拆析特斯拉Model3内部

Release time：2022-11-18
author：Ameya360
source：网络
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　　今天Ameya360电子元器件采购网将为大家进行分析关于最近处于“风口浪尖”上的马斯克名下小公司——特斯拉汽车，旗下热门款汽车Model  3。

拆析特斯拉Model3内部

　　特斯拉Model  3底盘

　　▲Tesla Model  3双电机四驱版本

　　双电机全时四轮驱动版Model  3的续航里程为310英里（498公里），0-60英里（0-96.5公里）/小时加速时间为4.5秒，最高时速为140英里（225公里）/小时

　　▲Tesla Model  3单电机后驱版本

　　后轮驱动版的官方0-60英里（0-96.5公里）/小时加速时间为5.1秒。Model  3双电机四驱版的最高时速和里程与Model  3单电机版相同。

　　特斯拉Model  3电驱

　　Model  3车型已改用永磁同步交流(PMAC)电机，Tesla在其EPA认证文件中披露了电机类型：驱动电机 — 交流3相PM电机，192Kw，258hp。基本型号的电机与长行驶里程型号的电机可能大小不同。

　　▲Tesla Model  3悬架和驱动系统

　　特斯拉Model  3选择永磁电机，是为了提升车辆的性能及能效，以便更好地解决成本最小化等难题，还有助于提升其性能和续航里程数。

　　▲Tesla Model  3电驱系统，整个动力总成系统非常紧凑

　　动力系统垂直集成显著提升：除了松下电池，整个EV驱动系统在特斯拉内部完成。

　　为什么 Model  S用异步电机而3用永磁电机？

　　因为这两台车定位不一样，Model  S要追求世界第一的加速能力，主要是跟真土豪玩的，所以电机功率密度要大，用便宜耐操的异步自励磁电机最好了。这种电机低载荷的时候，由于自己还要提供励磁，所以效率会低些。

　　Model 3是给预算低一点（想装逼，但预算又差点）家庭用车，很多人甚至是唯一台车，真正的家用会多些，所以要提升后排头部空间（S不行），改用永磁电机，降低市区能耗。

　　按照3目前透露的指标，温柔点开，3开到10度/百公里以下的能耗是完全可以做到的，也就是说，入门款可以挑战500公里的续航

　　Model 3仍然采用三合一的动力总成结构、单速比减速箱。相比于前一代产品，驱动系统效率提高了6个百分点达到了89%。这是相当大的进步了。

　　▲ACTUAL-Rotor-close-up-with-laminates

　　▲Tesla-Model -3-teardown

　　▲A part from the motor

　　效率的提升主要归功于电机的升级，令人吃惊的是定转子好像都不像是开关磁阻电机的样子。转子采用了永磁同步电机常用的V字斜极结构。

　　▲Parts from the motor

　　▲Tesla-Model -3-teardown

　　电机、减速器油冷，控制器水冷。不带P档

　　▲Tesla-Model -3-Motor-Gearbox

　　▲Tesla Shows Off Model  3 Drive Gears After Million-Mile Testing

　　▲Tesla Model  3 gears after over 1 million miles – still in good condition

　　▲Model  3RangeCurves

　　特斯拉Model  3电控

　　▲Tesla Model  3逆变器电路板

　　Tesla已经把碳化硅MOSFET用到了其主驱动控制器上面。 特斯拉在Model  S和Model  3之间进行了技术跨代的设计和技术跃迁。

　　▲Tesla-Model -3-teardown

　　特斯拉是第一家在其Model  3中集成全SiC功率模块的车企，工程设计部门直接与意法半导体的合作，特斯拉逆变器由24个1-in-1功率模块组成，这些模块组装在针翅式散热器上。

　　▲Tesla-3-Electronics-Onboard-Charging

　　▲Tesla-3-Electronics-Pyrotechnic-Disconnect

　　意法半导体SiC功率模块包含两个采用创新的芯片贴装解决方案的碳化硅MOSFET，并通过铜基板实现散热。碳化硅MOSFET采用意法半导体最新的技术进行设计和制造，可降低传导损耗和开关损耗。

　　Model  3的逆变器功率达到300kW，逆变器的作用是为电动车增加动力，在如此强劲的动力系统下，Model  3的0到60英里加速度将不逊色于Model  S。

　　为了有效的做好连接，Model 3使用了大量的激光焊接的工艺，来把MOSFET与铜母线相连。

　　特斯拉Model  3电池

　　▲Tesla Model  3电池包在整车的布置

　　长行驶里程Model  3的电池组电压为350V，容量为230Ah，所以达到80.5kWh。基本型号(50 kWh)提供220英里行驶里程。

　　▲Tesla Model  3电池包

　　▲Tesla-3-Battery-0-Entire-Pack

　　▲Tesla Model  3电池包构成

　　Model  3 的电池组由四个比例不同的模组构成。其中两个模组由 25 个电池单元构成，另外两个模组由 23 个电池单元构成。每个电池单元有 46 个 21700 电芯，Model  3 总共有 4416 颗 2170 电芯。电池管理和充电控制和DCDC、车载充电机、PDU都被集成进一个单一单元。

　　▲Tesla Model  3电池包内部结构

　　电池组的外壳中直接集成了大量电子元件，缩小体积的同时，减轻了重量。

　　▲battery-pack-controller-module-diagram

　　Model  3并没有采用与Model  s相同的18650型电池，反而用上了更好、更先进的21700电池。

　　Tesla-3-Battery-4-Copper-Ribbons

　　特斯拉推出21700型电池一是为了引领技术方向，二是迫于成本压力。

　　在电动汽车的电池领域，一直保持着圆柱形锂电池、软包电池和方形锂电池三分天下的局面，特斯拉的18650型电池和21700型电池就属于圆柱形锂电池，它是商业化最早，生产自动化程度最高，当前成本最低的一种动力电池。


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电子元器件常见的损伤形式有哪些？
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电子元器件常见的损伤形式有哪些？

　　电子元器件作为现代电子设备的核心组件，在使用过程中可能因各种原因出现损伤，影响设备的正常运行。以下是电子元器件常见的损伤形式及其原因分析：　　1. 电气过应力(EOS)损伤　　电气过应力是指元器件承受超出设计范围的电压、电流或功率，导致损坏或失效。常见的EOS损伤包括：　　过电压击穿：电压超出元件的耐压极限，导致绝缘体被击穿。　　过电流烧毁：电流超出元件的负荷能力，引起元件过热或烧坏。　　雷击或电磁干扰：外部环境中的雷击或电磁干扰可能通过线缆感应进入设备，造成EOS损坏。　　2. 静电放电(ESD)损伤　　静电放电是由于静电积累导致的瞬间高电压放电，可能对敏感元件造成以下损伤：　　突发性失效：元器件的电气参数突发劣化，完全失去功能。　　潜在性缓慢失效：元件性能逐渐下降，寿命缩短。　　3. 热失效　　热失效是由于元器件承受的热应力超过其承受能力，导致功能下降或损坏：　　过热烧毁：元器件因散热不良或长时间高负荷工作而过热。　　热疲劳：长期的温度波动导致材料疲劳，引发连接器松动或线路板变形。　　4. 机械损伤　　机械损伤由外力作用引起，包括：　　冲击与跌落损伤：焊点断裂、封装开裂或内部结构位移。　　振动疲劳损伤：长期振动导致材料疲劳，连接器松动。　　挤压与摩擦损伤：不当安装或外力压迫造成表面划痕或引脚变形。　　5. 环境应力失效　　环境应力失效是由于外界环境因素的影响，导致元器件性能下降或损坏：　　潮湿与氧化：湿度导致电介质老化或金属引线氧化。　　腐蚀：化学腐蚀或电化学腐蚀影响元器件的可靠性。　　6. 老化与耐久性失效　　长期使用过程中，元器件性能逐渐下降，最终失效：　　电参数漂移：电阻值或电容值逐渐偏离设计值。　　材料老化：电介质老化或金属化层退化。　　7. 设计与制造缺陷　　元器件在设计或制造过程中存在的缺陷可能导致失效：　　材料缺陷：如金属化层划伤或芯片键合问题。　　工艺问题：如压焊丝键合不良或封装问题。　　电子元器件的损伤形式多种多样，包括电气过应力、静电放电、热失效、机械损伤、环境应力失效、老化失效以及设计与制造缺陷等。了解这些损伤形式及其原因，有助于采取有效的防护措施，提高元器件的可靠性和使用寿命。
2025-04-17 16:54 reading：375
工程师一定要知道的电子元器件分类
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工程师一定要知道的电子元器件分类

　　       一、电子元器件分类有哪些?　　电子元器件可以按照不同的分类标准进行分类，以下是一些常见的分类方式：　　01按照功能分类：　　主动元件：如晶体管、集成电路等，能够放大、开关、控制电流或电压的元件。　　被动元件：如电阻、电容、电感等，不能放大或控制电流或电压，主要用于限制、储存或传输电能的元件。　　02按照材料分类：　　半导体元件：如二极管、晶体管、集成电路等，利用半导体材料的特性来控制电流或电压。　　电子真空管：如电子管、光电管等，利用真空中的电子流来控制电流或电压。　　电阻器：如固定电阻器、可变电阻器等，利用电阻材料的特性来限制电流或电压。　　电容器：如电解电容器、陶瓷电容器等，利用电介质的特性来储存和释放电能。　　电感器：如线圈、变压器等，利用电磁感应的原理来储存和传输电能。　　03按照封装形式分类：　　芯片封装：如SMD封装、BGA封装等，将电子元件制作成芯片形式，便于集成和焊接。　　插件封装：如DIP封装、TO封装等，通过引脚插入插座或焊接到电路板上。　　焊盘封装：如QFN封装、LGA封装等，通过焊盘与电路板焊接连接。　　04按照工作频率分类：　　低频元件：适用于低频电路，如电源电路、音频电路等。　　高频元件：适用于高频电路，如射频电路、通信电路等。　　这只是一些常见的分类方式，实际上电子元器件的分类还有很多，不同的分类方式可以根据不同的需求和应用来选择合适的元器件。　　二、常用电子元器件　　01电阻　　“电阻是所有电子电路中使用最多的元件。”作为电子行业的工作者，电阻是无人不知无人不晓的，重要性毋庸置疑。　　电阻，因为物质对电流产生的阻碍作用，所以称其该作用下的电阻物质。电阻将会导致电子流通量的变化，电阻越小，电子流通量越大，反之亦然。没有电阻或电阻很小的物质称其为电导体，简称导体。不能形成电流传输的物质称为电绝缘体，简称绝缘体。　　在物理学中，用电阻(Resistance)来表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。不同的导体，电阻一般不同，电阻是导体本身的一种特性。电阻元件是对电流呈现阻碍作用的耗能元件。　　电阻符号：电阻在电路中用“R”加数字表示，如：R1表示编号为1的电阻。电阻在电路中的主要作用为分流、限流、分压、偏置等。　　02电容　　电容(或电容量， Capacitance)指的是在给定电位差下的电荷储藏量;记为C，国际单位是法拉(F)。　　一般来说，电荷在电场中会受力而移动，当导体之间有了介质，则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在导体上;造成电荷的累积储存，最常见的例子就是两片平行金属板，也是电容器的俗称。　　03电感　　电感：当线圈通过电流后，在线圈中形成磁场感应，感应磁场又会产生感应电流来抵制通过线圈中的电流。我们把这种电流与线圈的相互作用关系称其为电的感抗，也就是电感，单位是“亨利”(H)。也可利用此性质制成电感元件。　　电感在电路中常用“L”加数字表示，如：L6表示编号为6的电感。电感线圈是将绝缘的导线在绝缘的骨架上绕一定的圈数制成。直流可通过线圈，直流电阻就是导线本身的电阻，压降很小;当交流信号通过线圈时，线圈两端将会产生自感电动势，自感电动势的方向与外加电压的方向相反，阻碍交流的通过，所以电感的特性是通直流阻交流，频率越高，线圈阻抗越大。电感在电路中可与电容组成振荡电路。电感一般有直标法和色标法，色标法与电阻类似。如：棕、黑、金、金表示1uH(误差5%)的电感。　　电感的基本单位为：亨(H)换算单位有：1H=103mH=106uH。　　04晶体二极管　　晶体二极管(crystaldiode)固态电子器件中的半导体两端器件。这些器件主要的特征是具有非线性的电流-电压特性。　　此后随着半导体材料和工艺技术的发展，利用不同的半导体材料、掺杂分布、几何结构，研制出结构种类繁多、功能用途各异的多种晶体二极管。制造材料有锗、硅及化合物半导体。晶体二极管可用来产生、控制、接收、变换、放大信号和进行能量转换等。　　晶体二极管符号：晶体二极管在电路中常用“D”加数字表示，如：D5表示编号为5的二极管。　　05晶体三极管　　晶体三极管是一种控制电流的半导体器件，能把电流放大。其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号，也用作无触点开关，来控制各种电子电路。　　三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把正块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种。　　晶体三极管符号：晶体三极管在电路中常用“Q”加数字表示，如：Q17表示编号为17的三极管。
2025-04-16 17:50 reading：451
一文了解各种电子元器件损坏后的现象
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一文了解各种电子元器件损坏后的现象

　　电子元件也有寿命，电子元件的寿命除了与它本身的结构、性质有关，也和它的使用环境和在电路中所起作用密切相关。　　冬天快到来时，突来一股寒流，一部分人体格较差，受不了环境的冷热变化，发烧感冒了，但身体强壮的人抵抗能力强，没有生病。这说明生病和自身体质有关。　　在电路中也有身体强弱之分，电子元器件抵抗能力排行榜如下：　　电阻、电感，电容、半导体器件(包括二极管、三极管、场管、集成电路)，也就是说，在同样的工作条件下，半导体器件损坏机率最大。　　所以我们查找故障元件时要优先检查二极管、三极管、场管、集成电路等。一般半导体器件损坏时以击穿为多见，万用表二极管蜂鸣档测这些器件的任意两脚最低也应有一个PN结的阻值500左右，若是蜂鸣八成是坏了，可拆下再测以确认。　　在电路中，工作在高电压、大电流、大功率状态下的元件无疑承受的压力也大，损坏的可能性大，同时也是电路的关键元件、功能性元件。　　凡在大电流的地方发热就大(焦耳楞次定律——热量与电流的平方成正比)，所以凡是加有散热片的元件都是易损件。大功率的电阻也是易损件。大功率的电阻怎么能看出来?和它的阻值无关，只和它的体积有关，体积越大，功率越大。在电路中，保险丝、保险电阻是最不保险的元件。首先因为它的熔点低，容易断，又因为它是保别人的险，冲到第一线，当警卫员，所以坏时先坏。　　元件损坏的方式，有过压损坏、过流损坏，当然还有机械损坏。过压损坏如雷击，击穿桥式整流管。过流损坏如显示器行管热击穿。　　过压损坏的元件外观看不出明显的变化，只是参数全变了。过流损坏的元件表面温度很高，有裂纹、变色、小坑等明显变化。严重时元件周围的线路板变黄、变黑。　　常用电子元器件在外表看上去无异常时可以用数字万用表做一些简单的测试。　　电阻　　这个很简单，测试阻值对不对。　　二极管　　用数字万用表测试PN结的压降，可与同型号的完好的二极管做对比。　　三极管　　不管是N管还是P管可以用数字万用表测量测试两个PN结是否正常。　　场效应管　　测试场效应管的体内二极管的PN结是否正常，测试GD、GS是否有短路。　　电容　　无极性电容，击穿短路或脱焊，漏电严重或电阻效应。　　电解电容的实效特性是：击穿短路，漏电增大，容量变小或断路。　　电感　　实效特性为：断线，脱焊。　　芯片　　集成电路内部结构复杂，功能很多，任何一部分损坏都无法正常工作。集成电路的损坏也有两种：彻底损坏、热稳定性不良。彻底损坏时，可将其拆下，与正常同型号集成电路对比测其每一引脚对地的正、反向电阻，总能找到其中一只或几只引脚阻值异常。对热稳定性差的，可以在设备工作时，用无水酒精冷却被怀疑的集成电路，如果故障发生时间推迟或不再发生故障，即可判定。通常只能更换新集成电路来排除。　　无论是自然损耗所出现的故障，还是人为损坏所出现的故障，一般可归结为电路接点开路，电子元器件损坏和软件故障三种故障。接点开路，如果是导线的折断，拨插件的断开，接触不良等，检修起来一般比较容易。而电子元器件的损坏(除明显的烧坏，发热外)，一般很难凭观察员发现。在许多情况下，必须借助仪器才能检测判断，因此对于技术人员来说，首先必需了解各种器件实效的特点，这对于检修电路故障，提高检修效率是极为重要的。
2025-04-14 17:55 reading：474
机构：电子元器件行业下半年全面复苏！
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机构：电子元器件行业下半年全面复苏！

　　随着电子产品销售增加、库存稳定和产能增加，全球半导体制造业今年第一季出现改善迹象，今年下半年预计将成长强劲。　　近日，知名半导体行业研究机构国际半导体产业协会(SEMI)发布最新报告指出，有多项指标显示全球半导体制造业景气好转，包括电子产品销售升温、库存回稳、晶圆厂已装机产能提高等，加上AI边缘运算需求提升，预估全球半导体产业下半年有望全面复苏。　　SEMI给出的数据指标如下：　　电子产品销售额方面，2024年第一季度较去年同期增加1%、2024年第二季将同比增长5%;　　芯片销售额上，2024年第一季度同比提升22%、第二季在高效能运算(HPC)芯片出货量攀升和内存订价继续往上等助力推波助澜下，可望大涨21%。　　芯片库存方面，大家的库存水平到2024年第一季度已趋于稳定，第二季也将持续有所改善。　　晶圆厂产能上，已安装总产能成长幅度不断推升，季产超过4,000 万片晶圆(约当12吋晶圆)，2024年第一季成长1.2%，第二季也有1.4%的成长。其中，中国大陆持续稳坐全球产能成长最高地区，然而晶圆厂稼动率，特别是成熟节点仍令人担忧，2024年上半年未见恢复迹象。　　半导体资本支出与晶圆厂稼动率走向一致，较趋保守，并延续2023年第四季较年减17%的跌势，2024年第一季下滑11%，要到第二季才会出现0.7% 些微反弹成长。 内存相关资本支出则相对走强，较非存储器部门略高，成长幅度可达8%。　　TechInsights市场分析总监Boris Metodiev则指出：“今年上半年半导体需求好坏参半，生成式AI需求激增，带动内存和数字芯片市场反弹，与此同时，模拟、离散和光电则因消费市场复苏缓慢，以及汽车和工业市场需求下降而稍加拉回修正。”　　同时，Metodiev也预测AI边缘运算将持续扩展、提振消费者需求，全球半导体产业今年下半年可望全面复苏。同时，汽车和工业市场在利率持续下降(推升消费者购买力)和库存减少带动下，今年后半也将恢复成长。　　另外，摩根大通(近日在名为《2024年第1季半导体产业监控》(SMM)研究报告中指出，晶圆代工厂的库存去化将于今年下半年结束，产业景气度将在2025年普遍复苏，甚至会在2025 年更加强劲。　　根据其分析，今年第一季景气落底，加上AI需求持续增加、非AI需求逐渐回升。更重要的是急单开始出现，包括大尺寸面板驱动IC(LDDIC)、电源管理IC(PMIC)、WiFi 5和WiFi 6芯片等，都清楚地显示晶圆代工产业已经摆脱谷底，正在走向复苏。　　值得注意的是，该报告表示，中国大陆晶圆代工厂产能利用率恢复速度较快，因无厂半导体公司较早开始调整库存，经过前六季积极去库存后，库存正逐渐正常化。
2024-05-20 15:19 reading：805
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