特斯拉電機為什麼可以做的這麼小？
一般電動機幾千瓦就比西瓜還大，特斯拉電機最大功率超200KW卻可以做成西瓜那麼大，的確很神奇。再有特斯拉的變速是齒輪減速加變頻變速嗎？電機的效率多少？調速效率是多少？
影響電機輸出功率的兩個因素，一個是轉速，一個是扭矩。兩者的乘積高了，功率就大了。特斯拉的電機功率大，原因也是一樣。他有超過10000轉的最高轉速和600NM的扭矩，當然他的恆扭矩區在0～5500rpm,以上是恆功率區，轉速提高扭矩同比例下降。所以問題又變成怎麼在那麼小的體積下實現10000轉的高轉速和怎麼提供600NM的大扭矩？機械上實現10000轉是容易的，做好動平衡，用高轉速的軸承。
電路上面呢？需要轉子通過高頻高壓的大電流，什麼概念？大約是500Hz、350V，1000A，我說的是大致的範圍。
帶來的問題：耐壓相對好解決（其實也有點難的），大電流需要很粗的導電截面，高頻率會有很強的趨膚效應這是矛盾。特斯拉怎麼解決：多股線，儘可能短的線圈端部，還有是高溫高頻的承受力，相應的線圈、定子的散熱，妙招是一體化的變頻器和非同步電機。變頻器一體化後，EMC的問題容易解決了。非同步電機是容易做到平穩驅動，可以高效的驅動到很高速，這是相對永磁同步電機的明顯優勢。因為電機有一個額定工作轉速，高於此轉速需要超電壓或者是弱磁驅動，非同步電機弱磁很容易，只要減小相應的勵磁電流就可以了。永磁同步也可以弱磁，需要增加一個相應的去勵磁的電流。總的電流的承受能力有限，所以非同步的優勢就明顯。扭矩怎麼辦：增加磁場，提高磁場的有效利用率。怎麼增加：定子、轉子的深槽型，增加導磁截面，還有轉子磁場的一致性，減小端部的損失（他們有一個專利描述）。銅轉子？更多的還是通過增加導磁截面來提高轉矩。只是通過降低轉子導體電阻，最大扭矩沒有增加。然後還有一個因素：一體控制器和電機設計，電機可以以最大扭矩運行，我們通常的非同步電機的額定扭矩只有最大扭矩的50%不到。綜合：轉速上提高了4倍，扭矩上提高了4倍，總體上就驚人了。由此：我們要跟上還是有可能的。
特斯拉用的交流感應電機，在所有電機種類中，屬於輸出重量比比較高的了。特斯拉將電機和電機控制器組合在一起，中間放減速齒輪。不過這並不是什麼新技術，全球有很多高性能電機企業，比如德國amk,英國yasa，sevcon,甚至一些汽車的引擎啟動電機，都有差不多的功率。只是他們不是電動車公司，他們是電機公司。如果樓主有興趣可以看看yasa的主頁，裡面有一輛賽車的計劃。而amk電機被運用在荷蘭delft理工大學車隊的賽車上，百公里加速2.1秒左右。這些都是新一代交流電機的代表。而電機的性能，主要是定轉子的銅線纏繞方式，現在各種計算機輔助設計，對比如電機里電磁場的計算，熱力學計算都比以前科學很多，還有一個就是電機里材料的變化，也可以提高電機輸出。這樣的電機世界上很多，但是放在一個叫特斯拉的車上就不一樣了
有幸參與了特斯拉動力總成的拆卸，對於電機的更直接的東西可以從圖片上分辨出來。
先上些圖片吧。多圖預警！！！！！！！1、總成
4、電機定子繞組
一般來乘用車的最大功率30-60KW已經很足夠了；自己改過的伊蘭特使用的非同步電機額定功率22KW，峰值功率60KW，而且還是低轉速水冷電機。 當然我們可以從電的角度去想問題,在功率一定的情況下，電壓固定時，功率由電流來決定。那麼電流的大小又決定了電機繞組線圈的截面積。想要去降低電機體積，明顯的需要降低線徑，因為電機的線圈存在"槽慢率"的問題（豐田的一些電機直接使用銅條來代替漆包線）所以電機線越細，電機最後的體積越小。
【2】採用內部油冷散熱系統
請不要忽視電機散熱水道對電機體積的影響。這種設計我覺得日本人設計的特別好，我看過雷克薩斯和普銳斯的動力總成，他們的熱量交換設計給小型化帶來了很大的空間。在目前來看大多數電機還是屬於水冷，而水冷得效率相對於油冷來說是需要更大體積的，因為水路太佔用體積了。我覺得以後的控制器和電機一體化是一個特別快速發展的方向，而且大家體積越來越小，薄膜電容和集成模塊的使用使得控制器及電機體積極大利用， 再者越老越多的導熱良好材料使用也會將控制器及電機的設計往更小的方向引導。電控、電機的結合往後也會和現在發動機總成一樣變得很成熟，而且價格也會越來越低。
【3】電機採用銅轉子
我自己不是電機方面專業，對電機了解不多。因為特斯拉採用了交流非同步電機，從我的理解上來看，電機就是把電能轉換成動能的裝置，期間有一個轉換效率的問題，損失的效率都變成熱量了。電機繞組產生的磁場要變成旋轉磁場作用於轉子，轉子獲取磁場大小也就會表現在電機的扭矩和功率上。採用銅轉子必然是提高磁場傳播的效率，減小熱損。而且因為轉子也在油里泡著，它的散熱條件相對好很多，這也是電機降體積的一種好的思路。【4】電機電控減速箱集成化這一點不用多說，大家可以理解。謝邀。
首先對於題主的問題想諮詢下：
上文為Tesla網站截圖，減速箱減速比是9.73:1的固定減速比。減速是通過變頻變速。
電機的效率暫時不得而知，調速效率暫時不得而知。樓組猜測正確，特斯拉齒輪箱減速並差速，但並不變速，其效率估計至少應該在97%以上，因為結構簡單，只有兩組平行軸斜齒輪。
據這篇文章（Wells to wheels: electric car efficiency）估計的各種效率如下：
電機與齒輪傳動箱：85-95%逆變器：95%電池充放電：85-90%家用交流充電器：95%
如其他幾位所說，特斯拉的感應交流電機並沒有明顯優於世界先進水平。但是他們的確有一個專利使其電機以較低的製造成本達到了較高的運行效率。這構成了特斯拉所取得成績的部分原因。
本人非電機專業，以下內容只是出於搜集愛好，歡迎批評指教。
特斯拉聯合創始人Martin Eberhard曾在2006年聲稱其電機技術有一個「秘密」尚不能公開(Motor City | Tesla Motors)。但現在該專利已經可以被查閱到(Patent US20130069476)，背景介紹如下。
感應交流電機的鼠籠式轉子的導電介質普遍有兩種，鋁和銅。前者熔點較低，液態流動性較好，比較容易鑄造成形，無需額外工序將端部聯結。但鋁的導電係數不如銅高，其運行效率比銅要低幾個百分點。所以對效率要求較高的交流感應電機會用銅做轉子導電介質。但銅的熔點高，流動性差，強行鑄造會出現大量氣孔，如下：
除了鑄銅，還可以使用銅條插入由迭層盤組成的轉子鐵芯，並用焊接方式聯結銅條端部以形成閉合的鼠籠。
但這個銅焊的過程通常成本較高。銅條末端與短路聯結環的接觸面積決定著整個鼠籠轉子的導電性能，即運行效率，短路聯結環的自身強度與焊接點強度決定著電機的可靠性。
下面說說特斯拉的專利(Patent US20130069476)。
特斯拉感應電機採用銅介質，創新在於銅條末端的聯結方式上。下圖來自於專利聲明。Fig10 中，料號400是同類電機都有的銅條末端，料號600反映了該設計的意圖，其為規則的長方體銅片，可以被插入到兩相鄰銅條之間，其垂直紙面長度約為銅條末端伸出鐵芯的長度，即圖3中銅條可見的長度。之後再用一個禁錮環（料號107）禁錮於所有插入銅片所構成的外徑，以確保整個設計的結構強度。該設計不涉及複雜零件或複雜裝配步驟，強度可靠，銅條與銅片間接觸面積很大，增高了導電性能。
本人從事電動汽車非同步電機驅動工作有些年頭了，看了不少回答，忍不住嘮叨幾句。
特斯拉所採用的非同步電機，功率密度的確超乎了我的想像，國內大多數廠家這種尺寸也就只能做到30-50kw。特斯拉電機功率密度的大幅提高，不僅是在製造工藝還有材料，冷卻等方面下了不少功夫；且能做到低成本批量化生產，有不少值得我們學習的地方。無知者無畏，多學習……電機技術是成熟的，但是如何合理的對電路，材料，散熱，傳動等系統的布置和分配將是最難攻克的問題。同時還有一個很過硬的要求：工藝的精確程度。
題主可能是還沒有了解過更小更好的吧。
下圖全部是用於FSAE賽車（大學生方程式）里的AMK電機。全部是四輪輪邊電機的賽車。圖一是電機大小的概念。圖二、圖三：2016荷蘭代爾夫特理工大學賽車，輪邊構造和整車布置。其中輪輞直徑是八英寸。圖四：德國斯圖加特大學電動賽車，輪邊。另外，蘇黎世理工也是類似的設計。電車的綜合功率可以超過100kw。
沒有齒輪變速，只有變頻調速。特斯拉純銅轉子電機是特斯拉公司自己研製、由台灣富田電機廠代工生產。至於體積為什麼那麼小，功率密度那麼高，那隻能說特斯拉技術NB，這個不佩服不行。其他電機參數實在不知，除非買了拆開自己測了。
模型的無刷電機可是能做到9.09Kw/KG
西門子電動車電機笑而不語，這年頭，不管你在這個行業打拚幾百年。遇到個毛頭小子搞搞互聯網營銷，喊兩句互聯網思維什麼的就會比別人牛逼比別人高大上，比別人技術超前三十年……
電機本身的話技術含量應該有點高（其實也不高，世界上有很多優秀的電機設計製造公司），但是電機本身不是高科技。最重要的是控制。特斯拉用直流逆變成交流，電機控制及其重要。舉個例子，中國高鐵電機一大部分是山西永濟電機廠製造的（電機很容易仿造，打開一看，再測繪一下，做些材料分析，就OK了），但是控制技術掌握在外國公司手中，南北車甚至和國外公司形成合資公司，但是國外公司的軟體是加密的，每次調試，只能人家弄，中國人乾瞪眼。不知道現在中國人突破了沒有。最後一句話就是電力電子和軟體的結合。也就是電氣工程專業電機拖動這門課講的東西。但是要達到特斯拉這種技術級別，理論研究是一方面，我懷疑更重要的是特斯拉做了大量的基礎實驗。各種參數，控制軟體優化等等，這些應該才是最寶貴的吧！
看到這麼多大神都覺得特斯拉電機其實沒啥技術，我想知道的是，為什麼全世界就特斯拉的電動車百公里加速進入3秒？特斯拉最差的60也有6.2秒的加速，而全世界其它品牌量產電動車加速能力最強的也達不到model s 60的程度。而model s 最高速度能達到250KM/H,BYD一直吹噓它的唐加速如何如何牛B，結果靠發動機電機同時工作，最高車速也才190.這就是你們大神眼裡的容易，簡單？ 我提幾點：1，正如提主問的，為什麼做的這麼小功率卻那麼大，我看到有個人回答很可笑，說高鐵上的電機其實也很小，甚至高鐵的電機技術已經超過特斯拉了。我只想說，呵呵，高鐵電機到底多大到是說啊，別用小這個字來形容；2，汽車從0-250km/h電機要這麼大的轉速範圍正常工作，不是一般的設計能做到的
電機做到這個功率密度級別的，已經很常見了，特斯拉用的還是交流非同步機，換成永磁同步的，更小。。。
哎呀，我發現黃修源關注這個題目了，你們謹慎點答題啊，不要搞出大新聞啊！
搞得不好中國就要開始自己做電機了！如此平凡的一個電機，也值得你們大驚小怪，可見中國人的技術知識有多麼缺乏。
電機做的小，沒有什麼特殊奧秘，轉速高，渦流損耗小，散熱高。
很多高頻電機的體積比特斯拉電機小得多。
特斯拉電機只是很普通的一種，畢竟是低端廉價電機，只是電動車的驅動電機而已。
這樣的電機，即使以中國的一些不知名電機企業看來，也是很平庸的技術。稍微好點的國產電機，輸出比都高於特斯拉。
2212那麼小的無刷電機都能爆出兩三百瓦
謝邀！為啥要邀請我呢？做的輸出比很大的電機有的是啊，特斯拉算是優秀的代表，但還談不上是最好的。我國高鐵上的電機也不大，那個驅動能力是特斯拉的數倍，所以你這問題不知如何回答為好？動力電機最關鍵的指標是低速扭矩，這點上特斯拉是通過變速箱實現的，並不是直接驅動，未來的電機方向是輪轂電機。大多電動汽車上的電機體積都不大，只要合理運用變速齒輪很多交流感應電機都能用在電動車上。
Tesla 從奧迪挖去的副總說Tesla的技術領先其他廠家七年： Tesla』s new VP of Vehicle Production is impressed: 『they are about seven years beyond everything I』ve seen before』 看看它的電機製造自動化程度吧：
Tesla 電機自動製造過程 - 特斯拉愛好者
推薦閱讀：
※特斯拉電動汽車為什麼不用大單體電池？
※如何看待特斯拉高低配電池相同，低配通過程序限制使用電量的行為？
※為什麼國產提倡了這麼久的新能源汽車市場如此難堪，折騰了幾年也沒有能起領導作用的國產新能源車企？
※為什麼在國外的社交媒體上, 對Elon Musk的評價基本都是正面的，而在知乎，對他的評價卻褒貶不一？
TAG:特斯拉汽車TeslaMotors | 電機拖動 |