Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника

Автомобиль Тесла, принцип работы

Автомобиль Тесла – это электромобиль нового поколения. Из этой статьи вы узнаете, из чего состоит Тесла и принцип ее работы на примере Tesla model S.

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника Tesla model S

Из чего состоит автомобиль Тесла

Давайте мысленно откинем кузов и рассмотрим основные узлы автомобиля.

Под кузовом можно увидеть асинхронный двигатель (он же индукционный) и инвертор

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника инвертор и асинхронный двигатель

в живую это выглядит примерно вот так:

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника инвертор и асинхронный двигатель вживую

А также платформу из литий-ионных батарей, которая устанавливается на днище автомобиля

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника батарея на автомобиль Тесла

Всем этим делом управляет электроника, которая встроена в бортовую панель автомобиля Тесла

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника бортовая панель Тесла

Двигатель Тесла, принцип работы

Самым главным узлом в автомобиле является асинхронный двигатель, который разработал великий ученый Никола Тесла. Давайте разберем принцип работы асинхронного двигателя

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника

Асинхронный двигатель состоит из двух частей: статора и ротора

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника статор и ротор асинхронного двигателя

Как же работает асинхронный двигатель? Асинхронный двигатель – это трехфазный двигатель переменного тока с вращающимся магнитным полем.

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника вращающееся магнитное поле

Вращающееся магнитное поле образуется в обмотках статора. Оно в свою очередь приводит в движение ротор.

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника подключение асинхронного двигателя к трехфазному питанию

Также нельзя забывать тот факт, что в асинхронном двигателе скорость вращения самого ротора будет меньше, чем скорость вращающегося магнитного поля, которое образуется в статоре двигателя.

Но и это еще не все. Частота вращения такого двигателя зависит от частоты переменного тока, поступающего на его обмотки. Чем больше частота, тем быстрее будет вращается двигатель. Поэтому, управляя частотой, мы можем управлять вращением двигателя, а следовательно, и скоростью самого автомобиля. То есть все управление автомобилем сводится к тому, чтобы преобразовать постоянный ток в переменный трехфазный и возможностью менять частОты переменного трехфазного тока. Это простое преобразование постоянного тока в переменный ток нужной частоты делает автомобили Тесла простыми и надежными.

Почему асинхронный двигатель лучше, чем ДВС

График зависимости крутящего момента (Н⋅м) от оборотов двигателя внутреннего сгорания (ДВС) выглядит примерно вот так:

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника График зависимости крутящего момента от оборотов в ДВС

Поэтому, соединять вал двигателя ДВС напрямую с колесами – так себе идея.

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника

В этом случае требуется трансмиссия и коробка передач

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника трансмиссия и коробка передач в автомобилях с ДВС

Также не забывайте, что линейное движение поршней должно быть преобразовано во вращательное движение. Это очень трудоемкий процесс, так как приходится балансировать весь двигатель, чтобы было как меньше вибраций при работе.

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника принцип работы двигателя ДВС

Да и для того, чтобы запустить такой двигатель, нам также понадобится стартер. А как вы знаете, без аккумулятора стартер не заведется. Ну или “с толкача”).

Еще один минус ДВС в том, что выдаваемая им мощность очень неравномерна, поэтому надо использовать маховик.

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника

К очевидным минусам ДВС можно также добавить его высокую стоимость, выбросы выхлопных газов в окружающую среду, высокую стоимость топлива, ограниченный ресурс, так как очень много трущихся деталей, низкий КПД, сильный шум, большой вес, замена расходников, а также, как мы уже говорили, требуется обязательно коробка переключения передач.

Зависимость крутящего момента от оборотов электродвигателя на автомобилях Тесла выглядит так

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника

Скорость вращения двигателя может быть от нуля и до 18 000 оборотов в минуту! Как вы видите, почти во всем диапазоне эта зависимость почти равномерная. Значит, нет надобности в трансмиссии и коробке передач.

Если даже сравнивать ДВС и асинхронный двигатель, то можно увидеть существенную разницу весе и выдаваемой мощности. Отношение веса к выдаваемой мощности у ДВС 0,8 кВт/кг, а у асинхронного двигателя 8,5 кВт/кг. Разница более, чем в 10 раз!

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника сравнение двигателя ДВС и асинхронного двигателя

Платформа из аккумуляторных батарей

Асинхронный двигатель надо чем-то питать. Поэтому, в автомобилях Тесла используется блок-платформа из литий-ионных аккумуляторов. Этот блок из батарей выдает постоянный ток.

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника платформа из аккумуляторных батарей в автомобилях Тесла

Такой блок состоит из маленьких простых li-ion батареек

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника Литий-ионные аккумуляторы в аккумуляторной платформе автомобилей Тесла

Решетка, которая частично держит батарейки, также является радиатором, по которой бежит антифриз

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника радиатор для аккумуляторных батареек

такой тип радиатора очень эффективен, так как он охлаждает все батарейки равномерно.

Все эти батарейки собираются в небольшие модули

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника модуль из батареек

Платформа состоит из нескольких таких модулей

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника

В живую это выглядит примерно вот так:

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника аккумуляторная платформа автомобилей Тесла

Антифриз, который охлаждает платформу из батарей, охлаждается в передней части автомобиля на автомобильном радиаторе

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника радиатор, охлаждающий батарейки

Также можно увидеть, что тяжелая платформа из батареек близко находится к земле, поэтому низкий центр тяжести улучшает управляемость и стабильность автомобиля.

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника низкий центр тяжести в автомобилях Тесла

Стоимость такой батареи-платформы более 12 000 долларов, а вес более полтонны. Пока что платформа-батарея является самой дорогой частью автомобиля. Да и вообще, проблема всех электрокаров – это дорогие аккумуляторы. Если ученые разработают дешевые и очень емкие аккумуляторные батареи, то придет конец эпохе ДВС.

Инвертор

Как же нам преобразовать постоянный ток, который выдает нам большая аккумуляторная батарея Тесла в переменный ток, который требуется для асинхронного двигателя? Вот здесь в дело вступает инвертор

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника

Он не только преобразовывает постоянный ток в переменный, но также и контролирует скорость вращения двигателя и его мощность, а следовательно, скорость автомобиля и его ускорение.

Коробка передач

Как же передается вращение от двигателя к колесам?

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника

Для этого используется коробка передач

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника коробка передач в автомобилях Тесла

В автомобилях Тесла используется простая односкоростная коробка передач, так как крутящий момент двигателя почти равномерный на всех оборотах.

Если разобрать коробку, то можно увидеть ее простую конструкцию

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника

Вращение вала двигателя приводит к вращению шестеренки, которая передает вращающий момент на колеса автомобиля

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника

Даже обратный ход достигается тем, что инвертор меняет две фазы на асинхронном двигателе местами, и двигатель будет вращаться в другую сторону.

Рекуперативное торможение

В автомобиле Тесла всего две педали и подножка для левой ноги, чтобы было куда ее девать при вождении)

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника педали в автомобиле Тесла

На самом же деле управлять автомобилем можно всего с помощью одной педали: педали газа. На английский манер такой способ вождения электрокаров называется one pedal driving. Почему это возможно на электрокарах?

Давайте для начала разберемся, как вообще происходит торможение в простом автомобиле на ДВС?

Когда мы нажимаем педаль тормоза, у нас тормозные колодки прижимаются к тормозным дискам, и автомобиль начинает тормозить. Куда уходит вся кинетическая энергия движущегося автомобиля? Она превращается в тепло и рассеивается в окружающем пространстве. Можете потрогать тормозные диски после длительного торможения. Они будут очень горячие.

Но вот в автомобилях Тесла торможение происходит совсем по другому принципу. Да, там тоже имеются тормозные колодки и диски, но они используются намного реже, чем у авто с ДВС. Как происходит торможение в Тесла? Как только вы отпускаете педаль газа, автомобиль начинает останавливаться, то есть активируется система рекуперативного торможения. В этом случае двигатель превращается в генератор электрической энергии. Куда уходит энергия от торможения? Если в простых автомобилях она уходила в тепло, то здесь двигатель в роли генератора начинает подзаряжать аккумуляторы. То есть можно сказать, что вся кинетическая энергия автомобиля превращается в электричество и запасается в аккумуляторах. Но почему же происходит процесс торможения? Дело в том, образующееся магнитное в обмотках статора будет тормозить ротор, поэтому и происходит торможение вала двигателя.

Для полной остановки электромобиля потребуется педаль тормоза, которую нажимают в самом конце остановки. Отсюда следует, что тормозные колодки на Тесле надо менять в разы реже, чем на автомобиле с ДВС.

Безопасность автомобиля Тесла

Думаю, вы все в курсе, что электромобили намного безопаснее, чем авто с двигателями ДВС. На момент написания этой статьи известны 2 случая со смертельным исходом. В обоих случаях была вина именно водителей.

В передней части автомобиля можно увидеть багажник для перевозки груза. Также этот багажник служит для смягчения удара при лобовом столкновении

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника передний багажник в автомобилях Тесла

Автопилот Тесла

По-моему, это самая крутая вещь, которую воплотила в жизнь команда Илона Маска. Автопилот использует систему обратной связи из 8 камер, которые охватывают угол обзора все 360 градусов на дальности в 250 метров, 12 сенсоров, которые помогают в опасных ситуациях, а также помогают парковаться, и есть также функция Summon, которая помогает перемещать автомобиль, например, из гаража, либо вывести с парковки с помощью мобильного приложения.

Автопилот Тесла может полностью водить автомобиль в автономном режиме. Он также может предупреждать владельца об опасных ситуациях на дороге.

Краш-тест

По результатам краш-тестов Тесла получает твердую пятерку. Подробнее об этом можно прочитать в этой статье.

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника краш-тест автомобиля Тесла

Да и вообще, вся линейка автомобилей Тесла признана самыми безопасными автомобилями в мире.

Преимущества автомобиля Тесла

Электричество вместо топлива. Заправлять автомобиль электричеством намного дешевле, чем жидким топливом. Давайте сделаем простые расчеты…

Самые мощные батареи, которые устанавливаются на Теслу – это 100 кВт⋅час. Запас хода при этом составляет что-то около 500 км. Итак, 1 кВт⋅час для Москвы стоит где-то около 6 руб. Итого, чтобы заправить наш авто, потребуется 100 х 6 = 600 рублей. Итого 600/500=1,2 руб/км.

Что с бензином? Простой ВАЗ типа Гранты будет кушать примерно 7 литров на 100 км пути. Литр бензина на момент, пока пишется статья, составляет по Москве 43 рубля. Итого, чтобы на 100 км пути потребуется около 300 рублей. 300/100=3 руб/км

В принципе, почти то же самое соотношение получается и по всему миру.

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника цена за одну милю

О чем это говорит? Да о том, что заправлять автомобиль электричеством обходится почти в 3 раза дешевле, чем бензином.

Экологичность. После сжигания горючего жидкого топлива в атмосферу выбрасывается масса продуктов горения, которые очень сильно вредят окружающей среде. Отсюда разные болезни, особенно у жителей мегаполисов. Электричество в этом плане не выдает никаких вредных веществ в атмосферу.

Да, некоторые защитники могут сказать, для того, чтобы получить электричество, нам надо опять же сжигать газ, уголь, строить атомные реакторы, строить плотины и тд. Но чтобы получить бензин, надо строить нефтеперерабатывающие заводы, нефтепроводы, надо заниматься траспортировкой бензина на АЗС и тд. Не проще ли тянуть провода с какой-нибудь ГЭС?

Кстати, некоторые продвинутые страны очень приветствуют электромобили и снимают с них транспортный налог.

Бесшумность. Звук электродвигателя почти незаметен, поэтому в Тесле вы не услышите никакого рева мотора, так как стоит электродвигатель). Максимум, что вы можете услышать – это гул покрышек при езде.

Отзывчивость педали газа. Педаль газа в Тесле очень отзывчива к нажатию и СРАЗУ же воздействует на динамику разгона и торможения. В этом случае говорят, что при разгоне “вдавливает в кресло”. На Тесле так оно и есть. Современный Tesla Roadster вообще разгоняется до сотки за 1,9 секунд!

Автопилот. О нем я говорил выше в статье.

Безопасность. Пока что автомобиль Тесла признан самым безопасным авто в мире, получив наивысший рейтинг.

Нет коробки передач. Крутящий момент двигателя на требуемых оборотах до 18 000 почти везде одинаков. Поэтому, коробка передач для Теслы не требуется.

Низкая цена обслуживания. Так как Тесла не имеет коробки передач, а также мало изнашиваемых деталей, то ее обслуживание в разы дешевле, чем у автомобиля с ДВС. В автомобиле с ДВС обязательно надо менять масло в коробке, масло в двигателе, тормозные колодки, каждые 3-4 года покупать новый аккумулятор.

Программное обеспечение. В Тесле сидят не только конструкторы, но также и программисты. Поэтому, автомобили Тесла могут похвастаться самым передовым программным обеспечением и контролем за силовыми частями цепи, то есть за аккумуляторами, инвертором, двигателем. Все это вкупе работает как часики. Также компания не забывает обновлять программное обеспечение по “воздуху”.

Недостатки электромобилей Тесла

Долгое время зарядки. В то время, как простой автомобиль с ДВС можно заправить буквально за 5 минут, Тесле поребуется около часа. Но и здесь опять же есть подвижки. В настоящее время компания стремится к тому, чтобы сделать время заряда как можно меньше. Для этого она строит так называемые Supercharger stations по всему миру. Эти заправочные станции, как говорят в Тесле, будут совершенно бесплатны, а ваш автомобиль сможет зарядиться на 80% за 30 минут! То есть пока вы пьете кофе, ваш авто уже будет снова готов покорять просторы) Полная зарядка на таких заправочных станциях длится около полутора часов. Пока что таких заправочных станций не так много, но я считаю, что ситуация все равно будет меняться в лучшую сторону.

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника заправка Supercharger

Высокая стоимость. Цены на новые модели Теслы в бомж комплектации в Америке начинаются от 43 000 $. По нашим деньгам это около 2 800 000 рублей. В Москве цены начинаются от 3,5 млн рублей. Не очень то и дешево для электрокара.

Будущее компании Тесла

Есть ли у компании будущее? Здесь большой вопрос. Все понимают, что будущее должно быть за электрокарами, но также не забывайте, что мы живем в абсолютно другом мире – в мире капитализма, где основная цель большинства людей – это деньги. Поэтому, чтобы посмотреть, как идут дела у компании, мы рассмотрим его с точки зрения инвестора, который готов или не готов вложиться в эту компанию.

Итак, на рисунке ниже мы видим график стоимости акций компании Тесла на июнь месяц 2019 года.

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника график стоимости акций Тесла

Как вы могли заметить, начиная с 2013 года акции полетели вверх. Где-то приблизительно в это время началась поставка первых автомобилей. Инвесторы увидели перспективу и кинулись покупать акции, что послужило их дальнейшему росту. Если акции в среднем стоили около 30$ за штуку, за пару лет их цена взлетела до 200$ за штуку! То есть акции Тесла подорожали почти в 6 с лишним раз!

Но все ли так гладко в компании? Для этого надо посмотреть финансовый отчет по годам.

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника прибыль компании Тесла по годам

Как вы видите, из года в год компания получает убыток, то есть как говорится по-русски, работает в минус.

Как же сейчас обстоят дела у компании? Для этого открываем квартальные отчеты

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника квартальный отчет компании Тесла за 2018-2019 год

Видим, что за 3 и 4 квартал 2018 года компания получила неплохую прибыль, но за первый квартал 2019 года опять “ушла в минус”. Чего ожидать дальше, пока никто не знает, хотя Илон Маск уверяет, что с компанией все будет хорошо. Выпускаются новые модели, покоряются новые рынки. Ну что же, поживем – увидим.

Материал подготовлен по видео:

Двигатель Тесла

Никола Тесла – легендарный создатель в области электро- и радиотехнике, создатель переменного тока. В его честь, в 2003 году, была открыта компания по производству автомобилей, которые ездят на электричестве.

Технические характеристики

Основателем автомобильной компании Tesla стали Илон Маск, Джей Би Штробель и Марк Тарпеннинг. Прежде всего, основателям компании необходимо было разработать мощный электродвигатель и батареи, чтобы привести в работу ведущие колёса. Для создания первого прототипа автомобиля потребовалось почти 3 года.

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника

Первый электрокар Tesla Roadster был презентован 19 июля 2006 года. Презентация автомобиля прошла успешно, но спортивный электрический автомобиль имел ряд недостатков. 2009 года была презентована 5-дверная Model S, двигатели которой устанавливаются на транспортные средства по этот день с небольшими доработками.

Технические характеристики силового агрегата электромобиля Tesla:

НаименованиеХарактеристика
ПроизводительTesla
Типтрёхфазный асинхронный двигатель
Мощность225, 270 или 310 кВт
Крутящий момент430, 440 или 600 Н·м
Максимальная скорость201 (первое поколение)
250 (второе поколение) км/час
Разгон до 100 км/часот 2,7 (модификация P100D) с
Тип аккумуляторалитий-ионный
Запас ходаот 370 до 632 км
Время зарядки8 ч

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника

Обслуживание и эксплуатация

Обслуживание силового агрегата начинается с диагностики работоспособности электромотора, который непосредственно подключён к электронному блоку управления автомобилем. Если обнаружены ошибки, то мастера находят непосредственную причину. Сервисное и техническое обслуживание двигателей Тесла стоит проводить на сертифицированной станции, поскольку только у них имеется необходимое оборудование для всех ремонтно-диагностических и восстановительных операций.

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника

Неисправности и ремонт

Ремонт, как и обслуживание, стоит проводить на специальном оборудовании у специалистов. Основными и частыми неисправностями является быстрая потеря ресурса батареи. Первые модели Тесла имели слишком малый запас энергии, а поэтому была высока вероятность «застрять» на трассе.

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника

Ещё один факт – неисправность в системе автопилота. Эта проблема стала причиной гибели американского гражданина Джошуа Браун в 2016 году. Расследование причин аварии показало, что автопилот не видит поперечно идущий транспорт. Данная неисправность на стадии усовершенствования.

Забавные факты

Чтобы не делал человек, другой человек способен это изменить и модернизировать. Так и с засекреченными автомобильными технологиями. Джейсон Хьюз (Jason Hughes) большой поклонник Tesla и электромобилей компании. Но ему нравится не только кататься на таких электромобилях, но и знать, как они работают. Джейсон — довольно известная личность в сообществе поклонников Tesla. К примеру, именно ему удалось извлечь из обновлённой прошивки автомобиля некоторые данные о новой модели электромобиля. Если точнее, речь идёт про обнаружение записи «P100D» в прошивке Tesla 7.1.

Но сейчас ему удалось гораздо большее. Он смог достать задний привод Tesla Model S, и научился им управлять. Откуда получен привод, Хьюз не говорит, но это не так уж и важно. Гораздо более важно то, что он смог получить полный контроль над всеми функциями этого узла.

Первым шагом, в этом непростом проекте, стала подача питания на привод с одновременным сниффингом CAN-шины на предмет обнаружения отдельных команд управления. На это ушло около 12 часов, но, в конце концов, мотор удалось заставить вращаться. Мастеру пришлось повозиться — мало того, что данные работы движка пришлось расшифровывать, но и для управления его работой Джейсон написал специальное ПО. На этом этапе речь шла только о том, чтобы заставить движок работать. На то, чтобы перехватить и расшифровать команды CAN, у него ушло ещё 3 часа.

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника

После этого дело пошло уже легче — Хьюзу удалось найти полный пакет команд управления. К примеру, он смог подключить систему водяного охлаждения, и приводил её в действие во время работы привода (в определённом режиме работы система заявляла о скорости в 188 километров в час). Двигатель удалось ввести и в режим генерации энергии. Система рекуперации энергии, введённая инженерами Tesla, позволяет во время торможения использовать двигатель машины в качестве генератора. Сейчас Джеймс может по своему усмотрению устанавливать различные параметры питания движка и генерации им энергии.

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника

В итоге ему удалось даже создать собственную плату управления задним приводом. Интересно, что мотор был извлечён из автомобиля с прошивкой 7.1, которая включала ряд схем безопасности, предотвращающих вмешательство в нормальную работу системы. Но Джейсону удалось обойти эти препятствия.

Наиболее сложной задачей было заставить движок слушаться команд самодельного контроллера, но и это, оказалось, по силам умельцу. По его словам, он собрал свою плату буквально из мусора. Для того чтобы обезопасить движок, мастер использовал относительно низкий ампераж. Это не первый случай «хака» движка Tesla Model S. 11 месяцами ранее другому умельцу, Джеку Рикарду, также удалось заставить электромотор слушаться команд контроллера собственного изобретения. Но здесь речь идёт об использовании лишь двигателя и контроллера.

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника

Стоит помнить, что обновлённая модель электромобиля Tesla Model S поставляется с 70 кВт·ч аккумулятором, который на самом деле имеет ёмкость в 75 кВт·ч, но часть батареи, если так можно выразиться, залочена программно. Компания продавала эти авто в течение месяца, и только сейчас об этом стало известно. Как же владелец такой машины может получить 5 дополнительных кВт·ч? Очень просто — доплатить $3250 для «разлочки».

Процесс апгрейда полностью программный, и производится «по воздуху». Работникам компании физический доступ к авто нужен только для того, чтобы сменить бейдж Tesla Model S 70 на бейдж Tesla Model S 75 (делается в сервисном центре). Идея компании проста, хотя и немного странная — позволить покупателям Tesla Model S 70 платить меньше на $3000, чем покупателям Tesla Model S 75. Причём «железо» у обеих моделей абсолютно одинаковое. В компании рассудили, что не всем нужна увеличенная ёмкость батареи, и тем, кому она не нужна, разрешили платить меньше. Разница в расстоянии, которое могут проехать обе модели в автономном режиме — около 35 км.

Кстати, не так давно для той же Tesla Model S было выпущено специальное программное обеспечение, позволяющее водителю управлять машиной при помощи «силы мысли». Мысленными командами можно заставить автомобиль проехать немного вперёд или же включить заднюю передачу. При этом считывание сигналов электрической деятельности мозга производится при помощи специального шлема. Сигналы анализируются специальной программой, после чего они передаются в бортовой компьютер для управления транспортным средством.

Вывод

Двигатель Тесла – представитель электрических автомобильных двигателей, который является самым мощным электромотором в мире. Обслуживание и ремонт проводятся только в условиях автосервиса. Это поможет избежать неприятностей.

Технические характеристики и описание электромобилей Tesla

Далеко не каждому известно, что первым был электрический автомобиль, он же смог преодолеть скоростной рубеж 100 километров в час. Если бы не было главной проблемы электромобилей – доступного источника энергии, будущее автомобилей с ДВС было бы не столь однозначным. В истории есть моменты, когда электрический автомобиль мог потеснить своего оппонента, и связаны они с именем знаменитого изобретателя Николы Тесла.

  1. История автомобиля Николы Тесла
  2. Дальнейшее развитие
  3. Устройство автомобиля Тесла
  4. Tesla Roadster
  5. Автомобиль Тесла S
  6. Tesla model X
  7. Tesla model 3
  8. Tesla Model Y
  9. Достоинства
  10. Недостатки электромобилей

История автомобиля Николы Тесла

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника
Описываемые события происходили в 1931 году в Буффало. Все подробности этой истории не известны, но есть ряд подтвержденных фактов. С автомобиля Pierce-Arrow был снят стандартный двигатель внутреннего сгорания, а на его место установлен электромотор переменного тока, мощностью 80 л.с. Размеры двигателя составляли 1 м в длину и 75 см в диаметре, подключен он был к штатной трансмиссии.

После осмотра автомобиля, Тесла отправился в радио магазин и приобрел двенадцать ламп, провода и несколько резисторов. Детали были соединены по известной лишь изобретателю схеме, и помещены в коробку размером 60/30/15см (длина/ширина/высота). Наружу торчали только 2 стержня, длиной 7.5 см. Электрический автомобиль Николы Тесла был готов к испытаниям.

Тесла вместе с племянником на протяжении нескольких дней испытывал электромобиль. Скорость, которую мог развивать автомобиль, достигала 150 километров в час. По уверениям изобретателя, расстояние, которое способен проехать его автомобиль, было неограниченным, а энергию для этого он черпал из «эфира». Начали ходить разговоры о безумии изобретателя, его связи с темными силами вселенной.

Возможно это стало причиной того, что Тесла оставив автомобиль в каком-то сарае в пригороде, забрал свою таинственную коробку и уехал в лабораторию в Нью-Йорке. Дальнейшие переговоры закончились ничем, и тайну своего электромобиля Тесла унес с собой. Но история автомобиля, связанная с именем Тесла, на этом не закончилась.

Дальнейшее развитие

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника
Продолжением истории являются электрические авто от американской компании Tesla Motors. В 2003 году два энтузиаста (Марк Тарпеннинг и Мартин Эберхард) задались целью коммерциализировать электромобили, создав суперкар, который не уступал бы по своим характеристикам самым именитым машинам того времени. Задача требовала серьезных инвестиций, и Илон Маск стал человеком, который финансировал это мероприятие.

Устройство автомобиля Тесла

Благодаря тому, что автомобиль работает исключительно на электрической тяге, из его конструкции исключено масса узлов и деталей, необходимых для работы обычных машин, но совершенно невостребованных в электромобиле.

  • Кузов автомобиля выполнен из легкого, алюминиевого сплава
  • Пневматическая, многорычажная подвеска от Mercedes
  • Двигатель асинхронный, трехфазный, индукционного типа
  • Литий-ионная батарея, расположенная в днище автомобиля

Tesla Roadster

Первый автомобиль от компании увидел свет в 2006 году, модель называласьTesla Roadster. Нельзя сказать, что результаты были выдающимися, всего реализовали около 3000 экземпляров. Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника

В целом, его можно считать уникальным явлением в истории автомобилестроения. Он полностью электрический, при этом технические характеристики ничуть не уступают автомобилям с ДВС.

Технические характеристики Tesla Roadster
Двигатель2.5 Sport
Мощность288 л.с.
Крутящий момент400 Н•м
Максимальная скорость212 км/ч
Аккумулятор53 кв/ч
Запас хода393 км
Разгон до 1003.7 с.
Вес1140 кг

В 2008 году небезызвестный Джереми Кларксон, который тестировал Родстер в рамках программы Top Gear, обратил внимание на ряд существенных минусов электромобиля. Выпуск программы послужил поводом для судебного иска от Tesla inc. к компании BBC за клевету, который был отклонен судом.
» alt=»»>
Нужно отдать должное компании, прежде чем продавать автомобили, была построена сеть заправочных электростанций Supercharger (в нашей стране не представлена) и станций технического обслуживания. Это было одной из причин успеха следующей модели, которую фирма анонсировала в 2009 году, правда выпускать их стали только в 2012.

Автомобиль Тесла S

Выпускается model S в нескольких вариантах комплектации, отличающихся емкостью батареи. От нее в основном зависят и другие технические характеристики автомобиля. Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника

Цифры в названии означают емкость батареи, буква P (performance — производительность) говорит, что перед вами наиболее мощная модификация, спорт если хотите. В новых моделях Tesla появилась литера D. Она означает, что модель имеет два двигателя, по одному на каждый мост. Это позволяет сократить время разгона машины до каких-то 3 секунд. Начиная с 2016 года, в серию пошли рестайлинговые модели 1 поколения.

Технические характеристики Tesla S
1 поколение
60
Мощность302 л.с.
Максимальная скорость193 км/ч
Запас хода335 км
Разгон до 1005.9 с.
70D
Мощность329 л.с.
Максимальная скорость225 км/ч
Запас хода386 км
Разгон до 1005.2 с.
85
Мощность362 л.с.
Максимальная скорость200 км/ч
Запас хода426 км
Разгон до 1005.4 с.
P85
Мощность416 л.с.
Максимальная скорость210 км/ч
Запас хода426 км
Разгон до 1004.2 с.
85D
Мощность422 л.с.
Максимальная скорость250 км/ч
Запас хода435 км
Разгон до 1004.4 с.
P85D
Мощность691 л.с.
Максимальная скорость250 км/ч
Запас хода407 км
Разгон до 1003.1 с.
1 поколение рестайлинг
60
Мощность315 л.с.
Максимальная скорость210 км/ч
Запас хода400 км
Разгон до 1005.8 с.
60D
Мощность328 л.с.
Максимальная скорость210 км/ч
Запас хода408 км
Разгон до 1005.4 с.
70D
Мощность332 л.с.
Максимальная скорость225 км/ч
Запас хода490 км
Разгон до 1005.4 с.
90D
Мощность422 л.с.
Максимальная скорость250 км/ч
Запас хода557 км
Разгон до 1004.4 с.
P100D
Мощность772 л.с.
Максимальная скорость250 км/ч
Запас хода613 км
Разгон до 1002.7 с.

Даже при первом взгляде создается впечатление стремительности и динамичности машины, сохраняющей элегантный вид, шик и шарм. Внешний вид и выдающиеся технические характеристики не охватывают всех достоинств этой модели.
» alt=»»>
Сравнительные тесты, проведенные вместе со спорт-седаном BMW M5, показали всю мощь и весь потенциал электромобиля. Пусть максимальная мощность и величина крутящего момента модели S меньше, чем у оппонента, зато тяговый электромотор обеспечивает ей значительное преимущество при разгоне, ни в чем не уступая BMW. Прибавьте к этому полное отсутствие рычания мотора, свойственное ТС с такими мощностями.

В модели отсутствует трансмиссия, автомобиль начинает движение с максимальным крутящим моментом, развиваемым мотором, и выдает его сразу после нажатия на педаль газа. Начиная движение, нужно быть готовым к тому, что водителя и пассажиров будет буквально вжимать в спинку сиденья, и все это в полной тишине. Только шорох шин разгоняющегося автомобиля и смена пейзажа за окном, даст знать о том, что движение уже началось.
» alt=»»>
Энергию для model S обеспечивают тысячи литий-ионных элементов питания, расположенных в днище автомобиля. Подобное техническое решение (расположение источников энергии вдоль днища), обеспечивает дополнительную устойчивость машины на дороге, за счет низкого центра тяжести и идеальной развесовки по осям. В роли силового агрегата выступает индукционный двигатель переменного тока, принципы действия которого Никола Тесла продемонстрировал в 1880 г.

Tesla model X

Новая модель электромобиля Tesla model X была анонсирована в сентябре 2015 года в Лас-Вегасе, продажи стартовали в конце 2016. Кроссовер имеет панорамное лобовое стекло, 6 пассажирских мест и одно водительское. Дополнительный ряд сидений является дополнительной опцией, за которую покупатель должен выложить порядка 4000 долларов. Автопилот, акустическая система, умная подсветка – все это можно получить за дополнительную плату. Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника

Задние двери электрокара открываются вертикально, производитель назвал подобную реализацию Falcon Wings, что в переводе значит крылья сокола. Конструкция вызвала неоднозначную реакцию и споры относительно удобства использования.

Машина представлена в 3 модификациях, отличия, как и в предыдущей серии касаются емкости батарей.

Технические характеристики Tesla X
75D
Мощность329 л.с.
Максимальная скорость210 км/ч
Запас хода417 км
Разгон до 1006.2 с.
90D
Мощность518 л.с.
Максимальная скорость250 км/ч
Запас хода489 км
Разгон до 1005 с.
P100D
Мощность762 л.с.
Максимальная скорость250 км/ч
Запас хода542 км
Разгон до 1003.1 с.

Tesla model 3

Весной 2016 года компания устроила настоящий фурор на рынке, анонсировав новую Tesla model 3, цена на которую стартует от смешных 35000 долларов, тогда как самая дешевая модель S стоит минимум в 2 раза дороже. Количество предварительных заказов на автомобиль быстро превысило рубеж в 300 тысяч. Начало серийного выпуска запланировано во второй половине 2017 года.
» alt=»»>
В дальнейшем Илон Маск даже начал отговаривать некоторых клиентов. По его словам, ситуация сложилась таким образом, что ожидания людей от model 3 в значительной степени превышали ее реальные возможности. Дешевый электромобиль, по меркам модельного ряда Tesla, не может и не будет превосходить по комфорту и комплектации своих старших собратьев.

Салон будущего «бюджетника» на электрической тяге минималистичен, отсутствует даже традиционная панель приборов. Ее функции возложены на 15 дюймовый центральный монитор. В базовой комплектации обещают минимальный запас хода 346 км, в более дорогих и все 500 км. Автопилот можно будет активировать за доплату, для этого предусмотрено специальное программное обеспечение.

Обещают даже доступ к сети фирменных зарядочных станций Supercharger, на которых автомобиль может быть заряжен за 30 – 60 минут. Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника

Технические характеристики Tesla 3
Мощность
Максимальная скорость
Запас хода346 км
Разгон до 1006 с.

Tesla Model Y

14 марта 2019 года фирма презентовала новый электрокар — спортивный кроссовер Model Y. Предзаказ новинки уже можно осуществить на официальном сайте.

Автомобиль доступен в четырех модификациях:

  1. Standart Range. Имеет только задний привод — RWD (Rear-Wheel Drive);
  2. Long Range (RWD и AWD);
  3. Performance.

При этом самая доступная модификация поступит на рынок не раньше весны 2021 года, на старте продаж, осенью 2020, выпускать будут более дорогие и укомплектованные модели.

Автомобиль Тесла, принцип работы | Практическая электроника

Поскольку Model Y позиционируется как бюджетный автомобиль, кузов практически без изменений перекочевал в него из Model 3, имеет тот же коэффициент сопротивления и уровень безопасности. Вопреки ожиданиям, новая модель не получила «крылья сокола», 4 классические распашные двери с безрамными стеклами и подъемная пятая. Крыша у Tesla Y панорамная.

Салон в стиле минимализма — дефлекторы вентиляции скрыты, панель приборов и все элементы управления расположены на 15 дюймовом фирменном дисплее. Автопилот и третий ряд сидений (позволяющий увеличить число посадочных мест до 7) являются дополнительными опциями.

Технические характеристики и стоимость Tesla Model Y
Standart Range (RWD)
Цена39000 $
Максимальная скорость193 км/ч
Запас хода370 км
Разгон до 1005.9 с.
Long Range (RWD)
Цена47000 $
Максимальная скорость193 км/ч
Запас хода483 км
Разгон до 1005.5 с.
Long Range (AWD)
Цена51000 $
Максимальная скорость217 км/ч
Запас хода451 км
Разгон до 1004.8 с.
Performance (AWD)
Цена60000 $
Максимальная скорость241 км/ч
Запас хода451 км
Разгон до 1003.5 с.

Достоинства

Описать все достоинства электромобилей Tesla сложно, что-то непременно останется не охваченным. В дополнение к изложенному, стоит упомянуть такие момент как:

  1. 17 дюймовый (другой в бюджетных моделях) сенсорный монитор, вертикально расположенный справа от водителя, с которого осуществляется управление всеми функциями и устройствами автомобиля.
  2. Просторный салон, ровный пол без трансмиссионного канала, два багажника по причине отсутствия под капотом двигателя.
  3. Повышенная безопасность, обеспечиваемая не только восьмью подушками, но и в целом конструкцией кузова. Автомобиль проходит все краш-тесты на 5 из 5 возможных звезд.

Недостатки электромобилей

  • Главный недостаток для рядового потребителя — это цена. В зависимости от комплектации и модели, сегодня она составит от 35 до 142 тысяч долларов. Простой смертный при такой стоимости, может разве что смотреть на это чудо инженерной мысли и надеяться, что когда-то оно станет доступным и для него.
  • Вторым недостатком, актуальным в основном для России, является отсутствие сети станций подзарядки, что в дальнем путешествии может стать серьезной проблемой.
  • На морозе, что также весьма важно для нашей страны, запас хода электромобиля серьезно уменьшается.

Идею Николы Тесла, про автомобиль с питанием исключительно от электрического тока, сегодня можно считать почти реализованной. Конечно не в том виде, в котором это планировал гениальный изобретатель, но электромобиль, по техническим характеристикам не уступающий автомобилю с ДВС уже создан, и в нем воплощены некоторые из идей гения.

Источник Источник Источник http://www.ruselectronic.com/tesla-car/
Источник http://avtodvigateli.com/marki/dvigatel-tesla.html
Источник Источник http://znanieavto.ru/nuzhno-znat/elektricheskij-avtomobil-tesla.html

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Похожее

Geely: путь от малоизвестного бренда к глобальному игроку

Geely: путь от малоизвестного бренда к глобальному игроку

Начало пути: 1986 — 2000 гг. История Джили началась в 1986 году с небольшого предприятия по производству холодильников в городе Ханчжоу. В 1997 году, под руководством предпринимателя Ли Шуфу, компания вступила в автомобильную индустрию, начав сборку недорогих легковых автомобилей под собственным брендом. Ранние модели отличались простой конструкцией, невысокой ценой и скромным дизайном. Взлет: 2001 — […]