Hur Tesla Roadster fungerar

  • Vova Krasen
  • 0
  • 4275
  • 1242
Bildgalleri: elbilar Tesla Roadster är snabb, snygg, hanterar som en dröm och går som en raket, men den är praktiskt taget tyst. Ta reda på vad som skiljer det mer från bensindrivna bilar. Se fler elbilbilder. Bild © 2006 Tesla Motors, Inc. Alla rättigheter förbehållna.

När du klättrar in i sätet på en högpresterande bil som kostar sex siffror, förväntar du dig vissa saker: acceleration som skjuter dig tillbaka in i sätet, top-end stereoutrustning, vägkramande hantering, en halsig brus från en kraftfull motor och en stor budget för högoktangas som behövs för att driva den. Tesla Roadster har nästan alla dessa aspekter täckt. Det är snabbt, snyggt, hanterar som en dröm och går som en raket, men det är praktiskt taget tyst och det kommer aldrig att bränna en enda droppe bensin. Teslas första produktionsbil är också världens första högpresterande elbil.

Till skillnad från en traditionell bensindriven bil, innehåller Tesla Roadster inte hundratals rörliga delar. Den drivs av bara fyra huvudsystem:

  • De Energilagringssystem (ESS)
  • De Power Electronics Module (PEM)
  • En elektrisk motor
  • EN sekventiell manuell växellåda
Energilagringssystemet finns på fordonets baksida. Imag-e © 2006 Tesla Motors, Inc. Alla rättigheter reserverade.

I stället för en förbränningsmotor har Tesla Roadster en bank med batterier - Energilagringssystem (ESS). När Tesla utvecklade en strömkälla som passar en sådan högpresterande bil, gick Tesla med teknik som bevisats inom bärbar datorområdet - laddningsbara litiumjonbatterier. Roadster innehåller 6 831 av dem. De väger cirka 1 000 pund totalt, och Tesla hävdar att de tillhandahåller "fyra till fem gånger energitäthetslagren för andra batterier" [ref]. Batterierna passar in i 11 sektorer med 621 batterier vardera. En separat datorprocessor styr varje sektor för att se till att allt laddning och urladdning hanteras smidigt.

Power Electronics Module (PEM) är ett kraftomformare och laddningssystem som omvandlar likström till växelström med hjälp av 72 isolerade grindbipolära transistorer (IGBT). Detta resulterar i en markant ökning av effekteffekten jämfört med första generationens elbilar. Under toppacceleration kan batterierna dra ut 200 kW energi - tillräckligt för att tända 2 000 glödlampor.

Förutom att kontrollera laddnings- och urladdningshastigheterna styr Power Electronics-modulen spänningsnivåer, motorns varvtal (varv per minut), vridmoment och regenerativt bromssystem. Detta bromssystem fångar den kinetiska energin som vanligtvis förloras genom bromsning och överför den tillbaka till ESS. Effektiviteten och integrationen av batteri, PEM och motorsystem är mellan 85 och 95 procent, vilket gör att motorn kan släppa upp till 185 kW effekt. Aluminium värmeavledningsflänsar och en bakmonterad ventilationsport förhindrar krafttransistorer från överhettning.

Roadsters laddningsport Image © 2006 Tesla Motors, Inc. Alla rättigheter förbehållna.

Du kan ladda Roadster på två olika sätt. En elektriker kan installera en laddningsstation i ditt garage. Detta 220-volts 70-amp-uttag tillåter en full laddning på 3,5 timmar från ett helt dött batteri. Tesla liknar laddning av din bil till att ladda din mobiltelefon; du kan ansluta den på natten och ha en fulladdad bil på morgonen. Det finns också ett mobilsats som tillåter laddning vid alla eluttag, oavsett var du är. Hur lång tid det tar att ladda med mobilsatsen beror på uttagskonfigurationen som du använder (110 volt eller 220 volt).

Även om bilägare har kört runt i decennier med tankfulls flyktiga, brandfarliga bensiner i sina bilar, har 1000 pund batterier bakom huvudet vissa människor paus. De nyligen återkallade litiumjonbatterierna som används i bärbara datorer har ökat denna rädsla. Tesla har gjort mycket för att säkerställa säkerheten i Roadsters energisystem. Först var batterisystemet omfattande "katastroftestat", vilket involverade uppvärmning av enskilda celler tills de brast i lågor. Varje cell är tillräckligt isolerad från angränsande celler för att förhindra skada på dem. Om en cell överhettas startar den inte en kedjereaktion.

En mängd sensorer upptäcker acceleration, retardation, lutning, temperatur och rök. Om man känner av en onormal händelse, som en krasch, stängs den omedelbart av och kopplar bort elsystemet. Liknande skydd mot fel och sensorer är en del av laddningssystemet [ref].

Roadster-motorn. Bild © 2006 Tesla Motors, Inc. Alla rättigheter förbehållna. Roadster har bara tre växlar. Bild © 2006 Tesla Motors, Inc. Alla rättigheter förbehållna. Roaster-cockpiten. Bild © 2006 Tesla Motors, Inc. Alla rättigheter förbehållna.

Hjärtat i Tesla Roadster är dess 3-fas, 4-poliga elektriska induktionsmotorer, som väger bara 70 kilo. Teslas påståenden och oberoende test visar att Roadster kan nå 60 km / h på ungefär fyra sekunder och dess hastighet kommer att toppa någonstans cirka 130 km / h. Men Roadsters prestanda handlar inte bara om hastighet och acceleration. En elmotors unika egenskaper ger den en enorm fördel jämfört med en förbränningsmotor vridmoment, kraft som tenderar att rotera eller vända saker, och kraftband, intervallet av drifthastigheter under vilka motorn arbetar effektivt. Roadster kan generera stora mängder vridmoment även vid mycket lågt varvtal, och motorn kan alltid visa sig stora hästkrafter. Den kan nå över 13 000 varv / min, något mycket få stora förbränningsmotorer kan göra. Webbplatsen för Tesla innehåller följande: "Ett favorittrick här på Tesla Motors är att bjuda in en passagerare och be honom att slå på radion. I det exakta ögonblicket som vi frågar, accelererar vi. Vår passagerare kan helt enkelt inte sitta framåt nog för att nå ratten "[ref].

Den typen av motorrespons eliminerar behovet av en komplicerad växellåda, så Roadster har bara tre växlar - två framväxlar och en backväxel. Skiftning är manuell, men det finns ingen koppling. Det betyder också att det inte finns någon stall eller "ryck" när du växlar mellan växlar.

Tesla Roadster kan gå mycket snabbare än tidigare elbilar, men kanske viktigare är att den kan gå mycket längre. Roadster uppskattade räckvidd är 250 miles på en enda laddning, minst 100 miles mer än General Motors EV1, som kan gå nästan 150 miles under optimala förhållanden.

Det mesta av hype som omger Roadster handlar om dess status som ett elfordon. Men medan tidigare elbilar tenderade att vara trånga och sakna funktioner, ser Tesla Roadster ut och känns som en sportbil. Utöver grunderna som uppvärmda säten, en stereo med CD-spelare, ABS-bromsar och dubbla krockkuddar, har Roadster några unika funktioner:

  • En unik PIN-kod för att starta bilen och förhindra hot-kabling
  • En Homelink-sändtagare som du kan programmera för att styra radiofrekvensstyrda enheter som din community gate och garageport
  • En dockningsanslutning för din iPod
  • Elektriskt styrda dörrhandtag (det finns inget mekaniskt lås, vilket gör det svårare att bryta in i bilen)

Eftersom det är en cabriolet kommer Roadster som standard med en mjuk topp. Alternativet inkluderar en hård topp samt funktioner som en hel läderinredning och ett satellitnavigationssystem.

Tekniska specifikationer
  • Acceleration: noll till 60 på cirka 4 sekunder
  • Mått: 155,4 tum lång, 73,7 tum bred, 44,4 tum hög med en 92,6 tum hjulbas
  • Vikt: 2500 pund (kan ändras på grund av säkerhetsföreskrifter)
  • Topphastighet: Över 130 mph
  • Område: 250 mil EPA motorväg
  • Batterilivslängd: Användbar batteritid över 100 000 mil
Bild med tillstånd från Sony Classics GM EV1

Tesla Roadster och Tesla-företaget har en ovanlig historia. Företaget har nästan ingen koppling till den traditionella amerikanska bilindustrin, och dess grundare hade ingen erfarenhet av bilindustrin när han beslutade att skapa världens första högpresterande elbil. Martin Eberhard och hans affärspartner Marc Tarpenning grundade ett företag baserat på en bärbar eBook-läsare. Eberhard, som är frustrerad över den vanliga bilindustrins oförmåga att skapa en effektiv elbil med massa överklagande (han hänvisar ofta till tidiga elbilar som "straffbilar"), bestämde Eberhard att skapa en själv.

Tesla Roadsters chassi är en kraftigt modifierad version av Lotus Elise-chassit. Bild med tillstånd Group Lotus PLC Image © 2006 Tesla Motors, Inc. Alla rättigheter förbehållna. Tesla Roadsters chassi är en kraftigt modifierad version av Lotus Elise-chassit. Bild med tillstånd Group Lotus PLC Image © 2006 Tesla Motors, Inc. Alla rättigheter förbehållna.

Istället för att skapa en hel bil och alla system från grunden, utnyttjade Eberhard outsourcing, vilket gjorde de olika elementen lätta att skaffa. Efter att ha investerat 60 miljoner dollar i investeringsfonder, (inklusive över 30 miljoner dollar från Elon Musk, medgrundare av PayPal), valde det nya företaget en design från den engelska baserade Lotus.

Tesla-Lotus-partnerskapet fungerar bra av flera skäl. Lotus 'Hethel, England-anläggningen är väl lämpad för att producera bilar i små körningar. Detta gör att Tesla i princip kan tillverka bilar att beställa, snarare än att bygga tusentals och spendera pengar för att lagra overstocken. Tesla Roadster är också baserad på Lotus Elise - de ser ytligt lika ut och har samma grundchassi (även om Roadsters chassi är kraftigt modifierat) och andra delar. Detta ökade besparingarna. Medan de flesta av Roadsters delar och system, som stereo, bromsar och batteriladdare är utanför hyllan, sker slutmontering på Lotus-anläggningarna.

Tesla hävdar att Roadster erbjuder dubbla effektiviteten hos populära hybridbilar, medan den genererar en tredjedel av koldioxiden. Bild © 2006 Tesla Motors, Inc. Alla rättigheter förbehållna.

Är elbilar äntligen nästa stora sak?

Teslas affärsplan erkänner att innovativ teknik ofta är mycket dyr och att de mycket rika vanligtvis är de första människorna som antar den. När priserna sjunker kan tekniken flytta ner på marknaden. Det är därför Teslas första bil är en avancerad sportbil som endast tillverkas i begränsat antal. Tesla har emellertid uppmärksammat en 2008-release av en elektrisk sedan med fyra dörrar (kodnamn White Star). Roadster verkar vara en framgång inom sina begränsade produktionsnummer - den första 100-talet "Signature Series" Roadsters är slutsåld, och nästa körning på 100 är klar för förbeställningar. En fulladdad Roadster kommer att kosta $ 100.000, med en $ 75.000 utbetalning som krävs för att reservera en.

Elbilar är förmodligen alltid dyrare än bilar som använder förbränningsmotorer. Besparingarna kommer när du tittar på bränslekostnaderna och miljöpåverkan. En elbil har nollutsläpp och bidrar inte till föroreningar. Att köra en elbil en mil kostar en bråkdel av vad det kostar att köra en gasdriven bil en mil. Kritiker påpekar med rätta att energin för att driva en elbil fortfarande kommer från någonstans - i detta fall ett kraftverk som tillhandahåller energi till elnätet. Att flytta energikällan från olja till kol gör det inte nödvändigtvis renare.

Tesla och andra elbilförespråkare svarar att elbilar är mer effektiva av flera skäl. För det första är att generera kraft vid ett kraftverk, till och med ett kolkraftverk, mer effektivt och skapar mindre föroreningar än miljoner små förbränningsmotorer som skapar kraften. Dessutom kommer en del av vår elektricitet från renare kraftverk som vattenkraftverk, vindkraftsparker och solceller.

I en intervju med Wired.com hävdade Eberhard att energin i en gallon bensin kunde köra en elbil 110 mil. Jämfört med de genomsnittliga gaspriserna och elpriserna kunde Roadster gå 150 mil för priset på en gallon gas. Tesla rapporterar två gånger effektiviteten för även de grönaste hybridbilarna.

För mycket mer information om Tesla Roadster, Tesla Motors, elbilar och relaterade ämnen, kolla in länkarna på nästa sida.

Nikola Tesla och EV1, var är du?

Eberhard heter sitt nya företag efter forskare, uppfinnare och ingenjör Nikola Tesla. Tesla utvecklade trefasiga elmotorer som de som användes i Tesla Roadster.

Relaterade artiklar

  • Hur elbilar fungerar
  • Hur el fungerar
  • Hur hybridbilar fungerar
  • Hur bensin fungerar
  • Hur gaspriser fungerar
  • Hur hästkrafter fungerar
  • Hur kraft, kraft, moment och energi fungerar
  • Hur elmotorer fungerar
  • Vad får litiumjonbatterier att överhettas eller ta eld?

Fler bra länkar

  • Tesla Motors
  • Nyheter: Batteridrivna bil kommer att röka dig
  • UNSW School of Physics: Induktionsmotorer
  • EV World
  • "Vem dödade elbilen?" film webbplats
  • Planet Green
  • TreeHugger.com

källor

  • Davis, Joshua. "Batteridrivna bil kommer att röka dig." Wired News, 19 juli 2006. http://www.wired.com/news/wiredmag/0,71414-2.html?tw=wn_story_page_next2
  • "Elektrisk åktur." 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. "Noll till 60 på 4 sekunder, helt från att vända batterier." New York Times, 19 juli 2006. http://www.nytimes.com/2006/07/19/business/19electric.html?ex=1158206400&en=dd66218d2c708a9d&ei=5070
  • "Tesla Roadster fotoalbum." http://blog.wired.com/teslacar/index.album?i=19



Ingen har kommenterat den här artikeln än.

De mest intressanta artiklarna om hemligheter och upptäckter. Massor av användbar information om allt
Artiklar om vetenskap, rymd, teknik, hälsa, miljö, kultur och historia. Förklara tusentals ämnen så att du vet hur allt fungerar