汽車相比，這是電動汽車最大的優勢。燃油汽車僅在有限的速度範圍內產生可用的扭矩和功率輸出。因此，不可能將發動機旋轉軸直接連接到驅動輪，必須引入變速器來調節驅動輪速度（離合器和變速箱等），而感應電機能在任何速度範圍內高效工作。電動汽車不需要那些摩擦耗能的中間環節，即無需多級變速傳動，而且燃油發動機要先把活塞的線性運動轉換為旋轉運動，這裏又多出了一個發動機曲軸平衡的複雜機械問題，導致其輸出功率的均勻和啟動速度都遠遠不如電動機。燃油發動機有著成千上萬個配件，動力輸出要經過一係列複雜結構。另一方麵，感應電機＂天生＂的直接旋轉運動和均勻的功率輸出則可以＂簡單明了＂直達車輪。由於這些因素，感應電機和所驅動的車輛自然而然地有敏捷的響應和很高的功重比，從而帶來卓越的性能。如上所說，特斯拉的動力來自電池，而電池產生的是直流電，因此在供應給電機之前，它必須轉換為交流電。這時另外一個叫逆變器的組件就開始發揮它至關重要的作用，它還控製交流電源頻率，進而控製電機的角速度和行車線速度。此外，逆變器可以改變交流功率的幅度，從而控製電機功率輸出。因此，逆變器是電動汽車變相的大腦。
現在讓我們來看看特斯拉的電池組。當人們知道它們一組常見的鋰離子電池時常常會大吃一驚，每一個特斯拉電池的大小非常類似日常使用的5號電池（目前新一代電池的單個大小和容量會有所變化）。這些電池以串聯和並聯的方式連接，以產生電動汽車所需的電力。乙二醇作為冷卻劑通過電池間隙中的金屬管道往複循環帶走熱量。使用許多小電池而不是幾個大電池是特斯拉的獨創，從而保證了有效的冷卻，最大限度地減少了電池熱點，實現溫度的均勻分布，從而延長電池壽命。此外，電池組被設計成16個可拆卸的模塊，總共約7000個小電池。吸收了電池熱量的乙二醇通過安裝在車輛前部的散熱器冷卻。此外，沉重的電池模塊被排放在高強度底板上，使特斯拉的整車重心大大降低，從而極大地提高了汽車的穩定性。同時，提供了防側碰撞的結構剛度。
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現在讓我們回到特斯拉的動力傳動係統。電機產生的動力通過變速箱傳遞到驅動輪。特斯拉使用簡單的單速變速器，用它來完成減速和扭矩倍增。電機在各種運行條件下非常高效，電動汽車實現倒檔也相當容易，隻需更改電源的正負順序即可。變速箱中的第二個部件是差速器，車輛轉彎全靠它，將試圖轉向一側的輪子變相減速，以兩個輪子的速度差別完成轉向。另外，當路麵情況變化時，可以把動力分配到摩擦阻力較大的輪子，避免打滑的輪子空轉。電動汽車的差速器是一個簡單的開放式差速器，它會遇到牽引力控製或分配問題。為什麽這麽先進的汽車使用開放式差速器而不是限滑差速器呢？答案是開放式差速器更堅固耐用，可以承載更大的扭矩。依靠軟件和傳感器利用選擇性製動和切斷電源，特斯拉有效地克服了開放式差速器的不足。燃油車的等同做法是切斷燃料，實際上很不靈敏也很難做到，然而，感應電機對電源切斷反應靈敏，能對牽引力實現有效控製。
(Tesla Plaid Drivetrain，特斯拉的傳動機構）（圖片來自網絡）
在傳感器和控製器的幫助下，特斯拉用最先進的算法完成這一切，簡而言之，特斯拉以人工智能、迅速的電傳和軟件取代了複雜的機械硬件係統。比如說，隻需優雅地操縱刹車踏板就可以有效地駕駛電動汽車，這受益於再生製動係統，將動能以電能的形式保存下來並使車子減速，而不會以熱量的形式消散在空中。當您鬆開油門踏板，再生製動就會起作用，這時同一個感應電動機轉換成感應發電機。逆變器在調整輸入電源頻率和再生製動方麵起著至關重要的作用，電動車刹車或製動時在定子線圈中產生遠大於供給的電力，相反的電磁力作用在轉子上，起到刹車的作用，產生的電流經轉換後存儲在電池組中。這樣在驅動過程中可以使用單個油門踏板控製車速，刹車踏板隻用於完全停止。您可能已經知道，電動汽車比內燃機汽車安全有效得多，電動汽車的維護和駕駛成本也遠低於燃油汽車。通過不斷改進可以減少電動汽車的缺點（例如充電時間長），電動汽車正在走向未來。
專利不太懂了，隻好猜一猜，估計感應電機的原理部分不在專利範圍，但特斯拉的電機製造工藝也許受專利保護。特斯拉電池及其整體化應用方式等也應該有專利的，最多的應該在AI和軟件方麵。
這些東東有木有專利？如有，別的電車廠家怎麽辦？
祝賀你！也被EV迷上了，弄一輛開開，會受益匪淺。特斯拉車除電池之外其它部件會很長壽，我的已六年了，沒有觀察到電池衰減，若幹年後，如果電池出了問題，電池也便宜了，換一下電池就又是一輛＂新車＂。謝謝！
是的。說不定外星人有某種未知技術，把＂彎曲＂的重力／＂發散＂的磁力／輻射等，或其他宇宙能量＂賦予＂到特斯拉線圈，在普通時空中用於飛碟。
Just a wild wild idea. 謝謝！ : )