Тесла двигатель – Асинхронный двигатель тесла. Технические характеристики Tesla Model S. Конструкция электрической силовой установки Tesla Model S

Содержание

Все, что нужно знать об электромоторе Tesla

Как выглядит электрический двигатель Tesla?

Любой знаток автомобильной марки Tesla знает, что название компании выбрано не случайно. Tesla Motors (Тесла Моторс) названа в честь создателя двигателя Николы Тесла, жившего в 19 веке. Практически каждый автомобиль, который производит компания Tesla – от родстера до модели S и Х, оснащается 3-фазным асинхронным двигателем переменного тока, концепцию которого и придумал легендарный изобретатель.

В течение десятилетий после изобретения электродвигатель Николы Тесла работал от стационарной 3-фазной электрической розетки переменного тока. Примерно в 1990 году инженер-индивидуалист Алан Коккони разработал один из ранних портативных инверторов –устройство, которое превращает постоянный ток (DC) в батарее электромобиля в переменный ток (AC), необходимый для работы асинхронного двигателя.

Смотрите также: Почему Tesla Model S не подходит для спортивного использования?

Комбинация инвертор/электродвигатель была впервые использована на электроавтомобиле General Motors EV1. Позже итальянский физик Джузеппе Коккони создал улучшенную версию этой трансмиссии, которая появилась на автомобиле AC Propulsion Tzero. Но до серийного производства этого автомобиля не дошло. Зато на эту электромашину обратил внимание будущий соучредитель компании Tesla Motors Мартин Эберхард, основавший компанию в честь великого физика Николы Тесла вместе с Марком Тарпеннингом, к которым позже присоединился Илон Маск.

В итоге компания Tesla получила лицензию на технологию электромотора автомобиля tZERO для своего родстера. Так на автомобилях Tesla появился асинхронный двигатель, который, кстати, претерпел ряд изменений и улучшений.

Прелесть асинхронного двигателя в том, что он не требует постоянных магнитов. Постоянные магниты достаточной мощности для вращения двигателя электроавтомобиля обычно изготовлены из редкоземельных материалов. А, как известно, редкоземельные магниты имеют огромную первоначальную стоимость. Также такие магниты имеют свойство размагничиваться. Но главное, что цены на редкоземельные материалы зависят от их добычи, что приводит к большим биржевым колебаниям цен.

Смотрите также: Электромоторы под капотом старых автомобилей: Легко

Благодаря же транзисторам асинхронный двигатель можно использовать с обычными магнитами. В асинхронном моторе используются электромагниты (катушки проволоки и т. д.), которые можно включать и выключать или переключать много раз в секунду благодаря транзисторам с эзотерическими названиями, такими как

дополнительный полевой транзистор на основе оксида металла (MOS) -FET) или биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT).

Асинхронный двигатель, конечно, потрясающий мотор. Но не идеальный. В двигателе Tesla используется дорогостоящий и сложный в изготовлении ротор, изготовленный из меди. А благодаря особенности работы асинхронных двигателей ротор имеет тенденцию нагреваться и даже перегреваться. Тепло – это потраченная впустую энергия (известная как потеря i

2 r). В электроавтомобиле это имеет огромное значение. Асинхронный электромотор также не так эффективен на низких скоростях, в отличие от других двигателей. Поэтому эта технология открыта для новых решений, которые бы привели к созданию более эффективных электродвигателей, а также к снижению затрат себестоимости.

Фото Ebay

В зависимости от модели автомобили Tesla оснащаются одним или двумя электродвигателями. Например, заднеприводная модель Tesla Model S оснащается 3-фазным 4-полюсным асинхронным двигателем (вверху справа). Электроника привода инвертора (слева). Редуктор 9.73:1 и задний дифференциал (в центре) собраны в одну маслонаполненную часть, расположенную в задней части машины. Задние колеса приводятся в движение непосредственно этим устройством.

В машине нет сцепления и трансмиссии (нет переключения передач, нет режима «Нейтраль»). Можно запустить двигатель «вперед» для движения вперед и «назад» для движения назад. Питание ~ 400 В пост. тока поступает от аккумуляторной батареи через два тяжелых оранжевых кабеля, подходящих к инвертору, где он преобразует электричество в 3-фазный переменный ток.

Полноприводные модели Tesla Model S оснащены аналогичным передним приводом со вторым асинхронным двигателем и редуктором 8.28:1, который и приводит непосредственно в движение передние колеса.

В Tesla Model 3 на задних колесах используется вот этот двигатель:

Фото Ebay

Этот трехфазный 6-полюсный двигатель с постоянным магнитом с переключаемым сопротивлением (справа), электроникой привода инвертора (слева), редуктором 9:1 и задним дифференциалом (в центре) собран в едином блоке, который и вращает задние колеса.

В моделях с полным приводом в Tesla Model 3 используется 3-фазный 4-полюсный асинхронный двигатель и редуктор, которые непосредственно и приводят передние колеса в движение. На скоростях этот асинхронный мотор немного более эффективный, чем задний двигатель PM-SR. Именно поэтому он используется для обеспечения большей части крутящего момента.

Двигатель PMSR заднего привода Tesla модели 3 (статор и ротор) (технология Bloomberg). Трехфазный 6-полюсный двигатель с постоянным магнитом и переключаемым сопротивлением (PM-SRM) имеет даже более высокую производительность и эффективность, чем асинхронные двигатели, используемые в других автомобилях Tesla.

Ротор двигателя PMSR заднего привода Tesla Model 3 (технология Bloomberg)

Статор PMSR заднего привода Tesla Model 3 (технология Bloomberg)

Вся правда об электродвигателе Tesla и его преимущества

Подробности: Категория: Блог о продаже автомобиля; Создано: 04 декабря 2018; Просмотров: 1793

Так ли идеален электродвигатель Tesla?

Благодаря эффективной конструкции и простому управлению, электродвигатели успели приобрести широкую популярность среди автолюбителей и составить здоровую конкуренцию остальным транспортным средствам, оснащенным обычными типами двигателей. У моделей с электродвигателем показатели надежности и продолжительность срока эксплуатации на порядок выше по сравнению с газовыми версиями. Более подробно остановимся на основных характеристиках электродвигателя «Тесла» и постараемся разобраться, в чем же их особенность.

Читайте также: Срочная продажа автомобилей в Беларуси

По словам Илона Маска, который является исполнительным директором компании Tesla, главная задача производства состоит в том, чтобы добиться непрерывной работы силовых генераторов. Разработчики предполагают, что подобные двигатели будут служить практически вечно и не изнашиваться.

В результате многолетних исследований специалистам компании удалось внедрить серию усовершенствованных аккумуляторов, инверторов и электродвигателей Tesla, а сейчас они готовы предоставить потребителю еще один улучшенный тип двигателя.

Не так давно представители Tesla сделали заявление о начале выпуска обновленных и усовершенствованных моделей двигателей серии S и X. Данные модели заднеприводного двигателя Tesla можно устанавливать только на современных автомобилях нового поколения.

Разновидности электродвигателей:

двигатель главного типа, обладающий системой заднего привода;
двигатель небольшого размера, оснащенный передним приводом и использующийся в моделях S и X;
заднеприводной вариант – самый большой тип двигателя.

Впоследствии разработчики «Тесла» внесли некоторые изменения в характеристики двигателя с задним приводом, одновременно с этим поменялись номера моделей. В дальнейшем в ходе выпуска автомобильных версий, которые затронуло обновление, будут оснащаться электродвигателем «Тесла». Однако, что касается автомобилей марки S P100D и Model X P100D, их уровень производительности остался прежним с мощностью двигателя 416/362/302 л.с.

Производитель не преследовал цель заменить блок привода, хотя такой ход должен был повлиять на движение транспорта и разогнать его меньше, чем за секунду до 60 миль/час.

Отличительные характеристики электродвигателя

В основе процесса сборки электродвигателя «Тесла» лежит запатентованный способ. Основными деталями мотора являются:

электродвигатель;
узел преобразователя мощности;
коробка передач, напоминающая объединенный многосекционный корпус.

Согласно последним сведениям из официального источника компания Tesla еще в прошлом году заново начала работать над новой силовой электроникой взамен применения внеоболочных элементов для привода модели 3. Конструкция инвертора собрана таким образом, что дает возможность использовать в работе электродвигатель с мощностью более 300кВт. В итоге показатели мощности обеих моделей станут практически равны. Кроме выше поставленных задач производители планируют обновить также модель S. В конечном итоге все перечисленные пункты обновления обеспечивают электродвигателям автомобилей «Тесла» высокую популярность на автомобильном рынке.

Этапы производственного процесса

Важным моментом при производстве электродвигателей Tesla Motors является использование робототехники. В рабочей зоне можно увидеть огромных красных ботов, похожих на трансформеров, которые находятся рядом с каждой моделью S. Только для сборки одной единственной модели требуется присутствие около 8 роботов. Каждый робот отвечает за выполнение конкретной функции. Один из них занимается сваркой, другой – передвигает детали и куски металла, третий – устанавливает компоненты на место.

По словам Илона Маска, владельца компании, модель X считается одним из самых сложных автомобилей для сборки и требует особых знаний и умений не только в стенах его производства, но, возможно, и в целом автомобилестроении нет подобных аналогов сборки.

На сегодняшний день миллиардер все силы вложил на создание лучшей в мире машины. Модель S, стоимость которой эксперты оценивают порядка 70 тыс.дол., имеет гарантированные шансы на победу. Автомобиль можно зарядить на бесплатных зарядных станциях, работающих от солнечной энергии. Как правило, заряда хватает на эксплуатацию авто в течение семидневного путешествия.

Модель S считается наиболее скоростным четырехдверным транспортным средством в мире. В плане безопасности она превосходит другие версии из своего класса. Во время проведения испытаний, к примеру, при столкновении с другой машиной у этой модели практически не наблюдалось серьезных поломок или каких-либо деформации.

Описание асинхронного двигателя

Асинхронный электродвигатель «Теслы» представляет собой трехфазный четырехполюсный мотор, состоящий из пары важных деталей, называемых статор и ротор. В статоре расположен сердечник, проводник и рама, а ядро образуется из нескольких стальных колец, отделенных друг от друга, но способных ламинироваться вместе. На поверхности колец имеются специальные отверстия. Через них обертывается провод, формируя катушки статора.

Говоря простым языком, в этом двигателе находятся различные типы проводников: фаза 1, фаза 2 и фаза 3. Они оборачиваются вокруг слотов внутри сердечника. Когда все элементы встают на свои места, сердечник занимает положение в рамке.

Принцип работы электродвигателя

Запуск двигателя происходит вначале в аккумуляторе, подключающемуся к мотору. В результате чего электроэнергия проходит через статор и попадает на аккумулятор. Сделанные из проводящей проволоки катушки располагаются по концам сердечника в статоре и функционируют в качестве магнитов. В процессе подачи электрической энергии от батареи к двигателю создается вращающееся магнитное поле, притягивающее проводящие стержни с внешней стороны ротора. Ротор при вращении образует механическую энергию, которая служит для движения автомобильных шестеренок, а их предназначение состоит во вращении шин.

Электромобиль не содержит генератора переменного тока. Каким образом тогда происходит зарядка аккумулятора? Подразумевается, что мотор в электрическом автомобиле работает одновременно в качестве двигателя и генератора. Это первый факт, свидетельствующий об уникальности электромобиля. Выше упоминалось, что запуск двигателя исходит от аккумулятора, излучающего энергию в направлении шестерни.

Процесс стартует в тот момент, когда водитель опускает ногу на ускоритель, тогда ротор следует за вращающимся магнитным полем. Затем ногу убирают с акселератора и ротор ускоряется, а его скорость превышает вращающееся магнитное поле в статоре. Таким образом, осуществляется перезарядка батареи.

Понятие трех фаз

В 1883 году сербский изобретатель Никола Тесла изобрел многофазный асинхронный двигатель, где все три фазы были отнесены к группе токов электроэнергии, подающейся на статор через аккумулятор машины. В результате такой энергии проводящие проволочные катушки ведут себя наподобие электромагнитов, за счет которых функционирует электрический двигатель.

Технология, придуманная Теслой, претерпевает изменения. Производство электромобилей продолжает развиваться, появляется большое количество усовершенствованных и высокопроизводительных автомобилей, которые уже начали опережать газовые механизмы. Владельцы компаний Tesla и Toyota – одни из самых передовых разработчиков в области автомобилестроения, задача которых состоит в том, чтобы научить будущее поколение обходиться без ископаемого топлива.

Влияние электромобилей на окружающую среду

Во-первых, при эксплуатации электромобилей наблюдается незначительный шумовой фон, потому что такой звук от работы данного двигателя по сравнению с газовыми моделями подавляется. Во-вторых, электрические моторы не нуждаются в техническом обслуживании и работают без всякой смазки продолжительное время.

Заключение

Электродвигатель получил широкое распространение за последние годы. Спрос на такой тип транспорта с каждым годом увеличивается. Сегодня человечество начинает все больше задумываться о том, каким способом можно снизить отрицательное воздействие техники на окружающую среду и мировую экологию. Решением проблемы как раз и выступает использование электромобилей в качестве альтернативного транспортного средства. Благодаря заслугам признанного гения Илона Маска, скоро наступит то время, когда эти машины будут доступны обычным потребителям и станут использоваться во всем мире, что, возможно, спасет нашу планету от экологической катастрофы.

Понравилась статья?

Расскажи друзьям

Электромотор самой недорогой модели автомобиля Tesla мощнее, чем двигатель BMW M3 / Habr

В Tesla Model 3 будут использоваться аккумуляторы последней модификации с «Гигафабрики Tesla»

Компания Tesla собирается устанавливать в своих новых электромобилях Tesla Model 3 аккумуляторы, которые производятся сейчас на «Гигафабрике» из Невады. Новые силовые агрегаты, как обещает компания, будут более мощными и эффективными. Преобразователь был разработан с нуля, предыдущие модели, которые работали в той же Tesla Model S, не используются. Новое здесь все, включая полупроводниковые элементы системы. Инженерам компании удалось снизить количество уникальных элементов инвертора примерно на 25%, что позволяет удешевить конструкцию.

Кроме того, Model 3 получила 435-сильный электромотор. Об этом сообщил технический директор Tesla. Это даже больше, чем у BMW M3, где установлен трехлитровый шестицилиндровый твин-турбо двигатель (максимум — 431 л.с.). Благодаря мощному мотору самая медленная модификация модели сможет разгоняться до 96 километров в час всего за 6 секунд. У старшей модели с продвинутым режимом Ludicrous Mode на разгон до этой скорости уйдет всего 4 секунды.

Электронные компоненты инвертора (полевые транзисторы с изолированным затвором)

Инженеры компании уже несколько месяцев работают над созданием нового инвертора Model 3 мощностью 320 КВт. В конструкции инвертора используются биполярные транзисторы TO-247 с изолированным затвором. Эти электронные компоненты использовались в конструкции инвертора для Tesla Model X и Tesla Model S. Производство инверторов уже стартовало, запущены производственные линии и для других компонентов, поскольку компания собирается поставить около 500000 электромобилей к 2018 году.

Без подзарядки новая модель сможет проезжать от 340 до 400 километров, что очень неплохо. Изначально на рынок будет поставляться версия с запасом хода в 340 километров, после чего появится модель с аккумулятором емкостью в 80 КВт·ч. С этим аккумулятором электромобиль сможет пройти и 480 километров. Кроме того, новинка получает автопилот. И хотя он и не превратит электромобиль в робомобиль, помощь автомобилисту будет оказываться довольно серьезная.

Сейчас компания уже проводит тестирование своего нового электромобиля. К примеру, недавно именно такую модель сфотографировали в одном из сервисных центров компании. По внешнему виду она ничем не отличается от демонстрационного образца.

Отгружать Model 3 покупателям начнут не ранее конца 2017 года. Предзаказов на электромобиль поступило в несколько раз больше планируемого — на данный момент более 375 тысяч. Неясно, способна ли Tesla Motors справиться с такой нагрузкой без срыва сроков. Вполне возможно, что будут срывы сроков. По Model X проблемы были еще в первом квартале — вместо 4500 электромобилей компания смогла поставить 2400. Тем не менее Илон Маск обещает постепенно нарастить производственные мощности, чтобы заказчики любых моделей электромобиля получали свои транспортные средства точно в срок.

Особенности электродвигателя в автомобиле Тесла — журнал «Рутвет»

Строение электродвигателя машины «Тесла»
Аккумуляторы
Доступ к чертежам электромобилей Tesla
Стоимость Tesla
Польза электромобиля

Электродвигатель автомобиля «Тесла» имеет три основные характеристики:

Он безщеточный;
4-полюсной;
3-фазный.

Двигатель работает на переменном токе и охлаждается жидкостью. Относительно двигателей внутреннего сгорания, электродвигатель, внедренный в авто Tesla, маленьких размеров. Прикреплен он к задней, как правило, оси. У полноприводных моделей – к обеим осям.

Строение электродвигателя машины «Тесла»

Мотор двигателя электромобиля имеет две основные части:

ротор;
статор.

Изготовлены детали из трехслойного «материала», а именно:

Алюминий.
Сталь.
Медь.

Контактирует мотор с машиной, передавая электричество только лишь через подшипники на колесах.

Таким образом, создателям автомобиля «Тесла» удалось избежать трансмиссии и подключить двигатель напрямую к машине. Максимальная скорость, которая достигается благодаря мотору автомобилем «Тесла» составляет 208 км/ч. Также из-за особенностей электронного управления, машине не нужна коробка передач. По сути, передача в авто всего одна. На любой скорости у двигателя крутящий момент достигает 100%, и это очень эффективно, по сравнению с другими электромобилями или даже бензиновыми аналогами.

Двигатель автомобиля «Тесла» технически не уступает Мерседесу или БМВ последних выпусков. А его соотношение мощности и веса авто даже превосходит эти знаменитый машины. Мощность «Теслы» составляет 416 лошадиных сил. А разгон с места до 100 км/ч достигается им за 4,2 секунды.

Смотрите видео о двигателе и КПП авто Tesla.

Аккумуляторы

В Tesla S разработчики используют батареи производства Panasonic, что в Японии. В новых моделях Tesla 3 используются уже американские аккумуляторы. Произведены они в Неваде по уникальной технологии. В общем и целом конструкция двигателя автомобиля «Тесла» новейшей модели такова, что ее стоимость может быть снижена на 25% благодаря лишь снижению количества элементов.

Несмотря на то, что количество элементов в аккумуляторе снизили, в моторе Tesla 3 добавилось лошадей. Теперь их 435. И снова компания Tesla побила достижение одного из главных бензиновых конкурентов – BMW. Таким образом, Tesla 3 имеет на 4 лошадиных силы больше, чем BMW M3 с шестицилиндровым (!) двигателем.

Вероятно, единственное, в чем Tesla 3 уступает предшественнику, это разгон с места до сотни. На «трешке» «Тесла» на разгон уйдет на 2 секунды больше (не 4, а 6 секунд).

В данный момент для Tesla 3 выпущены десятки тысяч специальных инверторов. Мощность их – 320 кВт. В 2018 году планируется выпустить 50000 обновленных и усовершенствованных электромобилей Tesla.

Доступ к чертежам электромобилей Tesla

Компания Tesla выложила чертежи автомобиля «Тесла» в открытый доступ в интернет. Произошло это потому что первоначальная идея компании была в том, чтобы дать миру экологически чистый транспорт. А когда информация об устройстве автомобиля была закрыта, получилось так, что основатели пошли как бы против своей идеи. Таким образом, становится понятно, что компания действительно борется, в первую очередь за идею улучшения мира, а не за чистой прибылью.

Компания Tesla Mobil выложила во Всемирную паутину несколько сотен своих разработок. Этот шаг, надеется совет директоров компании, подтолкнет индустрию электромобилей к более бурному развитию. Ведь до создания электромобиля Tesla по факту не было никаких поставленных электромобилей на конвейер, ни вообще мало-мальски близкого к конкурентоспособному авто машин. Появлялись единичные экспериментальные модели, которые были малоскоростными, и если их кто-то и покупал, то были это просто фанаты экологически чистого транспорта.

Глава компании Tesla Илон Маск считает, что широкое распространение подробной информации о платформах автомобилей «Тесла» не навредит его бизнесу. По мнению господина Маска, компании, занимающиеся созданием «зеленых» автомобилей для этого малочисленны. А своими реальными конкурентами, да к тому же и загрязнителями окружающей среды, руководство компании называет тысячи машин с двигателем внутреннего сгорания, которые производятся ежедневно.

Читайте о том, как быстро зарядить автомобильный аккумулятор.
А также о правильной эксплуатации автомобиля.

Стоимость Tesla

Самая популярная модель автомобиля «Тесла» — это Tesla Mobil S. Ее минимальная стоимость – 62,4 тыс. $. Максимальный порог стоимости этого авто – 87,4 тыс. $. Зарядки автомобиля «Тесла» самой дорогой модификации хватает на 425 км. И именно эта модификация с места до сотни набирает за 4,2 секунды.

Когда Tesla S только появился на рынке в широком доступе, эта машина побила сразу нескольких бензиновых соперников в плане продаж. Таким образом, еще в 2013 году Tesla S стала популярнее Mercedes-Benz S-класса и BMW 7. А в Норвегии Tesla опередил в том же году популярнейший, как правило, Volkswagen Golf.

Польза электромобиля

Иногда начинает казаться, что жизнь в постапокалиптическом мире, который описывают некоторые писатели-фантасты, это не только фантазия творческих людей, но и неизбежное будущее. Уже давно понятно, что ресурсов Земли не хватит надолго, и в первую очередь закончатся ресурсы, благодаря которым мы получаем энергию. Но проживание в мире после энергетической катастрофы хочется мало кому, и, к счастью, есть способы оттянуть момент, когда ресурсы будут исчерпаны.

Развитые страны озадачены разработкой и внедрением такого транспорта, который будет экологичным и экономичным. К таким машинам относятся уже катающиеся по миру электромобили Tesla.

Схему двигателя автомобиля «Тесла» продумал еще сам Никола Тесла в первой половине прошлого века. Этот уникальный ученый настолько опередил свое время, что давно продумал за нас проблему исчерпания земных ресурсов, о которой в 30-х годах XX века еще очень мало задумывались.

Однако движущей силой по представлению Николы Тесла в электромобиле должен быть не электрический ток, который берется откуда-то извне, а некий эфир, о котором Тесла часто рассуждал. Именно эфир должен был по задумке электрофизика отправлять в двигатель колебания.

Делитесь своим мнением на тему пользы подобных современных автомобилей в комментариях. А также смотрите видео о том, как работают электромобили.

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.

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.

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

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.

Как устроен электромобиль Tesla. — Как это сделано, как это работает, как это устроено — LiveJournal

С тех пор, как я увидел год назад передачу посвященную этой машине, можно сказать, что она стала моей мечтой. Подумайте только — электромобиль который не нужно кормить дорожающим каждый день бензином или дизелем, который не загрязняет окружающую среду, и который признан самым надежным и экологичным автомобилем в мире!
Сегодня специально для сообщества kak_eto_sdelano небольшой рассказ об электромобиле Tesla Model S.

Когда я узнал, что один из экземпляров легендарного электромобиля появился в Москве, я решил познакомиться с его владельцем и увидеть машину воочию, однако она оказалась очень востребованной среди фанатов электромобилей и экологических движений, потому я нашел ее на мероприятии посвященном защите окружающей среды.

Немного расскажу о машине: Tesla Model S — пятидверный электромобиль производства американской компании Tesla Motors. Прототип был впервые показан на Франкфуртском автосалоне в 2009 году. Поставки автомобиля в США начались в июне 2012 года. Компания называет свой автомобиль с таким типом кузова «фастбэк», который нам известен как «хэтчбэк».

Цены на Model S начинаются от 62,4 тысячи долларов и доходят до 87,4 тысячи долларов (в США). Самый дорогой вариант — это автомобиль с запасом хода почти в 425 километров, способный набирать «сотню» за 4,2 секунды.

По итогам первого квартала 2013 года в США было продано 4750 экземпляров Tesla Model S. Таким образом, модель стала самым продаваемым люксовым седаном, опередив, в частности, Mercedes-Benz S-класса и BMW 7-й серии. Прорыв произошел и в Европе. В Норвегии за первые две недели сентября 2013 Tesla Model S — самый продаваемый автомобиль (322 шт), обошедший Volkswagen Golf (256шт).

Под капотом нет всего того, что мы привыкли видеть в машине с двигателем внутреннего сгорания. Здесь вместо него багажник.

Сзади то же самое. Багажник довольно объемный, при желании здесь можно установить детские кресла, обращенные лицом к стеклу.

Согласно US Environmental Protection Agency (EPA) заряда литий-ионного аккумулятора емкостью 85 кВт⋅ч хватает на 426 км, что позволяет Model S преодолевать наибольшую дистанцию из доступных на рынке электромобилей. Изначально в планах Tesla было начать в 2013 году производство автомобилей с аккумуляторами емкостью 60 кВт⋅ч (335 км) и 40 кВт⋅ч (260 км), однако из-за малого спроса от модели на 40 кВт⋅ч решено было отказаться. Базовая модель S использует жидкостное охлаждение двигателя переменного тока, который производит 362 лошадиных силы.

В основе аккумулятора автомобиля (их 16 блоков) находится около 7 тысяч пальчиковых батареек уложенных с особым распределением положительных и отрицательных контактов, который хранится в секрете.
Два нижних фото взято у sevruk

В июне 2013 года компания продемонстрировала возможность перезарядки Model S путём автоматической замены батареи. В ходе демонстрации было показано, что процедура замены занимает примерно 90 секунд, что более чем вдвое быстрее заправки полного бака аналогичного бензинового автомобиля. По заявлению президента компании Элона Маска, «медленная» (20-30 минут) зарядка батареи Model S на заправочных станциях компании останется бесплатной, в то время как быстрая замена обойдётся владельцу машины в сумму порядка 60-80 долларов, что примерно соответствует стоимости полного бака бензина.

Заглянем внутрь машины. Вместо привычных приборов на панели, здесь жк монитор, на котором все нужные функциональные кнопки и информация о рабочем состоянии автомобиля.

В данный момент автомобиль стоит на зарядке и вместо спидометра отражается информация о том, насколько заряжен электромобиль, и на сколько километров хватит его хода. Вместо тахометра на дисплее показываются данные амперметра.

Сзади довольно просторно.

Окна на двери без рамок.

На поворотнике — символ компании Tesla Motors, лаконичный и красивый.

Напоследок расскажу о том, как заряжается батарея электромобиля словами его владельца the-bpah

Как заряжать теслу? Простой ответ — легко и просто.

Простая математика и базовый курс электротехники, 8й класс средней школы.

Помним что мощность выражается в киловаттах и равна силе тока в амперах, помноженной на напряжение в вольтах.
А емкость батарейки теслы равна либо 60 КВт-ч, либо 85 КВт-ч, в зависимости от модификации.
И еще помним что штатное зарядное устройство работает в диапазоне 100-240V 50-60Hz. Проблем с российскими электросетями нет никаких.
Главное три фазы не подать 🙂 но абстрактный имярек без бойца-электрика с этой задачей не справится, а неумные бойцы-электрики в природе встречаются крайне редко, естественный отбор все дела.

Итак поехали. Куча опций.

Вариант 1. Всегда и везде.

Штатный блок питания, обычная розетка 220В.
12 ампер, 220 вольт = примерно 2.5КВт.
Полная зарядка батареи — полтора суток (указано для большой батарейки 85, для маленькой указанное время делим на полтора).
Важно иметь работающую «землю» на розетке, без этого не работает.
Техническая сложность — все разъемы зарядного устройства идут по заокеанским стандартам.
Решение — либо переходник с американской розетки на российскую (китайские переходники для айфонов не годятся, они хлипкие ппц, пускать по ним 12А вдолгую просто страшно), либо банальная скрутка. Цепляем к американским разъемам на скрутку отрезанный от полотенцесушителя или микроволновки кабель с вилкой. Работает.

Вариант 2. Дешево и сердито.

Второй разъем зарядного устройства. Стандарт NEMA 14-50, американская силовая розетка.
Берем американскую розетку стандарта NEMA 14-50 (важно озаботиться купить заранее, лучше сразу десяток про запас), зовем бойца-электрика. Просим или требуем выдать 50 ампер на одной фазе.
В зависимости от степени мотивации и мотивации бойца-электрика и возможно бойца-энергетика, получаем или 25А, или 32А, или 40А.
Дальше боец-электрик ставит на стену заранее запасенную американскую розетку и подключает ее. Бойцы-электрики этому обучены, коммутация проблем не вызывает (цепляются ноль-земля-фаза, нейтраль не нужна). Схемы коммутации ищем в википедии.
Итог — время полной зарядки сокращается до 18/14/11 часов.
Уже намного лучше, за ночь батарейка зарядится.

Как выглядит процесс зарядки по вариантам 1 и 2.
Открыл багажник. Вынул зарядное устройство. Вставил в розетку, дождался когда побегут зеленые огоньки. Вставил в машину, дождался пока замигает зеленым. Пошел спать. Минута-полторы на все про все.

Не уверен в возможности уличной установки. Визуально на IP44 не очень похоже, реально — надо читать спецификации. Варианты выкрутиться точно есть.

Вариант 3. Wall connector.

Процесс организации практически полностью аналогичен варианту 2.
Отличия:
— бойцам-электрикам и бойцам ставится боевая задача обеспечить 80 ампер на одной фазе. Возможно, бойцы с этой задачей не справятся, 80А это много. Тогда можно ограничиться 40А.
— вместо розетки NEMA 14-50 на стену вешается настенное зарядное устройство.

Процедура зарядки существенно упрощается. Снял со стены штекер, воткнул в машину, пошел спать. Секунд 15 и никаких проводов под ногами.
Время полной зарядки (если удастся организовать 80А) сокращается до 5-6 часов.
Уличное исполнение — да. Защита IP44.
Важный момент — убедиться при заказе что тесла умеет заряжаться током 80А. Если не умеет — вопрос потенциально можно решить заменой блока зарядки в тесле.
Но он дорогущий, проще купить не эту а другую теслу, где блок стоит штатно.

Для обособленно живущих замкадышей также доступна опция зарядки от однофазного дизеля. Особенностей абсолютно никаких, с коммутацией легко справится боец-электрик.

Пока это всё что есть.
Пока в России нет ни суперчарджеров (110КВт мощность, заряжает за 40 минут) ни станций battery swap (меняют батарейку на новую заряженную за 2 минуты).
Все будет. Год-два максимум.
Никаких технических сложностей нет, особенно в суперчарджерах. Вопрос ровно в том когда Элон Маск вспомнит про poor Russia. Скоро вспомнит, скоро 🙂

Что еще надо учитывать.
Что реальный расход электричества, в режиме уличных гонок (по-другому я на ней пока не езжу) в 1.5 раза выше номинального. Запас соответственно не 400 км, а 250-300.
Что реальный дневной пробег типового внутримкпадыша — в пределах 100-150км. Замкадыши ездят 150-200км. Соответственно каждый день нужно заряжать не всю батарею а половинку или 2/3. И не 10 часов, а 5-6-7.

Это всё. Больше никаких особенностей и откровений.
Просто каждый вечер ставим на зарядку айфон, айпад, макбук и теслу.

Жми на кнопку, чтобы подписаться на «Как это сделано»!

Если у вас есть производство или сервис, о котором вы хотите рассказать нашим читателям, пишите Аслану ([email protected]) и мы сделаем самый лучший репортаж, который увидят не только читатели сообщества, но и сайта Как это сделано

Подписывайтесь также на наши группы в фейсбуке, вконтакте, одноклассниках, в ютюбе и инстаграме, где будут выкладываться самое интересное из сообщества, плюс видео о том, как это сделано, устроено и работает.

Жми на иконку и подписывайся!

— http://kak_eto_sdelano.livejournal.com/
— https://www.facebook.com/kaketosdelano/
— https://www.youtube.com/kaketosdelano
— https://vk.com/kaketosdelano
— https://ok.ru/kaketosdelano
— https://twitter.com/kaketosdelano
— https://www.instagram.com/kaketosdelano/

Официальный сайт — http://ikaketosdelano.ru/

Мой блог — http://aslan.livejournal.com
Инстаграм — https://www.instagram.com/aslanfoto/
Facebook — https://www.facebook.com/aslanfoto/
Вконтакте — https://vk.com/aslanfoto

Характеристики мощности и крутящего момента полноприводного Tesla

25 Октября 2015

Напрямую сопоставить количество лошадиных сил автомобиля с двигателем внутреннего сгорания (ДВС) и электромобиля — довольно сложная задача. Физика силовой установки электромобиля сильно отличается от ДВС. В электромобиле электричество берётся из литий-ионной батареи в результате электрохимической реакции. Далее оно следует через силовую электронику, регулирующую напряжение и силу тока, к электромагнитам в моторе, которые создают мощное магнитное поле, вращающее вал привода колеса. Мощность, требующаяся для вращения вала, имеет наибольшее сходство с традиционными измерениями лошадиных сил. Однако всё начинается с электрохимических реакций, которые происходят в аккумуляторной батарее. В зависимости от температуры, состояния заряда и возраста батареи количество извлекаемого электричества может быть очень разным.

"Tesla Motors Model S base" by Oleg Alexandrov - Own work. Licensed under CC BY-SA 3.0 via Commons

Силовая установка Tesla Model S

Из-за этих факторов есть некоторая путаница в понимании методологии определения эквивалента количества лошадиных сил для наших полноприводных двухмоторных электромобилей — Model S версии «D», которую мы постараемся устранить в этом материале.

Электрические «лошадиные силы»

Измерять электрическую мощность в лошадиных силах не так просто, как кажется на первый взгляд. Вот киловатты или мегаватты — другое дело. Но одного электричества не достаточно для движения. Электродвигатель конвертирует электричество в движение. Представьте, что электроэнергия течёт подобно топливу от бака к двигателю. В различных ситуациях (низкий заряд, низкая температура и т.д.) поток электронов может уменьшиться ниже предельной производительности электродвигателя. В иных случаях потенциальный поток электронов может даже превышать максимальные возможности электродвигателя (тёплая батарея, кратковременные ускорения, и др.). Так как батарея «меняет» количество электрических лошадиных сил, то нет точного числа, которое можно было бы использовать для оценки физических способностей электромобилей. Наиболее приближенная к правде оценка — это мощность на валу электромотора, когда он работает один. Фактически, по закону Евросоюза только эта мощность мотора (одного или двух) и должна быть заявлена в характеристиках электромобиля.

Один или два мотора (P85 или P85D)

Мощность на валу заднеприводного одномоторного Model S около 360-470 л.с. в зависимости от варианта (60, 85 или P85). Кроме того, аналогично, но чуть иначе отличаются мощности «электрических сил» батарей на выходе. Разница наиболее заметна для водителя при очень низком заряде батареи. В этом состоянии химические реакции выделяют меньше электричества и меньший эквивалент лошадиных сил, даже если мощность электродвигателя не изменилась. Но максимальный крутящий момент электромотора(ов) может почти не меняться даже при том, что максимальная мощность на валу уменьшается по мере снижения мощности батареи.

Когда мы запускали полноприводный P85D, мы использовали прямой подход к определению комбинированной способности двух электромоторов, переднего + заднего. Крутящий момент от двух электромоторов объединяется, в результате чего получаем огромный прирост в ускорении, которое вы чувствуете в P85D. Благодаря именно этому «безумный» режим (англ. «insane mode») так восхитителен. Электромобиль «взлетает» немного быстрее, чем ускорение свободного падения и составляет удивительные 3.1 секунды при разгоне до 96.6 км/ч. Такое ускорение было подтверждено журналом Motor Trend на базовой версии с водителем среднего веса. Нужно отметить, что более крупный водитель или дополнительные опции, увеличивающие вес, могут уменьшить ускорение. Кроме того, стандарты Motor Trend исключают первые 28 сантиметра старта. Включение этого участка в подсчёт добавит приблизительно 0.2 секунды к ускорению.

Tesla Model S P85D режим Insane

Одно замечание — с увеличением высоты характеристики двигателей внутреннего сгорания (ДВС) снижаются, в то время как электромобили, фактически, становятся быстрее. Для всех автомобилей с увеличением высоты одинаково снижается сопротивление воздуха, но чем выше находится автомобиль с ДВС, тем больше ему не хватает кислорода. Тест от Motor Trend был сделан приблизительно на уровне моря, соответственно при увеличении высоты Model S начнёт выигрывать у автомобиля с ДВС с аналогичными характеристиками.

С лошадиными силами двух двигателей ситуация не всегда так же проста, как сумма переднего и заднего. Поскольку мы поднимали суммарные лошадиные силы двух моторов выше и выше, в итоге всё чаще эта мощность моторов бывает выше, чем «химическая» мощность батареи в лошадиных силах.

Кроме того, система полного привода у двухмоторных машин Тесла распределяет доступную электрическую мощность так, чтобы увеличить максимальный крутящий момент (и мощность) в зависимости от дорожных условий и развесовки электромобиля. Например во время резкого старта вес переносится на заднюю ось. Передний электромотор должен уменьшить крутящий момент и мощность, чтобы не дать передним колёсам пробуксовывать, а в это время «освободившаяся» энергия будет питать задний электродвигатель, где это действительно нужно в этот момент. Противоположное происходит при торможении, когда передний мотор может принять больше рекуперативного тормозного момента.

Полный привод 85D и 70D

Некоторая путаница существует и в том, что в электромобилях 85D и 70D комбинированная мощность моторов очень близка к мощности батарей в нормальных условиях. А в случае с 85D мощность двух моторов в сумме может превышать доступную мощность батареи. Оба мотора потребляют мощность батареи в самых разнообразных условиях реального мира. Но истинные меры для водителя электромобиля — это время ускорения и ходовые качества.

JB Straubel, технический директор
Источник: www.teslamotors.com