Jak działa Tesla Roadster

  • Gyles Lewis
  • 0
  • 5286
  • 620
Galeria zdjęć: samochody elektryczne Tesla Roadster jest szybki, fantazyjny, prowadzi się jak marzenie i leci jak rakieta, ale jest praktycznie cichy. Dowiedz się, czym wyróżnia się na tle samochodów benzynowych. Zobacz więcej zdjęć samochodów elektrycznych. Zdjęcie © 2006 Tesla Motors, Inc. Wszystkie prawa zastrzeżone.

Kiedy wsiadasz na siedzenie wyczynowego samochodu, który kosztuje sześć cyfr, spodziewasz się pewnych rzeczy: przyspieszenia, które wypycha Cię z powrotem na siedzenie, najwyższej klasy sprzętu stereo, prowadzenia na drodze, gardłowego ryku potężnego silnika i duży budżet na wysokooktanowy gaz potrzebny do jego zasilania. Cóż, Tesla Roadster obejmuje prawie wszystkie te aspekty. Jest szybki, fantazyjny, działa jak sen i leci jak rakieta, ale jest praktycznie cichy i nigdy nie spali ani jednej kropli benzyny. Pierwszy samochód produkcyjny Tesli jest również pierwszym na świecie samochodem elektrycznym o wysokich osiągach.

W przeciwieństwie do tradycyjnego samochodu napędzanego benzyną Tesla Roadster nie zawiera setek ruchomych części. Jest zasilany tylko przez cztery główne systemy:

  • Plik System magazynowania energii (ESS)
  • Plik Moduł elektroniki mocy (PEM)
  • Na silnik elektryczny
  • ZA sekwencyjna ręczna skrzynia biegów
Układ magazynowania energii znajduje się w tylnej części pojazdu. Imag-e © 2006 Tesla Motors, Inc. Wszystkie prawa zastrzeżone.

Zamiast silnika spalinowego Tesla Roadster ma zestaw akumulatorów - System magazynowania energii (ESS). Opracowując źródło zasilania pasujące do tak wydajnego samochodu, Tesla zastosował technologię sprawdzoną w dziedzinie laptopów - akumulatory litowo-jonowe. Roadster zawiera ich 6831. Ważą w sumie około 1000 funtów, a Tesla twierdzi, że zapewniają „cztery do pięciu razy więcej energii niż inne baterie” [ref]. Baterie mieszczą się w 11 sektorach po 621 baterii w każdym. Oddzielny procesor komputerowy kontroluje każdy sektor, aby zapewnić płynne ładowanie i rozładowywanie.

Moduł elektroniki mocy (PEM) to falownik i system ładowania, który przekształca prąd stały na prąd przemienny przy użyciu 72 tranzystory bipolarne z izolowaną bramką (IGBT). Powoduje to wyraźny wzrost mocy wyjściowej w porównaniu do samochodów elektrycznych pierwszej generacji. Przy maksymalnym przyspieszeniu akumulatory mogą wytworzyć 200 kW energii - wystarczającą do zapalenia 2000 żarówek.

Oprócz kontrolowania szybkości ładowania i rozładowania, moduł elektroniki mocy kontroluje poziomy napięcia, prędkość obrotową silnika (obroty na minutę), moment obrotowy i regeneracyjny układ hamulcowy. Ten układ hamulcowy przechwytuje energię kinetyczną zwykle traconą podczas hamowania i przekazuje ją z powrotem do ESS. Sprawność i integracja akumulatorów, PEM i systemów silnika wynosi od 85 do 95 procent, co pozwala silnikowi uzyskać do 185 kW mocy. Aluminiowe żebra rozpraszające ciepło i zamontowany z tyłu port wentylacyjny chronią tranzystory mocy przed przegrzaniem.

Port ładowania Roadstera Zdjęcie © 2006 Tesla Motors, Inc. Wszelkie prawa zastrzeżone.

Możesz naładować Roadstera na dwa różne sposoby. Elektryk może zainstalować w Twoim garażu stację ładowania. To gniazdo 220 V, 70 A umożliwia pełne naładowanie całkowicie rozładowanego akumulatora w 3,5 godziny. Tesla porównuje ładowanie samochodu do ładowania telefonu komórkowego; możesz go podłączyć w nocy i rano mieć w pełni naładowany samochód. Dostępny jest również mobilny zestaw, który umożliwia ładowanie w dowolnym gniazdku elektrycznym, bez względu na to, gdzie jesteś. Czas ładowania za pomocą zestawu mobilnego zależy od konfiguracji gniazdka, z którego korzystasz (110 V lub 220 V).

Chociaż właściciele samochodów od dziesięcioleci jeżdżą z tankami lotnej, łatwopalnej benzyny w swoich samochodach, 1000 funtów baterii za głową sprawia, że ​​niektórzy ludzie się zatrzymują. Niedawne przypadki wycofania baterii litowo-jonowych używanych w laptopach zwiększyły te obawy. Tesla dołożył wszelkich starań, aby zapewnić bezpieczeństwo systemu energetycznego Roadstera. Najpierw system akumulatorów był szeroko testowany pod kątem katastrofy, który obejmował podgrzewanie poszczególnych ogniw, aż stanęły w płomieniach. Każda komórka jest wystarczająco odizolowana od sąsiednich komórek, aby zapobiec ich uszkodzeniu. Jeśli jedno ogniwo się przegrzeje, nie spowoduje to wybuchu reakcji łańcuchowej.

Szereg czujników wykrywa przyspieszenie, zwalnianie, przechylenie, temperaturę i dym. Jeśli wyczuje się nietypowe zdarzenie, takie jak awaria, natychmiast wyłącza i odłącza system zasilania. Podobne zabezpieczenia i czujniki zapobiegające awariom są częścią systemu ładowania [ref].

Silnik Roadster. Zdjęcie © 2006 Tesla Motors, Inc. Wszelkie prawa zastrzeżone. Roadster ma tylko trzy biegi. Zdjęcie © 2006 Tesla Motors, Inc. Wszelkie prawa zastrzeżone. Kokpit palarni. Zdjęcie © 2006 Tesla Motors, Inc. Wszelkie prawa zastrzeżone.

Sercem Tesli Roadster jest trójfazowy, 4-biegunowy elektryczny silnik indukcyjny, który waży zaledwie 70 funtów. Twierdzenia Tesli i niezależne testy pokazują, że Roadster może osiągnąć 60 mil na godzinę w około cztery sekundy, a jego prędkość osiągnie około 130 mil na godzinę. Ale osiągi Roadstera to nie tylko prędkość i przyspieszenie. Unikalne właściwości silnika elektrycznego dają mu ogromną przewagę nad silnikiem spalinowym pod względem moment obrotowy, siła, która ma tendencję do obracania się lub obracania rzeczy, i Pasmo mocy, zakres prędkości roboczych, w których silnik pracuje wydajnie. Roadster może generować duże ilości momentu obrotowego nawet przy bardzo niskich obrotach, a silnik zawsze może generować dużą moc. Może osiągnąć ponad 13 000 obrotów na minutę, coś, co potrafi niewiele dużych silników spalinowych. Witryna internetowa Tesli zawiera następujące informacje: „Ulubioną sztuczką w Tesla Motors jest zaproszenie pasażera i poproszenie go o włączenie radia. Dokładnie w momencie, w którym prosimy, przyspieszamy. Nasz pasażer po prostu nie może usiąść do przodu dotrzeć do tarcz "[ref].

Taka reakcja silnika eliminuje konieczność stosowania skomplikowanej skrzyni biegów, więc Roadster ma tylko trzy biegi - dwa do przodu i jeden do tyłu. Zmiana biegów jest ręczna, ale nie ma sprzęgła. Oznacza to również, że nie ma przeciągania ani „szarpania” podczas zmiany biegów.

Tesla Roadster może jechać znacznie szybciej niż poprzednie samochody elektryczne, ale co może ważniejsze, może jechać znacznie dalej. Szacunkowy zasięg Roadstera to 250 mil na jednym ładowaniu, co najmniej 100 mil więcej niż EV1 General Motors, który może przejechać prawie 150 mil w optymalnych warunkach..

Większość szumu wokół Roadstera dotyczy jego statusu jako pojazdu elektrycznego. Ale podczas gdy wcześniejsze samochody elektryczne były raczej ciasne i pozbawione funkcji, Tesla Roadster wygląda i przypomina samochód sportowy. Oprócz podstawowych funkcji, takich jak podgrzewane siedzenia, zestaw stereo z odtwarzaczem CD, hamulce ABS i podwójne poduszki powietrzne, Roadster ma kilka unikalnych cech:

  • Unikalny PIN do uruchomienia samochodu i zapobiegania gorącemu okablowaniu
  • Transceiver Homelink, który możesz zaprogramować do sterowania urządzeniami sterowanymi radiowo, takimi jak brama społecznościowa i brama garażowa
  • Złącze dokujące do Twojego iPoda
  • Klamki drzwi sterowane elektrycznie (nie ma mechanicznej blokady, co utrudnia włamanie do auta)

Ponieważ jest to kabriolet, Roadster jest standardowo wyposażony w miękki dach. Opcje obejmują twardy dach, a także funkcje, takie jak pełne skórzane wnętrze i system nawigacji satelitarnej.

Specyfikacje techniczne
  • Przyspieszenie: od zera do 60 w około 4 sekundy
  • Wymiary: 155,4 cala długości, 73,7 cala szerokości, 44,4 cala wysokości z rozstawem osi 92,6 cala
  • Waga: 2500 funtów (może ulec zmianie ze względu na przepisy bezpieczeństwa)
  • Prędkość maksymalna: ponad 130 mph
  • Zasięg: 250 mil autostrady EPA
  • Żywotność baterii: Przydatna żywotność baterii powyżej 100 000 mil
Zdjęcie dzięki uprzejmości Sony Classics GM EV1

Tesla Roadster i firma Tesla mają niezwykłą historię. Firma nie ma prawie żadnego związku z tradycyjnym amerykańskim przemysłem samochodowym, a jej założyciel nie miał doświadczenia w branży motoryzacyjnej, kiedy zdecydował się stworzyć pierwszy na świecie samochód elektryczny o wysokich osiągach. Martin Eberhard i jego partner biznesowy Marc Tarpenning założyli firmę opartą na przenośnym czytniku eBooków. Sfrustrowany niezdolnością głównego nurtu przemysłu samochodowego do stworzenia efektywnego samochodu elektrycznego, który miałby masowy urok (często nazywa wczesne samochody elektryczne „samochodami kary”), Eberhard postanowił stworzyć taki sam.

Podwozie Tesli Roadster to mocno zmodyfikowana wersja podwozia Lotus Elise. Zdjęcie dzięki uprzejmości Group Lotus PLC Zdjęcie © 2006 Tesla Motors, Inc. Wszelkie prawa zastrzeżone. Podwozie Tesli Roadster to mocno zmodyfikowana wersja podwozia Lotus Elise. Zdjęcie dzięki uprzejmości Group Lotus PLC Zdjęcie © 2006 Tesla Motors, Inc. Wszelkie prawa zastrzeżone.

Zamiast tworzyć od podstaw cały samochód i wszystkie jego systemy, Eberhard skorzystał z outsourcingu, co ułatwiło pozyskanie poszczególnych elementów. Po zebraniu 60 milionów dolarów w funduszach inwestycyjnych (w tym ponad 30 milionów dolarów od Elona Muska, współzałożyciela PayPal), nowa firma wybrała projekt firmy Lotus z Anglii..

Partnerstwo Tesla-Lotus działa dobrze z kilku powodów. Zakład Lotus 'Hethel w Anglii dobrze nadaje się do produkcji samochodów w małych seriach. Dzięki temu Tesla może w zasadzie produkować samochody na zamówienie, zamiast budować tysiące i wydawać pieniądze na magazynowanie nadwyżek. Ponadto Tesla Roadster jest oparty na Lotus Elise - z pozoru wyglądają podobnie i mają to samo podstawowe podwozie (chociaż podwozie Roadstera jest mocno zmodyfikowane) i inne części. To dodało oszczędności. Podczas gdy większość części i systemów Roadstera, takich jak zestaw stereo, hamulce i ładowarki akumulatorów, są gotowe do użycia, ostateczny montaż odbywa się w zakładach Lotus..

Tesla twierdzi, że Roadster oferuje dwukrotnie większą wydajność niż popularne samochody hybrydowe, generując jedną trzecią dwutlenku węgla. Zdjęcie © 2006 Tesla Motors, Inc. Wszelkie prawa zastrzeżone.

Czy samochody elektryczne są wreszcie kolejną wielką rzeczą?

Biznesplan Tesli uznaje, że innowacyjna technologia jest często bardzo droga i że bardzo bogaci są zazwyczaj pierwszymi, którzy ją przyjmują. Gdy ceny spadną, technologia może wejść na rynek. Dlatego pierwszy samochód Tesli to wysokiej klasy samochód sportowy produkowany tylko w ograniczonej liczbie. Jednak Tesla postawiła sobie za cel wydanie w 2008 roku czterodrzwiowego elektrycznego sedana (o nazwie kodowej White Star). Roadster wydaje się odnieść sukces w ograniczonej liczbie egzemplarzy - pierwsze 100 roadsterów z limitowanej serii „Signature Series” zostało wyprzedane, a kolejne 100 egzemplarzy jest już dostępnych w przedsprzedaży. W pełni załadowany roadster będzie kosztował 100 000 USD, przy czym wymagana jest przedpłata w wysokości 75 000 USD, aby zarezerwować samochód.

Samochody elektryczne prawdopodobnie zawsze będą droższe niż samochody z silnikami spalinowymi. Oszczędności pojawiają się, gdy spojrzymy na koszty paliwa i wpływ na środowisko. Samochód elektryczny ma zerową emisję i nie powoduje zanieczyszczeń. Przejechanie kilometra samochodem elektrycznym kosztuje ułamek tego, co kosztuje przejechanie kilometra samochodem napędzanym gazem. Krytycy słusznie zwracają uwagę, że energia do napędzania samochodu elektrycznego nadal pochodzi skądś - w tym przypadku z elektrowni, która dostarcza energię do sieci elektrycznej. Przeniesienie źródła energii z ropy na węgiel niekoniecznie oznacza, że ​​jest czystsza.

Tesla i inni zwolennicy samochodów elektrycznych odpowiadają, że samochody elektryczne są bardziej wydajne z kilku powodów. Po pierwsze, wytwarzanie energii w elektrowni, nawet węglowej, jest bardziej wydajne i powoduje mniej zanieczyszczeń niż miliony małych silników spalinowych wytwarzających energię. Ponadto część naszej energii elektrycznej pochodzi z czystszych elektrowni, takich jak elektrownie wodne, farmy wiatrowe i ogniwa słoneczne.

W wywiadzie dla Wired.com Eberhard twierdził, że energia w galonie benzyny może przejechać samochód elektryczny 110 mil. Porównując średnie ceny gazu i elektryczności, Roadster mógł przejechać 150 mil za jeden galon gazu. Tesla zgłasza dwukrotnie większą wydajność nawet najbardziej ekologicznych samochodów hybrydowych.

Aby uzyskać więcej informacji na temat Tesli Roadster, Tesla Motors, samochodów elektrycznych i powiązanych tematów, sprawdź linki na następnej stronie.

Nikola Tesla i EV1, gdzie jesteście?

Eberhard nazwał swoją nową firmę imieniem naukowca, wynalazcy i inżyniera Nikoli Tesli. Tesla opracowała trójfazowe silniki elektryczne, takie jak ten używany w Tesli Roadster.

Powiązane artykuły

  • Jak działają samochody elektryczne
  • Jak działa energia elektryczna
  • Jak działają samochody hybrydowe
  • Jak działa benzyna
  • Jak działają ceny gazu
  • Jak działa moc
  • Jak działa siła, moc, moment obrotowy i energia
  • Jak działają silniki elektryczne
  • Co powoduje przegrzanie lub zapalenie baterii litowo-jonowych w laptopach??

Więcej świetnych linków

  • Tesla Motors
  • Wired News: Samochód na akumulator cię pali
  • Szkoła Fizyki UNSW: Silniki indukcyjne
  • Świat pojazdów elektrycznych
  • „Kto zabił samochód elektryczny?” strona filmowa
  • Planet Green
  • TreeHugger.com

Źródła

  • Davis, Joshua. „Samochód na akumulator cię pali”. Wired News, 19 lipca 2006. http://www.wired.com/news/wiredmag/0,71414-2.html?tw=wn_story_page_next2
  • „Jazda na napędzie elektrycznym”. http://blog.wired.com/teslacar/FF_162_tesla3_f.jpg
  • Tesla Motors http://www.teslamotors.com/engineering/how_it_works.php?js_enabled=1
  • Wald, Matthew L. „Zero do 60 w 4 sekundy, całkowicie od Revving Batteries”. New York Times, 19 lipca 2006. http://www.nytimes.com/2006/07/19/business/19electric.html?ex=1158206400&en=dd66218d2c708a9d&ei=5070
  • „Tesla Roadster Photo Album”. http://blog.wired.com/teslacar/index.album?i=19



Jeszcze bez komentarzy

Najciekawsze artykuły o tajemnicach i odkryciach. Wiele przydatnych informacji o wszystkim
Artykuły o nauce, kosmosie, technologii, zdrowiu, środowisku, kulturze i historii. Wyjaśniasz tysiące tematów, abyś wiedział, jak wszystko działa