特斯拉汽车公司，成立于2003年，总部设在美国加州的硅谷，只制造纯电动车。创始人马丁.艾伯哈德是硅谷工程师、资深车迷，投资人埃隆.马斯克。特斯拉汽车公司是世界上第一个采用锂离子电池的电动车公司。

  该公司的汽车产品主要有全球首款量产版电动敞篷跑车TeslaRoadster；全尺寸高性能电动轿车TeslaModelS，竞争对手锁定宝马5系、奔驰E级等车型；全尺寸纯电动SUV车型TeslaModelX；中等价位的中级电动轿车TeslaModel3等四款车型。现主要以TeslaModelS为例介绍。

  ModelS电池组安装在车辆的底盘（位置如下图所示），同轮距同宽，长度比轴距短。电池组尺寸（备注：部分车型尺寸会有不同，本章节指列举其中一种以供参考）是：长2.7m，宽1.5m，厚度为0.1m～0.18m。其中0.18m较厚的部分是2个电池模块叠加。这尺寸指电池组整体的大小，包括电池组的包裹面板。

  这个结构是通用设计，其他合乎条件的电池也能安装。此外，电池组采用密封设计，与空气隔绝，大部分用料为铝或铝合金。电池不仅是能量中心，也是ModelS底盘的一部分，其坚固的外壳能对车辆起到非常好的支撑作用。由于与轮距同宽，电池组的两侧分别与车辆两侧的车门槛板对接，用螺丝固定。电池组的横断面低于车门槛板。从正面看，相当于车门槛板挂着电池组。

  电池组整体有铭牌，下图所示为特斯拉ModelS的电池组，图示车辆为容量85kWh，400V直流电。

  总保险丝（实物如下图所示）位于电池板的前端，并且有外壳保护以防受到撞击。采用德国Bussmann（巴斯曼），额定工作电流为630A，标称电压为690V，分断电流700～200kA。

  特斯拉ModelS电池组由16组电池组串联而成，每组电池组由444节18650锂电池（即普通笔记本电脑的锂电池），电池组板由共7104节18650锂电池组成。

  电池板中的16块电池组均衡平铺在壳体上，平铺有利于散热。每一组电池组由六组单体电池包串联而成，单体电池包的布置采用不规则的结构。电池组内每一节电池都有单独的保险丝，以防单节电池过热导致整体电池包过热，电池组中央有检测线线连接到电池控制模块，用来监控电池组的电压，保证电池组正常工作。

  每一组电池组都由一条2/0主线串联起来，主线位于电池板中央，有护板覆盖，2/0主线汇集电流后将连接到输出端（实物如下图所示）的接触器，接触器采用泰科电子专门为特斯拉生产的部件。

  各个电池组的相互之间是完全隔绝的，这样的设计有两个优点：一是增加了电池组整体的牢固程度，使整个底盘结构更坚挺；二是便于电源管理，避免某个区域的电池起火时引燃其他区域的电池（假如没有隔离整块电池组燃烧起来不堪设想）。每组电池的隔离板内部都加注有一定量的冷却液。冷却液没有泵驱动循环，但整个电池组所有冷却液管路都是相通的，冷却液可热胀冷缩进行一些范围循环。

  BMS采用主从架构，主控制器（BMU）负责高压、绝缘检测、高压互锁、接触器控制、对外部通信等功能。从控制器（BMB）负责单体电压、温度检测，并上报BMU。

  在每个电池模组上，均设置有电池监控板（batterymonitorboard，BMB），用以监控每个电池块的电压、温度以及整个电池模组的输出电压。在整个电池包上，设置有电池系统控制器以及智能保险，用以监控整个电池包的工作环境，包括电池包的电流、电压、温度、湿度等。设置有系统安全控制器，用以监控电池系统控制器。在车辆发生碰撞时，电池的外部结构可保护电芯免受冲击并自动切断电源。

  ModelS采用三相交流感应电机，并且将电机控制器、电机、以及传动箱集成与一体。尤其是将电机控制器也封装成圆柱形，与电机互相对应，看上去像是双电机。从设计上来看集成度高、对称美观。中间的传动箱采用了固定速比（9.73:1）方案。85KWh版本电机峰值功率270KW，扭矩440Nm。电机如下图所示。

  与常规的全轮驱动车辆只用一台发动机和变速箱分配能量、牺牲效率来换取牵引力不同，ModelSP85D采用了全轮驱动。

  特斯拉采用三相四极交流感应电动机，铜转子，具有变频驱动功能的驱动逆变器（DC-DC）与动能再生制动系统。不仅体积小，重量轻，还能够瞬时输出到最大扭矩，并在全寿命内基本无需保养。

  两台电机对ModelS前后轮扭矩分别进行数字化独立控制，提升了性能表现精准度。此外，ModelS的双电机数字化扭矩控制与低重心设计相结合，有效地增强了车辆的抓地力及操控性能。

  两个电机中前轮的电机称为辅电机，后轮的电机称为主电机。两个电机能够准确的通过各自特性，在不同工况下工作，在任何一个转速区间内，电机组合都能为系统提供充足的扭矩支持与功率输出，从而优化驱动系统的效率。

  该电机是由特斯拉与台湾富田公司共同研发与制造的三相交流感应电机，而该电机是物理学家尼古拉•特斯拉发明的，这也是该企业名称的由来。电机的动力通过一个9.73:1的固定齿比变速箱，将动力输送至差速器，然后输送至车轮。

  ModelSP85D电机控制的基本策略是：如果采用单个的大功率感应电机，虽然在起步时就能爆发最大扭矩，但当达到较高转速时，扭矩就会大幅度降低。这就会导致车辆在加速初段很迅猛，但后半段逐渐衰退。

  辅助电机被设计为拥有较为平缓的扭矩曲线，虽然峰值很低，但不会因为转速的增加而出现剧烈的变化。这样在主电机达到高转速出现扭矩下降时，辅助电机就可以补充一部分扭矩，使车辆后半段的加速也保持有力的状态。辅助电机的介入，让四驱结构整体的扭矩增加了。但同时输出功率也增加了。

  这台辅助电机的设计初衷，不仅要拥有平缓的扭矩曲线，还要拥有一个在电动机转速区间内，缓慢上扬的功率曲线，要达到在主电机的功率出现下降时，辅助电机的功率依然在随着转速增加。这样ModelSP85D双电机结构优化了电机效率，相互配合提高能量的利用效率。

  ModelS热管理部分（基本构成如下图所示）用一个四通转换阀实现了冷却系统的串并联切换，可以越来越好的根据工况选择最优热管理方式。当电池在低温状态下需要加热时，电机冷却回路与电池冷却回路串联，从而使电机为电池加热。当动力电池处于高温时，电机冷却回路与电池冷却回路并联，两套冷却系统独立散热。

  特斯拉目前支持家用充电桩、超级充电桩、通用移动充电器等充电方式。每台出售的特斯拉均标配一个移动式充电连接器、2个适配器（分别适220V家用插座和380V工业插座）、一个壁挂式充电连接器（即220V家用充电桩）、一个车载充电电机(该电机是集成在车辆的充电接口上的，功率为11kW)。

  在Tesla超级充电站，超级充电桩可直接输出120KW进行充电，充满仅需几十分钟。目前超级充电站正在进行充电接口升级改造，升级后的超级充电桩将符合新国标充电标准（GB/T2015），充电桩如下图所示。

  特斯拉的壁挂式充电桩（家用充电桩）（实物如下图所示）使用单相220V电源，与功率为11kW的车载充电器配合，能够以最大40A的电流充电，每小时充电容量可续航约40公里。

  通用移动充电器简称UMC，实物如下图所示，可以随车携带，安装简单，接口应用广泛，可作为车主的应急充电方案。

  UMC配有两种充电接口，适配器2为220V8A（以下简称代号“1P”）。适用于家庭普通三插孔插座，连接方式同一般家用电器相同。充电速度：每小时可充约1.7度电，约合里程7～8km。

  适配器为380V16A（以下简称代号“3P”）。适用于工厂、办公楼、小区停车场等具备380伏供电的环境。充电速度：每小时可充约10度电，约合里程47-55km。

  特斯拉的电池很笨重，一定要通过降低车身的重量来弥补笨重电池的不足。特斯拉采用了SpaceX（美国太空探索技术公司）的技术，成为北美唯一使用全铝车身（如下图所示）的汽车。

  ModelS主要是采用美国铝业公司（Alcoa）生产的铝材来制造底盘和车身板件。

  这种轻质金属必须精密冲压，特斯拉工厂配备了北美规模最大的液压机，大约相当于7层楼高，将总共5台液压机连成1排，用于模铸造型复杂的部件，如前机盖或车身两侧的板件。

  这是一种慢速冲压，目的是最好能够降低热量和翘曲，完成冲压后还要用激光切割机进行更精密的加工，成型的部件被送往车间，特斯拉使用的零件目前大部分为自产。

  挤压件、冲压件和铸件的专业组合实现了需要的刚度和强度。高刚度、高强度结构不仅能保护车内乘员，还能提供更好的整体操控性。没有内燃机的影响，经过优化的车前部，更加有助于乘员的安全。

  完全平直的双八边形导轨沿车体结构底部布置设计，这在车辆发生正面碰撞时能最大限度地吸收撞击能量，有效保护驾驶舱人员的安全。

  当车辆行驶速度在19～53km/h时，假如ModelS前保险杠内的传感器检验测试到与行人发生碰撞，车辆前盖后部会自动升起约80mm高度，关键部位采取高强度钢材增强乘员安全。

  由于铝质车身重量很轻，所以即使搭载85kW·h电池组，车子的续航能力仍能达到500km以上，早期版本的ModelS在侧面板件中嵌入了硼钢，并用航空航天级螺钉固定。这种工艺现在已经淘汰，取而代之的是更多铝增强材料的使用，阿波罗登月飞行器使用的也是这种铝材，而且依然采用航空航天级螺钉固定。这种铝增强材料能吸收冲击力，车尾的双保险杠可保护坐在“第三排”座位上的乘客。“第三排”其实就是位于后备箱位置的儿童尺寸背向可折叠座位。

  Tesla的车载软件系统功能丰富，ModelS的17英寸触摸屏（实物如下图所示）与软件系统结合能够控制车内的大部分功能。触摸屏、数字化组合仪表盘和方向盘按键，无缝集成了多媒体、导航、通信、驾驶室控制管理系统和车辆数据显示。

  Tesla车载软件系统功能繁多，由于篇幅限制无法一一详解，故选择比较有代表性的操作解析。

  该栏提供了快捷菜单到充电、驾驶员设定、车辆信息、固件更新、蓝牙、Wi-Fi设置以及乘客安全气囊设置。状态符号显示当前温度、网络信号强度、蓝牙、Wi-Fi设置、乘客安全气囊状态和时间等参数。如果显示一个报警图标（感叹号），触摸该图标以查看对应的警告信息（只有在ModelS接通电源时，气囊状态符号才会显示）。

  有几种办法能够在主视窗区域显示一个应用程序一是点击应用程序的图标以使其显示在顶部视窗区。如果该应用程序已经显示，第二次点击图标会全屏显示该程序（仅有某些应用程序具有全屏显示模式）；二是将该应用程序的图标直接拖放在顶部或底部视窗区；三是长按应用程序图标会显示一个弹出式菜单，可以再一次进行选择在主视窗区顶部或底部来显示该应用。

  主要视窗区的显示会随着您选择的应用程序而改变，对某些应用程序（如导航和网页），能够正常的使用标准触摸屏手势进行缩放。

  触摸向上和向下箭头以增加和减小扬声器的音量。能够最终靠方向盘左侧的滚轮来调节音量。

  通常在触摸屏的底部能够直接进行温度控制（面板如下图所示）。默认情况下，温度控制设置为自动，这样在极端恶劣的天气条件以外时均可保持最佳舒适度。如果调整温度，系统将自动调整加热、空调、空气分布、空气循环和风扇转速，以保持选定的温度。各按钮功能如下：

  ①前排座椅均配有加热垫，可以在从3（最高）到1（最低）三个级别下工作。当工作时，该指示灯会亮起红色并显示设置的数字（如配有选装寒冷天气包，您能够最终靠触摸控制寒冷天气控制后排座椅上的座椅加热器和加热雨刷。

  ②触摸向上或向下箭头来设置驾驶室温度（从17℃～32℃）。为驾驶员侧和乘客侧使用相同的温度设置，请在您触摸箭头时弹出的温度菜单上触摸温度同步。

  ④挡风玻璃除霜器使空气流向挡风玻璃并使暖风和风扇在最大级别工作。触摸一次为正常除霜，触摸两次为最大除霜。当已打开时，再次触摸可关闭并恢复空气分配、暖风和风扇至之前的设置。

  ModelS电源开启或踩下刹车踏板后，可使用触摸屏手动更改车身高度。点击控制驾驶，选择如下功能：

  很高：如果您设置了悬架为很高，之后驾驶速度达到35km/h，悬架将降低到高位置

  高：如果您设置了悬架为高，之后驾驶速度达到55km/h，悬架将降低到标准位置。

  当ModelS的行驶速度高于停车场速度时，智能空气悬架自动降低车身高度以改善空气动力性和操纵性。在大多数平均速度行驶情况下，悬架会自设置设为标准。当手动调节高度时，悬架会随着驾驶速度的增加而自动降低。当装有载荷时，智能空气悬架还会保持前部和后部在同一水平高度。

  点击触摸屏上控制设置车辆悬架来设置空气悬架自动转换到车身高度低的速度。此设置将保存到您的驾驶员设定。

  如果检测到空气悬架系统故障，在仪表板上将会亮起一个黄色指示灯。如果该问题持续存在，请联系Tesla售后服务部门。

  在顶升或提升之前，将悬架设置到千斤顶模式以防止悬架自动调节升降，这样的一种情况即使当ModelS电源已经关闭时也会发生。

  当ModelS位于千斤顶模式中时，在仪表板上会亮起一个红色的空气悬架指示灯。

  要取消激活此功能，再次触摸千斤顶。当驾驶速度超过7km/h时，千斤顶模式会自动取消。

  ModelS带有两个USB设备接口，位于中控台正面（如下图所示）。这些接口用于连接USB闪存驱动器。这些接口还可用于为USB设备充电。

  ModelS带有一个电源插座，位于中控台正面（如下图所示）。仪表板和触摸屏启动后，该插座即可供电。12V电源插座适用于最大15安或180瓦的附件。

  ModelS可通过无线连接更新其软件，提供车辆最新功能。完成更新后第一次进入ModelS时，在触摸屏上会显示一个日程安排。一些软件的更新可能需要几个小时来完成。当新软件安装时，ModelS必须在驻车状态。为了确认和保证以最快速度以及最可靠的传输软件更新，应尽可能使Wi-Fi保持打开并处于已连接状态。当有某个软件更新可用时，一个黄色时钟图标会出现在触摸屏的状态栏。操作界面如下图所示。

  触摸向上箭头和向下箭头以更改软件更新时间（如有必要），然后点击“设置此时间”以计划本次安装。一旦完成计划，在触摸屏状态栏上的黄色时钟图标将变为白色。点击“现在安装”可立即开始更新过程。在开始之前的任何时间，都能重新计划更新。要执行此操作，请点击触摸屏状态栏上的时钟图标以显示更新窗口。

  如果软件更新开始时ModelS正在充电，充电将停止，更新完成时充电将自动恢复。如果在计划的更新时间时正在驾驶，ModelS更新将会被取消并且您要重新计划。如果更新未完成，触摸屏将显示一条提示信息。

  当一个软件更新完成后，通过显示发行说明来了解新的功能，触摸触摸屏顶部中间的Tesla“T”，然后触摸发行说明将显示内容。