¿Por qué un coche Tesla utiliza un motor de CA en lugar de uno de CC?

Question

Estaba viendo un vídeo de Mega Factory y me preguntaba por qué utilizan un motor de corriente alterna que requiere un inversor de potencia en lugar de corriente continua que puede ser alimentado directamente de su batería de corriente continua. Introducir un inversor significa más coste (peso, controlador, etc).

¿Hay alguna razón para ello? ¿Cuáles son las diferencias entre un motor de CA y uno de CC que pueden haber llevado a esta decisión? Además, ¿alguien sabe qué tipo de motor se utiliza en otros coches eléctricos?

Answer 1

K-means sólo es aleatorio en sus centros de partida. Una vez que se determinan los centros candidatos iniciales, es determinista después de ese punto. Dependiendo de su implementación de kmeans los centros pueden ser elegidos igual cada vez, similar cada vez, o completamente al azar cada vez. Con las implementaciones de MATLAB/R, la elección es aleatoria pero el resultado que se obtiene es la mejor ejecución de entre unos 50 conjuntos de opciones para los centros iniciales. Tenga en cuenta que con la función stats::kmeans de R, el valor predeterminado es ejecutar sólo un conjunto de centros iniciales (es decir, nstart = 1). Dependiendo de sus datos, el aumento de este valor puede estabilizar las asignaciones de clústeres a través de las ejecuciones y hacerlo es generalmente se recomienda .

Para responder a tu primera pregunta, depende realmente del tipo de datos que tengas. Si están bien divididos en conglomerados de forma esférica, normalmente se obtendrán conglomerados muy similares. Si no es así, es posible que obtenga clusters bastante aleatorios cada vez.

No existe una medida general para la "probabilidad" de estar en el mismo clúster, pero si necesitas una puedes idear una basada en la similitud/distancia de cualquier instancia con las demás en comparación con su similitud/distancia con otros puntos. O tal vez se podría ejecutar primero un algoritmo de enlace (simple o completo) y luego ponderar su "probabilidad" de estar en el mismo clúster por sus distancias al ancestro común más bajo. O hay muchas otras formas de hacerlo, dependiendo de cómo sean sus datos y de cuál sea la aplicación.

Answer 2

...y ahora por qué Tesla utiliza motores de inducción

Las otras respuestas son excelentes y llegan a las razones técnicas. Después de haber seguido a Tesla y al mercado de los vehículos eléctricos en general durante muchos años, me gustaría responder a su pregunta de por qué Tesla utiliza motores de inducción.

Antecedentes

Elon Musk (cofundador de Tesla) proviene del pensamiento de Silicon Valley (SV), donde "moverse rápido y romper cosas" es el mantra. Cuando se deshizo de PayPal por varios cientos de millones, decidió abordar la exploración espacial y los vehículos eléctricos. En la tierra de SV, el tiempo y la velocidad para hacer las cosas lo son todo, así que se puso a buscar algo que le sirviera de punto de partida para arrancar.

JB Straubel era un ingeniero afín (tanto al espacio como al vehículo eléctrico) que se puso en contacto con Musk poco después de que éste hiciera público su interés por el espacio y el vehículo eléctrico.

Durante su primer almuerzo, Straubel mencionó una empresa llamada Propulsión de CA que había desarrollado un prototipo de coche deportivo eléctrico utilizando un chasis de kit car. Ya en su segunda generación, había cambiado recientemente al uso de baterías de iones de litio, tenía una autonomía de 250 millas, ofrecía mucho par motor, podía ir de 0 a 100 en menos de 4 segundos, pero, lo que es más importante para esta discusión, usaba lo has adivinado Propulsión de CA (motor de inducción).

Musk visitó AC Propulsion y salió muy impresionado. Intentó durante unos meses convencer a AC Propulsion de que comercializara el vehículo eléctrico, pero en ese momento no tenían interés en hacerlo.

Tom Gage, presidente de AC Propulsion, sugirió que Musk uniera fuerzas con otro pretendiente formado por Martin Eberhard, Marc Tarpenning e Ian Wright. Acordaron fusionar sus esfuerzos, y Musk se convirtió en presidente y jefe general de diseño de productos, Eberhard en consejero delegado y Straubel en director técnico de la nueva empresa, a la que llamaron "Tesla Motors".

La respuesta

Así que ahí lo tienes, Tesla utiliza la inducción sobre todo porque el primer prototipo viable que vio Musk la utilizaba. La inercia (sin juego de palabras... vale, un poco) explica el resto ("Si no está roto...").

Ahora bien, en cuanto a por qué AC Propulsion lo utilizó en su prototipo Tzero, vea las otras respuestas... ;-)

Si quieres la historia completa ir aquí o aquí .

Answer 3

Es difícil decir cuáles fueron las razones exactas de los ingenieros sin estar en el equipo de diseño, pero he aquí algunas ideas:

1. Ambos motores requieren accionamientos similares. Los motores de corriente continua con escobillas pueden funcionar directamente con una batería, pero el tipo de motor que está buscando en un vehículo eléctrico es un motor de corriente continua sin escobillas. Los accionamientos para un motor de inducción y un motor de CC sin escobillas son muy similares. El control de un motor de inducción es probablemente más complejo en general.

2. Los motores de corriente continua sin escobillas tienen imanes en el rotor. Esto es más costoso que un rotor de inducción con cobre. Además, el mercado de imanes es muy volátil. Por otro lado, un motor de inducción tendrá mucho más calor producido en el rotor debido a las pérdidas de I²R y las pérdidas del núcleo.

3. El par de arranque de los motores sin escobillas suele ser mayor que el de los motores de inducción.

4. La eficiencia máxima de los motores sin escobillas suele ser mayor que la de los motores de inducción, pero creo haber leído en alguna parte que Tesla obtiene una eficiencia media mayor con su motor de inducción que con uno sin escobillas. Por desgracia, no recuerdo dónde lo leí.

5. Mucha gente está investigando ahora las máquinas de reticencia conmutada. Los últimos congresos sobre motores a los que he asistido han versado sobre la reluctancia conmutada. No necesitan imanes y la eficiencia de este tipo de motores parece prometedora. Todo el mundo quiere alejarse de los imanes en los motores.

Así que, como he dicho, dudo que nadie pueda responder a tu pregunta, excepto los ingenieros de Tesla. Pero mi mejor suposición es que probablemente tenga algo que ver con mi punto 4), pero no lo sé con seguridad. Estoy seguro de que la volatilidad de los precios de los imanes también tiene algo que ver.

Answer 4

Los motores de CC no pueden igualar la densidad de potencia de las máquinas de CA. La máxima intensidad de campo que pueden alcanzar incluso los mejores imanes es de 2,5 tesla en el entrehierro y, para ello, se necesita una gran ingeniería, sobre todo si se quiere que giren rápido para que la densidad de potencia sea alta. Las máquinas de inducción pueden producir cómodamente más de 3 teslas sin necesidad de imanes y tolerancias absurdas. Obviamente, no lo hacen con la misma eficacia que las máquinas de corriente continua, pero ¿quién dijo que los coches deportivos eran eficientes? La máquina de inducción de CA es la más potente de todos los tipos de máquinas cuando se controla con un inversor sofisticado y funciona a altas velocidades de rotación.

Answer 5

Las verdaderas razones por las que utilizan motores de inducción para sus coches son:

1. los motores de inducción son más baratos
2. los motores de inducción no necesitan mucho mantenimiento (no hay escobillas)
3. los motores de inducción son más ligeros
4. la nueva tecnología para controlar la velocidad de los motores de inducción ya está disponible (tensión variable, frecuencia variable) y es fácil de producir en masa