Электродвигатель; Тесла: описание, устройство, принцип работы, характеристика — RUUD
Электродвигатель «Тесла»: описание, устройство, принцип работы, характеристика
Электрические автомобили часто рекламируются как транспортные средства, имеющие более выгодное и экономное обслуживание, в основном из-за того, что электродвигатели намного проще, чем другие моторы. Они также могут иметь значительно более длительный срок службы, чем их газовые аналоги. Рассмотрим особенности электродвигателя «Тесла».
Высокая цель
Главный исполнительный директор Tesla Илон Маск сообщил, что амбициозная цель состоит в том, чтобы обеспечить работу силовых агрегатов Теслы на миллион миль. Подразумевается также, что они практически никогда не должны будут подвергаться износу.
Вам будет интересно: Каким напряжением заряжать автомобильный аккумулятор в домашних условиях
На пути к этой цели компанией было внедрено несколько улучшенных аккумуляторов, инверторов и электродвигателей «Тесла».Теперь производитель автомобилей представляет еще одно обновленное устройство.
Недавно Tesla сообщила, что запускает серию новых моделей двигателей улучшенной производительности S и Model X. Эти электродвигатели «Тесла» могут использоваться только на новых транспортных средствах, которые построены на сегодняшний день. В новом оборудовании установлена обновленная версия заднего двигателя Tesla.
Вам будет интересно: Сплиттер на бампер: виды, назначение, установка
Ассортимент продукции
В целом автопроизводителю удалось создать электродвигатели трех видов:
- двигатель главного типа, в котором предусматривается наличие заднего привода;
- двигатель меньших размеров, в котором установлен передний привод — его используют для двухмоторной версии модели S и Model X;
- более крупная задняя приводная версия, имеющая рабочие характеристики двигателя.
После обновления характеристик производительности «Тесла» изменил номер своего основного двигателя с задним приводом. Впоследствии все версии, затронутые обновлением, будут оснащены электродвигателем «Тесла», в то время как все автомобили без него, модели S P100D и Model X P100D, не получили каких-либо улучшений производительности. Мощность мотора составляет 416/362/302 л. с.
Компания не хотела комментировать новый блок привода, но это должно было стать значительным обновлением, поскольку оно позволяет ускорить движение от 0 до 60 миль/час более чем на 1 секунду.
Особенности конструкции мотора
Вам будет интересно: Малолитражный автомобиль «Ока»: расход топлива на 100 км
Рассмотрим характеристики электродвигателя «Тесла». Приводы Tesla построены с использованием запатентованного процесса сборки, который включает в себя:
- электродвигатель,
- узел преобразователя мощности,
- коробку передач в единый многосекционный корпус.
В прошлом году стало известно, что Tesla разрабатывает новую силовую электронику с нуля вместо использования внеоболочных компонентов для привода модели 3. Архитектура инвертора позволит задействовать электродвигатель «Тесла» мощностью более 300 кВт, что приближает его к показателям производительности модели S. Но также подразумевается, что Tesla, скорее всего, обновит модель S, чтобы еще больше дифференцировать ее повышенную производительность от меньшего дорогой модели 3. Характеристики электродвигателя автомобиля «Тесла» обеспечивают перспективность его популярности.
Особенности процесса производства «Тесла»
Первое, что можно заметить на производственном этаже Tesla Motors, — это роботы. Восемь футов высотой ярко-красных ботов, которые выглядят как трансформеры, прижимающиеся к каждому седану модели S. До восьми роботов одновременно работают над одной моделью S в четкой последовательности, каждая машина выполняет до пяти задач:
- сварку,
- заклепывание,
- захват и перемещение материалов,
- изгиб металла,
- установку компонентов.
Мнение директора компании
«Модель X является особенно сложной машиной для сборки. Может быть, самый сложный автомобиль для строительства в мире. Я не уверен, что будет сложнее », — признался Илон Маск, основатель компании-миллиардера «Теслы» и ее генеральный директор, который также выполняет те же роли в SpaceX.
Маск хочет сосредоточиться на создании лучшего в мире автомобиля, а модель S стоимостью в $ 70 000 по всем правам может претендовать на этот приз. Это полностью электрический автомобиль, он предлагает недельную поездку за одну зарядку от любой из общенациональной сети бесплатных зарядных станций на солнечной энергии.
Это самый быстрый из всех четырехдверных серийных автомобилей на планете, являясь самым безопасным автомобилем своего класса. Когда он сталкивается с машиной для испытания на столкновение, последняя, подобранная для испытания, ломается.
Асинхронный двигатель
Асинхронный электродвигатель «Теслы» – это трехфазный четырехполюсный мотор. Он состоит из двух основных частей — статора и ротора.
Статор состоит из трех частей — сердечника статора, проводника и рамы. Ядро статора представляет собой группу стальных колец, которые изолированы друг от друга и ламинируются вместе. Эти кольца имеют прорези внутри колец, которые проводящий провод будет обертывать, образуя катушки статора.
Проще говоря, в трехфазном асинхронном двигателе существует три разных типа проводников. Их можно назвать фазой 1, фазой 2 и фазой 3. Каждый тип провода обернут вокруг слотов на противоположных сторонах внутренней части сердечника статора. Как только проводящий провод находится внутри сердечника статора, сердечник размещается внутри рамки.
Как работает электродвигатель?
Принцип работы электродвигателя «Тесла» такой.Он начинается с аккумулятора в автомобиле, который подключен к двигателю. Электрическая энергия подается на статор через аккумулятор. Катушки внутри статора (изготовленные из проводящей проволоки) расположены на противоположных сторонах сердечника статора и действуют как магниты. Поэтому когда электрическая энергия от автомобильной батареи подается на двигатель, катушки создают вращающиеся магнитные поля, которые тянут проводящие стержни снаружи ротора вдоль него. Вращающийся ротор — это то, что создает механическую энергию, необходимую для поворота шестеренок автомобиля, которые, в свою очередь, вращают шины.
В электромобиле нет генератора переменного тока. Как же заряжается аккумулятор? Когда нет отдельного генератора переменного тока, двигатель в электромобиле действует и как двигатель, и как и генератор. Это одна из причин, почему электромобили настолько уникальны. Как упоминалось выше, аккумулятор запускает двигатель, который подает энергию на шестерни, которые вращают шины. Этот процесс происходит, когда нога находится на ускорителе — ротор тянется вдоль вращающегося магнитного поля, требуя большего крутящего момента. Но что происходит, когда отпускают ускоритель?
Когда нога сходит с акселератора, вращающееся магнитное поле останавливается, и ротор начинает вращаться быстрее (в отличие от того, чтобы его тянуть вдоль магнитного поля). Когда ротор вращается быстрее, чем вращающееся магнитное поле в статоре, это действие перезаряжает батарею, действуя как генератор переменного тока.
Что означает три фазы?
Основываясь на основных принципах Никола Теслы, определенных в его многофазном асинхронном двигателе, выпущенном в 1883 году, «три фазы» относятся к токам электрической энергии, которые подаются на статор через аккумулятор автомобиля. Эта энергия приводит к тому, что проводящие проволочные катушки начинают вести себя как электромагниты. Таким образом обеспечивается работа электрического двигателя.
Поскольку эта технология продолжает развиваться, производительность электрических автомобилей начинает быстро догонять и даже превосходить их газовые аналоги. Несмотря на то что электромобили остаются на некотором расстоянии, скачки, которые делали такие компании, как Tesla и Toyota, вдохновили надежду на то, что будущее транспорта больше не будет зависеть от ископаемого топлива.
Электрические автомобили и окружающая среда
С точки зрения крупномасштабных перспектив, есть несколько преимуществ для роста электромобилей:
- снижение шумового загрязнения, поскольку шум, электрический двигатель намного более подавлен, чем двигатель с газовым двигателем;
- электромоторы не требуют смазочных материалов и технического обслуживания, как газовый двигатель, химикатов и масла.
Подведем итоги
Электродвигатель стал особенно высоко цениться в течение последних нескольких лет. Поскольку большинство людей понимают и оценивают влияние загрязнения окружающей среды на климат, спрос на это транспортное средство, которое может принести меньше вреда природе, постоянно возрастает.
Благодаря этому требованию роста и развития некоторые из величайших изобретателей мира усовершенствовали электродвигатель, чтобы он работал лучше и был более эффективным. Илон Маск – один из них. Он приближает время, когда электромобили станут использоваться повсеместно. Тогда и экология планеты будет более чистой.
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.
- История автомобиля Николы Тесла
- Дальнейшее развитие
- Устройство автомобиля Тесла
- Tesla Roadster
- Автомобиль Тесла S
- Tesla model X
- Tesla model 3
- Tesla Model Y
- Достоинства
- Недостатки электромобилей
История автомобиля Николы Тесла
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
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.
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 | |
---|---|
Двигатель | 2.5 Sport |
Мощность | 288 л.с. |
Крутящий момент | 400 Н•м |
Максимальная скорость | 212 км/ч |
Аккумулятор | 53 кв/ч |
Запас хода | 393 км |
Разгон до 100 | 3.7 с. |
Вес | 1140 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.
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 | |
Мощность | 302 л.с. |
Максимальная скорость | 193 км/ч |
Запас хода | 335 км |
Разгон до 100 | 5.9 с. |
70D | |
Мощность | 329 л.с. |
Максимальная скорость | 225 км/ч |
Запас хода | 386 км |
Разгон до 100 | 5.2 с. |
85 | |
Мощность | 362 л.с. |
Максимальная скорость | 200 км/ч |
Запас хода | 426 км |
Разгон до 100 | 5.4 с. |
P85 | |
Мощность | 416 л.с. |
Максимальная скорость | 210 км/ч |
Запас хода | 426 км |
Разгон до 100 | 4.2 с. |
85D | |
Мощность | 422 л.с. |
Максимальная скорость | 250 км/ч |
Запас хода | 435 км |
Разгон до 100 | 4.4 с. |
P85D | |
Мощность | 691 л.с. |
Максимальная скорость | 250 км/ч |
Запас хода | 407 км |
Разгон до 100 | 3.1 с. |
1 поколение рестайлинг | |
60 | |
Мощность | 315 л.с. |
Максимальная скорость | 210 км/ч |
Запас хода | 400 км |
Разгон до 100 | 5.8 с. |
60D | |
Мощность | 328 л.с. |
Максимальная скорость | 210 км/ч |
Запас хода | 408 км |
Разгон до 100 | 5.4 с. |
70D | |
Мощность | 332 л.с. |
Максимальная скорость | 225 км/ч |
Запас хода | 490 км |
Разгон до 100 | 5.4 с. |
90D | |
Мощность | 422 л.с. |
Максимальная скорость | 250 км/ч |
Запас хода | 557 км |
Разгон до 100 | 4.4 с. |
P100D | |
Мощность | 772 л.с. |
Максимальная скорость | 250 км/ч |
Запас хода | 613 км |
Разгон до 100 | 2.7 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.
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 | |
Мощность | 329 л.с. |
Максимальная скорость | 210 км/ч |
Запас хода | 417 км |
Разгон до 100 | 6.2 с. |
90D | |
Мощность | 518 л.с. |
Максимальная скорость | 250 км/ч |
Запас хода | 489 км |
Разгон до 100 | 5 с. |
P100D | |
Мощность | 762 л.с. |
Максимальная скорость | 250 км/ч |
Запас хода | 542 км |
Разгон до 100 | 3.1 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.
Технические характеристики Tesla 3 | |
---|---|
Мощность | — |
Максимальная скорость | — |
Запас хода | 346 км |
Разгон до 100 | 6 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:
- Standart Range. Имеет только задний привод — RWD (Rear-Wheel Drive);
- Long Range (RWD и AWD);
- 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.
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) | |
Цена | 39000 $ |
Максимальная скорость | 193 км/ч |
Запас хода | 370 км |
Разгон до 100 | 5.9 с. |
Long Range (RWD) | |
Цена | 47000 $ |
Максимальная скорость | 193 км/ч |
Запас хода | 483 км |
Разгон до 100 | 5.5 с. |
Long Range (AWD) | |
Цена | 51000 $ |
Максимальная скорость | 217 км/ч |
Запас хода | 451 км |
Разгон до 100 | 4.8 с. |
Performance (AWD) | |
Цена | 60000 $ |
Максимальная скорость | 241 км/ч |
Запас хода | 451 км |
Разгон до 100 | 3.5 с. |
Достоинства
Описать все достоинства электромобилей Tesla сложно, что-то непременно останется не охваченным. В дополнение к изложенному, стоит упомянуть такие момент как:
- 17 дюймовый (другой в бюджетных моделях) сенсорный монитор, вертикально расположенный справа от водителя, с которого осуществляется управление всеми функциями и устройствами автомобиля.
- Просторный салон, ровный пол без трансмиссионного канала, два багажника по причине отсутствия под капотом двигателя.
- 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.
Совершенство электромобилей Tesla
Вряд ли сейчас можно найти современного человека, которому не было бы знакомо имя Tesla. Также, маловероятно, что кто-то будет сомневаться в том, что именно этот американский автопроизводитель задаёт сегодня тон в мире электрокаров. У Теслы много достижений, их всех не перечесть, при этом, престижный бренд продолжает совершенствоваться без промедлений. Одной из популярных моделей данной марки, является Model S, которую мы и будем разбирать в теме «по винтикам», дабы удостовериться в превосходстве техники от Тесла в целом. Также затронем и финансовое положение дел популярного заокеанского производителя.
Содержание:
- Двигатель Tesla Model S.
- Чем асинхронный электромотор Тесла переигрывает ДВС?
- Аккумуляторы Тесла.
- Инвертор Тесла.
- Редуктор Tesla.
- Рекуперативное торможение Тесла.
- Автопилот Tesla.
- Краш-тесты Тесла.
- Достоинства электромобилей Тесла.
- Минусы электромобилей Тесла.
- Настоящее и будущее марки Tesla.
Двигатель Tesla Model S
Начнём с силового агрегата автомобиля, без сомнений представляющего интерес для поклонников современной, экологически частой техники, да и не только для них. Итак, перед нами асинхронный электромотор, разработанный великим сербским изобретателем Николой Теслой (Nikola Tesla). Далее, разберём его устройство и принцип работы.
В состав конструкции входит два основных элемента: статор и ротор
А как же функционирует это высокоэффективное устройство? Асинхронный электромотор — это 3-х фазный движок с вращающимся магнитным полем, образующимся в обмотках статора. Это самое поле заставляет вращаться ротор, а работает аппарат на переменном токе.
В асинхронном электродвигателе скорость вращения ротора, ниже скорости вращения магнитного поля. Частота вращения данного мотора имеет зависимость от частоты переменного тока, подаваемого на его обмотки. Чем она больше, тем с большей скоростью будет работать движок. Из этого следует, что манипулируя частотой, мы манипулируем вращением электродвигателя и естественно, скоростью самого средства передвижения. Всё управление Model S сводится к преобразованию постоянного тока в переменный 3-фазный и возможности менять его частоты. Эта трансформация делает все модели Тесла простыми и надёжными в эксплуатации.
Чем асинхронный электромотор Тесла переигрывает ДВС?
Рассмотрим приведённое ниже изображение, на котором представлен график зависимости тяги ДВС от его оборотов:
Не мудрено, что стыковать вал ДВС с колёсами напрямую — не самая лучшая идея. Тут уж никак не обойтись без трансмиссии и КПП.
Также не стоит забывать, что в ДВС, возвратно-поступательное движение поршней должно ещё преобразовываться во вращательное. Данный процесс является весьма трудоёмким, так как конструкторам нужно балансировать весь силовой агрегат, дабы максимально уменьшить вибрации при функционировании.
Помимо перечисленного, для запуска ДВС нам понадобится ещё и стартер, а для него, аккумуляторная батарея. Кроме того, мощность двигателя работающего на горючем весьма неравномерная, поэтому инженеры приспособили тяжёлый маховик. Нельзя сбрасывать со счетов и высокую себестоимость традиционных моторов работающих на бензине либо дизтопливе.
Негатива прибавляют выбросы вредных веществ в атмосферу, постоянно растущие цены на топливо, ограниченный ресурс работы из-за наличия большого количества трущихся деталей, не высокий КПД, шумность, большая масса, замена расходников.
А теперь посмотрим, что нам предлагает движок моделей Тесла:
Частота вращения может доходить до отметки 18 000 об/мин и как видно из приведённого выше графика, тяга практически равномерно распределилась по всему диапазону оборотов. Что это нам даёт? Очень даже существенные выигрыши: не нужна сложная трансмиссия и КПП.
Второе чем бьёт асинхронный агрегат — отношением массы к производимой мощности. У ДВС — это 0,8 кВт/кг, а у электромотора — 8,5 кВт/кг. Что тут и сказать: выигрыш более чем в десять раз не может не восхищать!
Аккумуляторы Тесла
Естественно, электрический двигатель должен брать откуда-то энергию, поэтому производитель организовал на своих моделях блок из Li-ion накопителей, выдающих постоянный ток.
В состав блока входят маленькие Li-ion батарейки:
Решётка частично удерживающая батарейки, одновременно является и радиатором, по которому двигается антифриз:
Кстати сказать, такой тип системы охлаждения является весьма эффективным, так как происходит равномерное и качественное охлаждение батареек, которые при таких благоприятных условиях прослужат дольше.
Батарейки собираются в небольшие модули:
В состав платформы входит несколько таких модулей:
Антифриз охлаждающий платформу с батареями подвергается охлаждению во фронтальной части авто, для чего приспособлен специальный радиатор:
Нельзя не заметить и низкое расположение весьма нелёгкой аккумуляторной платформы, что положительным образом влияет на управляемость электрокара и его стабильность на дороге:
Передовые технологии никогда не стоили дёшево, аккумуляторное оборудование от Теслы, естественно исключением из правил не является. При массе более 500 кг, платформа затянула на не малую сумму в 12 тыс. долларов, став самой дорогостоящей частью электромобиля Тесла.
Инвертор Тесла
Для чего нужно это приспособление? Как уже упоминалось ранее, аккумулятор выдаёт постоянный ток, а вот асинхронный мотор функционирует на переменном. Инвертор отвечает за преобразование прямого тока в переменный, однако это не единственная его функция. Он также контролирует частоту вращения электромотора и его мощность, а следовательно, скоростной режим электрической машины и её ускорение.
Редуктор Tesla
В преимущества электромобилей Тесла записано отсутствие КПП, но естественно остаётся вопрос — а как тогда, при такой конструктивной особенности, тяга передаётся на ведущие колёса? Всё просто, для этого манёвра конструкторы применили редуктор, который, в принципе, можно назвать односкоростной КП.
В разрезе устройство выглядит так:
Просто и соответственно надёжно и недорого! Ещё один интересный вопрос: как задействуется задний ход? А вот за этот процесс отвечает как раз таки не редуктор, а инвертор, меняющий две фазы на движке местами, после чего, электромотор просто начинает вращаться в противоположном направлении.
Рекуперативное торможение Тесла
На борту моделей Tesla можно обнаружить всего две педели: тормоза и газа. На месте привычного третьего органа управления находится «стоянка» для левой ноги. Реально же, управлять Теслой можно посредством только одной педали — педали акселератора. На западе такую манеру езды называют «one pedal driving». Почему электромобили могут предложить такую возможность?
Тут всё дело в присутствии системы рекуперативного торможения, несмотря на то, что транспортные средства на электрической тяге имеют в своём распоряжении такие же тормозные механизмы, как и автомобили оборудованные ДВС. Просто используются они не так часто, как на традиционных машинах. На Тесле, как только вы начинаете попускать педаль акселератора, авто начинает замедляться — это происходит за счёт включения в работу рекуперативной системы торможения. Асинхронный электродвижок просто перестраивается на режим генератора и начинает при этом вырабатывать электрическую энергию. В обычных машинах энергия торможения превращается в тепло, а в средствах передвижения оборудованных электродвигателем, она идёт на подзарядку аккумуляторной батареи, посредством преобразования кинетической энергии в электрическую. Говоря точнее, авто будет замедляться за счёт того, что в обмотках статора образовывается магнитное поле замедляющее ротор двигателя.
Если требуется полная остановка электрического транспортного средства, то в помощь водителю педаль тормоза, на которую следует воздействовать в самом конце замедления. Данное обстоятельство, даёт выигрыш: на моделях Тесла, тормозные колодки нужно менять гораздо реже, чем на средствах передвижения оснащённых ДВС.
Автопилот Tesla
А вот эта технология выводит модели известного элитного производителя электрических автомобилей совсем на другой уровень. Автопилот задействует систему обратной связи состоящей из восьми камер, охватывающих угол обзора в 360 градусов на расстоянии 250 м. Присутствуют двенадцать сенсоров, которые могут сослужить добрую службу при возникновении опасных ситуаций, а кроме того, помогают в процессе парковки. Имеется и функция Summon, помогающая перемещать электрокар, к примеру, из гаража, также его можно вывести из места парковки воспользовавшись мобильным приложением. Система автопилотирования может управлять машиной в полностью автономном режиме, к тому же в её обязанности входит предупреждение водителя об небезопасных обстоятельствах на дороге.
Краш-тесты Тесла
Здесь у Tesla всё в порядке: результаты испытаний показали твёрдую пятёрку, так что, владельцы таких машин могут чувствовать себя за рулём практически в полной безопасности.
Достоинства электромобилей Тесла
1. Заправка электроэнергией более выгодна, чем заправка горючим
Причём выгода весьма существенная и для полного понимания этого обстоятельства, мы проведём некоторые не сложные расчёты.
Возьмём за пример самые мощные аккумуляторы, которые можно встретить на электромашинах Тесла — 100 кВт⋅ч. Такой девайс будет обеспечивать запас хода приблизительно около 500 километров. В Москве стоимость 1 кВт⋅ч составляет около 6 руб. Для заправки нашей 100-киловаттной Теслы понадобится всего 600 руб.: 100×6=600. Делим сумму 600 руб. на пробег 500 км и получаем стоимость 1,2 руб. за 1 км пробега.
А как обстоят дела с бензином? Здесь мы возьмём за пример автомобиль массового производства — Lada Granta, потребляющий 7 л горючего на 100 км пути. При приблизительной стоимости бензина в Москве 43 рубля за литр, на сто километров дороги придётся потратить около трёх сотен рублей: 300/100=3 руб. на 1 км. В общем-то, практически такое же соотношение можно наблюдать по всему земному шару.
Все эти расчёты говорят о том, что заправка транспортного средства электрической энергией обойдётся почти в три раза дешевле, чем если расходовать бензин.
2. Экологическая чистота
Электрокары превосходят машины оборудованные ДВС не только технически, они ещё и окружающую среду не загрязняют. Для человека атмосфера вздобренная вредными выбросами не проходит бесследно: дают о себе знать самые различные заболевания, которые больше всего угрожают гражданам проживающим в мегаполисах. Электромобили в этом плане не наносят никакого вреда — у них просто нет выхлопа. В некоторых странах, в борьбе за чистоту экологии, правительство освобождает владельцев электрических автомобилей от уплаты транспортного налога.
3. Бесшумность
Прислушайтесь к электрокарам Тесла во время их движения — что вы реально слышите? Только шуршание колёс и не более того, ведь электродвигатель находящийся на борту машины практически не издаёт никакого шумового сопровождения.
4. Чувствительность педали акселератора
Падаль газа в моделях Tesla отличается отзывчивостью, поэтому у обладателей подобной техники не должно возникнуть проблем ни при ускорении, ни при замедлении (когда педаль газа отпускается, в игру вступает замедляющая ход система рекуперации). Самые выдающиеся результаты по динамике демонстрирует Tesla Roadster, который набирает первую сотню за просто невероятные 1,9 сек.
5. Автопилот
Безусловно — это очень хороший помощник в некоторых ситуациях и признак того, что американский производитель находится на высочайшем уровне технического развития.
6. Отсутствие коробки передач
Она здесь просто не нужна, так как тяга на всех оборотах имеет практически одинаковый показатель.
7. Низкая себестоимость обслуживания
Двигатель внутреннего сгорания с электромоторами и сравнивать нечего: у последних нет большого количества трущихся, а значит изнашивающихся со временем деталей, да и масло с фильтрами тоже менять не нужно. К этому выгодному списку стоит добавить и отсутствие коробки передач, которая также нуждается в обслуживании. Не трудно подсчитать, какая именно разновидность транспортных средств обходится дешевле по ходу эксплуатации.
8. Программное обеспечение
В Тесле работают высококвалифицированные программисты, поэтому нет ничего удивительного в том, что в распоряжении моделей от этого производителя самое передовое ПО, контролирующее силовые части цепи: движок, АКБ, инвертор. В добавок, Tesla обеспечивает постоянное обновление софта «по воздуху».
Минусы электромобилей Тесла
1. Продолжительное время подзарядки
А вот тут электрокары проигрывают своим оппонентам работающим на горючем. Последние, можно заправить практически за пять минут, а вот электромобиль Тесла при «скоростной» зарядке будет заряжаться почти час. Однако инженеры компании постоянно работают над уменьшением времени отведённого на зарядную процедуру. С этой целью они разместили по всему миру свои фирменные Supercharger stations, позволяющие заправить электрическую машину на 80% за полчаса, причём совершенно бесплатно. Если же вы захотите зарядить своё авто под завязку, то можно рассчитывать где-то на 1,5 ч.
2. Высокая цена
В принципе, удивительного здесь ничего нет — высокие технологии всегда стоили не мало. Самая скромная комплектация, в США затянет на ценник от 43 тыс. долларов, это 2,8 млн. руб. Речь идёт о новой машине, но в любом случае, даже для электромобиля такая себестоимость для многих не приемлема.
Настоящее и будущее марки Tesla
Что светит Тесле в будущем? Вот это действительно интересный вопрос! Конечно, никто не сомневается, что электрокары впоследствии практически полностью вытеснят транспорт загрязняющий окружающую среду и поглощающий остатки нефтяных запасов. Но не стоит также забывать, что миром правят деньги и погоня за прибылью, может привести к каким угодно последствиям для любого производителя. По этой самой причине, мы будем рассматривать Теслу с точки зрения инвесторов, которые готовы либо не готовы вкладывать свои средства в эту популярную среди любителей электромобилей марку.
Ниже приведён график стоимости акций фирмы, по состоянию на июнь 2019-го года:
Видно, что начиная с 2013-го года акции начали подниматься в цене. Приблизительно в этот период производитель начал поставлять первые партии своих электрокаров. Пронырливые инвесторы сразу учуяли выгоду и естественно вложились по полной. В итоге, акции за пару лет поднялись почти в шесть с лишним раз: с 30 долларов, до 200 долларов за штуку.
Но всё ли так безоблачно у Теслы? Смотрим финансовый отчёт по годам:
Вот так незадача! Оказывается популярный американский разработчик электрических машин терпит убытки, проще говоря, их специалисты работают себе в убыток.
Как сейчас обстоят дела с творением Илона Маска? Смотрим отчёты по кварталам:
Наблюдаем, что за третий и четвёртый квартал 2018-го года, Тесла получила неплохой профит, однако в 1-м квартале 2019-го фирма опять пошла на спад. Чего ждать от такого положения дел дальше, достоверно никому не известно, но основатель раскрученного бренда обещает, что всё будет «OK». Ведутся разработки, выпускаются новые модели, завоёвываются новые рынки.
Заключение
Ну что же, с технической стороны дела, к электрокарам производства Tesla, не придерёшься, а вот что касается финансового положения, то невозможно дать однозначный ответ. Бесспорно, Илон Маск заслужил у людей доверие и вроде бы его автомобили на электрической тяге пользуются стабильным спросом. Но, глядя на приведённые графики, хочется сказать — имеем то, что имеем! Будем надеяться, что это временные спады, которые могут постигнуть любого автопроизводителя и в дальнейшем у компании дела будут идти хорошо, ведь лидером всегда быть не легко, поэтому недочёты случаются у многих.
Источник http://ruud.ru/avtomobili/52397-elektrodvigatel-tesla-opisanie-ustrojstvo-princip-raboty-xarakteristika/
Источник Источник http://znanieavto.ru/nuzhno-znat/elektricheskij-avtomobil-tesla.html
Источник Источник Источник Источник Источник http://natoke.ru/articles/198-sovershenstvo-elektromobilei-tesla.html