Pedeorelha | Wie der Tesla Roadster funktioniert

Jacob Hoover
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Bildergalerie: Elektroautos Der Tesla Roadster ist schnell, schick, fährt sich wie ein Traum und fährt wie eine Rakete, ist aber praktisch geräuschlos. Finden Sie heraus, was es sonst noch von benzinbetriebenen Autos unterscheidet. Weitere Bilder von Elektroautos. Bild © 2006 Tesla Motors, Inc. Alle Rechte vorbehalten.

Wenn Sie auf den Sitz eines sechsstelligen Hochleistungsautos steigen, erwarten Sie bestimmte Dinge: Beschleunigung, die Sie zurück in den Sitz drückt, erstklassige Stereoanlagen, straßenbetontes Handling, das kehlige Dröhnen eines leistungsstarken Motors und Ein großes Budget für das hochoktanige Gas, das zum Betanken benötigt wird. Nun, der Tesla Roadster hat fast alle diese Aspekte abgedeckt. Es ist schnell, schick, handhabt sich wie ein Traum und geht wie eine Rakete, aber es ist praktisch leise und es wird niemals einen einzigen Tropfen Benzin verbrennen. Teslas erstes Serienauto ist auch das weltweit erste Hochleistungs-Elektroauto.

Im Gegensatz zu einem herkömmlichen benzinbetriebenen Auto enthält der Tesla Roadster nicht Hunderte von beweglichen Teilen. Es wird von nur vier Hauptsystemen angetrieben:

Das Energiespeichersystem (ESS)
Das Leistungselektronikmodul (PEM)
Ein Elektromotor
EIN sequentielles Schaltgetriebe

Anstelle eines Verbrennungsmotors verfügt der Tesla Roadster über eine Reihe von Batterien - die Energiespeichersystem (ESS). Bei der Entwicklung einer Stromquelle, die zu einem solchen Hochleistungsauto passt, ging Tesla auf die im Bereich der Laptops bewährte Technologie ein - wiederaufladbare Lithium-Ionen-Batterien. Der Roadster enthält 6.831 davon. Sie wiegen insgesamt etwa 1.000 Pfund, und Tesla behauptet, dass sie "das Vier- bis Fünffache der Energiedichtespeicher anderer Batterien" liefern [Ref.]. Die Batterien passen in 11 Sektoren mit jeweils 621 Batterien. Ein separater Computerprozessor steuert jeden Sektor, um sicherzustellen, dass das Laden und Entladen reibungslos verläuft.

Das Leistungselektronikmodul (PEM) ist ein Wechselrichter und Ladesystem, das Gleichstrom mit 72 in Wechselstrom umwandelt Bipolartransistoren mit isoliertem Gate (IGBTs). Dies führt zu einer deutlichen Steigerung der Leistung im Vergleich zu Elektroautos der ersten Generation. Bei Spitzenbeschleunigung können die Batterien 200 kW Energie abgeben - genug, um 2.000 Glühlampen zu zünden.

Zusätzlich zur Steuerung der Lade- und Entladeraten steuert das Leistungselektronikmodul die Spannungspegel, die Motordrehzahl (Umdrehungen pro Minute), das Drehmoment und die Drehzahl regeneratives Bremssystem. Dieses Bremssystem erfasst die kinetische Energie, die normalerweise beim Bremsen verloren geht, und überträgt sie zurück in das ESS. Der Wirkungsgrad und die Integration der Batterie-, PEM- und Motorsysteme liegen zwischen 85 und 95 Prozent, sodass der Motor eine Leistung von bis zu 185 kW erbringen kann. Aluminium-Wärmeableitungsrippen und ein an der Rückseite montierter Lüftungsanschluss verhindern, dass die Leistungstransistoren überhitzen.

Sie können den Roadster auf zwei verschiedene Arten aufladen. Ein Elektriker kann eine Ladestation in Ihrer Garage installieren. Diese 220-Volt-Steckdose mit 70 Ampere ermöglicht ein vollständiges Aufladen in 3,5 Stunden mit einer vollständig leeren Batterie. Tesla vergleicht das Aufladen Ihres Autos mit dem Aufladen Ihres Mobiltelefons. Sie können es nachts anschließen und morgens ein voll aufgeladenes Auto haben. Es gibt auch ein mobiles Kit, mit dem Sie an jeder Steckdose aufladen können, egal wo Sie sich befinden. Die Zeit, die zum Aufladen mit dem Mobile Kit benötigt wird, hängt von der verwendeten Steckdosenkonfiguration ab (110 Volt oder 220 Volt)..

Obwohl Autobesitzer seit Jahrzehnten mit Tankfüllungen mit flüchtigem, brennbarem Benzin in ihren Autos herumfahren, machen einige Leute eine Pause, wenn sie 1.000 Pfund Batterien hinter dem Kopf haben. Die jüngsten Rückrufe von Lithium-Ionen-Batterien in Laptops haben diese Befürchtungen verstärkt. Tesla hat große Anstrengungen unternommen, um die Sicherheit des Energiesystems des Roadsters zu gewährleisten. Zunächst wurde das Batteriesystem ausgiebig "katastrophengeprüft", wobei einzelne Zellen erhitzt wurden, bis sie in Flammen aufgingen. Jede Zelle ist ausreichend von benachbarten Zellen isoliert, um eine Beschädigung dieser Zellen zu verhindern. Wenn eine Zelle überhitzt, wird keine Kettenreaktionsexplosion ausgelöst.

Eine Vielzahl von Sensoren erkennt Beschleunigung, Verzögerung, Neigung, Temperatur und Rauch. Wenn man ein abnormales Ereignis wie einen Absturz feststellt, wird es sofort heruntergefahren und das Stromnetz getrennt. Ähnliche Fehlerschutzmaßnahmen und Sensoren sind Teil des Ladesystems [ref].

Das Herzstück des Tesla Roadster ist sein dreiphasiger, vierpoliger elektrischer Induktionsmotor, der nur 70 Pfund wiegt. Teslas Behauptungen und unabhängige Tests zeigen, dass der Roadster in ungefähr vier Sekunden 60 Meilen pro Stunde erreichen kann und seine Geschwindigkeit irgendwo um 130 Meilen pro Stunde liegen wird. Bei der Leistung des Roadsters geht es jedoch nicht nur um Geschwindigkeit und Beschleunigung. Die einzigartigen Eigenschaften eines Elektromotors geben ihm einen enormen Vorteil gegenüber einem Verbrennungsmotor in Bezug auf Drehmoment, Kraft, die dazu neigt, Dinge zu drehen oder zu drehen, und Leistungsband, der Bereich der Betriebsdrehzahlen, unter denen der Motor effizient arbeitet. Der Roadster kann selbst bei sehr niedrigen Drehzahlen große Drehmomente erzeugen, und der Motor kann immer eine große Leistung erbringen. Es kann über 13.000 U / min erreichen, was nur sehr wenige große Verbrennungsmotoren können. Die Tesla-Website enthält Folgendes: "Ein beliebter Trick hier bei Tesla Motors besteht darin, einen Passagier einzuladen und ihn zu bitten, das Radio einzuschalten. Genau in dem Moment, in dem wir fragen, beschleunigen wir. Unser Passagier kann einfach nicht genug nach vorne sitzen um die Zifferblätter zu erreichen "[ref].

Diese Art der Motorreaktion macht ein kompliziertes Getriebe überflüssig, sodass der Roadster nur drei Gänge hat - zwei Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang. Das Schalten erfolgt manuell, es gibt jedoch keine Kupplung. Das bedeutet auch, dass beim Schalten zwischen den Gängen kein Abwürgen oder "Ruckeln" auftritt.

Der Tesla Roadster kann viel schneller fahren als frühere Elektroautos, aber was vielleicht noch wichtiger ist, er kann viel weiter fahren. Die geschätzte Reichweite des Roadsters beträgt 250 Meilen mit einer einzigen Ladung, mindestens 100 Meilen mehr als der EV1 von General Motors, der unter optimalen Bedingungen fast 150 Meilen weit fahren könnte.

Der größte Hype um den Roadster dreht sich um seinen Status als Elektrofahrzeug. Während frühere Elektroautos eher beengt waren und keine Funktionen hatten, sieht der Tesla Roadster aus und fühlt sich an wie ein Sportwagen. Neben Grundlagen wie Sitzheizung, Stereoanlage mit CD-Player, ABS-Bremsen und Doppelairbags verfügt der Roadster über einige einzigartige Merkmale:

Eine eindeutige PIN, um das Auto zu starten und eine Verkabelung zu verhindern
Ein Homelink-Transceiver, mit dem Sie hochfrequenzgesteuerte Geräte wie Ihr Community-Tor und Ihr Garagentor steuern können
Ein Docking-Anschluss für Ihren iPod
Elektrisch gesteuerte Türgriffe (es gibt keine mechanische Verriegelung, die das Einbrechen in das Auto erschwert)

Da es sich um ein Cabrio handelt, wird der Roadster standardmäßig mit einem Verdeck geliefert. Zu den Optionen gehören ein Hardtop sowie Funktionen wie eine Volllederausstattung und ein Satellitennavigationssystem.

Technische Daten

Beschleunigung: Null auf 60 in ca. 4 Sekunden
Abmessungen: 155,4 Zoll lang, 73,7 Zoll breit, 44,4 Zoll hoch mit einem 92,6-Zoll-Radstand
Gewicht: 2.500 Pfund (Änderungen aufgrund von Sicherheitsbestimmungen vorbehalten)
Höchstgeschwindigkeit: Über 130 Meilen pro Stunde
Reichweite: 250 Meilen EPA Autobahn
Akkulaufzeit: Nützliche Akkulaufzeit von mehr als 100.000 Meilen

Bild mit freundlicher Genehmigung von Sony Classics Der GM EV1

Der Tesla Roadster und die Tesla Company haben eine ungewöhnliche Geschichte. Das Unternehmen hat fast keine Verbindung zur traditionellen amerikanischen Autoindustrie, und sein Gründer hatte keine Erfahrung in der Autoindustrie, als er beschloss, das weltweit erste Hochleistungs-Elektroauto zu entwickeln. Martin Eberhard und sein Geschäftspartner Marc Tarpenning gründeten eine Firma, die auf einem tragbaren eBook-Reader basiert. Eberhard war frustriert über die Unfähigkeit der Mainstream-Autoindustrie, ein effektives Elektroauto mit Massenattraktivität zu entwickeln (er bezeichnet frühe Elektroautos oft als "Bestrafungsautos") und beschloss, selbst eines zu entwickeln.

Das Chassis des Tesla Roadster ist eine stark modifizierte Version des Lotus Elise-Chassis. Bild mit freundlicher Genehmigung von Group Lotus PLC Bild © 2006 Tesla Motors, Inc. Alle Rechte vorbehalten.

Anstatt ein ganzes Auto und alle seine Systeme von Grund auf neu zu erstellen, nutzte Eberhard das Outsourcing, wodurch die verschiedenen Elemente leicht zu erwerben waren. Nachdem das neue Unternehmen Investmentfonds in Höhe von 60 Millionen US-Dollar (einschließlich über 30 Millionen US-Dollar von Elon Musk, Mitbegründer von PayPal) erhalten hatte, entschied es sich für ein Design von Lotus aus England.

Die Tesla-Lotus-Partnerschaft funktioniert aus mehreren Gründen gut. Das Werk von Lotus in Hethel, England, eignet sich gut für die Herstellung von Autos in kleinen Auflagen. Dies ermöglicht es Tesla, Autos grundsätzlich auf Bestellung herzustellen, anstatt Tausende zu bauen und Geld für die Lagerung des Überbestands auszugeben. Außerdem basiert der Tesla Roadster auf dem Lotus Elise - sie sehen oberflächlich ähnlich aus und haben das gleiche Grundgehäuse (obwohl das Fahrgestell des Roadsters stark modifiziert ist) und andere Teile. Dies trug zu den Einsparungen bei. Während die meisten Teile und Systeme des Roadsters, wie die Stereoanlage, die Bremsen und die Batterieladegeräte, von der Stange sind, erfolgt die Endmontage bei Lotus.

Sind Elektroautos endlich das nächste große Ding??

Teslas Geschäftsplan erkennt an, dass innovative Technologie oft sehr teuer ist und dass die sehr Reichen normalerweise die ersten sind, die sie anwenden. Sobald die Preise fallen, kann die Technologie auf den Markt kommen. Deshalb ist Teslas erstes Auto ein High-End-Sportwagen, der nur in begrenzter Anzahl hergestellt wird. Tesla hat jedoch die Veröffentlichung einer viertürigen elektrischen Limousine (Codename White Star) im Jahr 2008 im Visier. Der Roadster scheint innerhalb seiner begrenzten Produktionszahlen ein Erfolg zu sein - die ersten 100 limitierten Roadster der "Signature Series" sind ausverkauft, und die nächste Auflage von 100 Exemplaren ist vorbestellbar. Ein voll beladener Roadster kostet 100.000 US-Dollar. Eine Anzahlung von 75.000 US-Dollar ist erforderlich, um einen zu reservieren.

Elektroautos werden wahrscheinlich immer teurer sein als Autos mit Verbrennungsmotoren. Die Einsparungen ergeben sich aus den Kraftstoffkosten und den Umweltauswirkungen. Ein Elektroauto ist emissionsfrei und trägt nicht zur Umweltverschmutzung bei. Das Fahren eines Elektroautos pro Meile kostet einen Bruchteil dessen, was das Fahren eines gasbetriebenen Autos pro Meile kostet. Kritiker weisen zu Recht darauf hin, dass die Energie für den Antrieb eines Elektroautos immer noch von irgendwoher kommt - in diesem Fall von einem Kraftwerk, das das Stromnetz mit Energie versorgt. Die Verlagerung der Energiequelle von Öl auf Kohle macht sie nicht unbedingt sauberer.

Tesla und andere Befürworter von Elektroautos antworten, dass Elektroautos aus mehreren Gründen effizienter sind. Erstens ist die Stromerzeugung in einem Kraftwerk, selbst in einem Kohlekraftwerk, effizienter und verursacht weniger Umweltverschmutzung als Millionen kleiner Verbrennungsmotoren, die den Strom erzeugen. Außerdem stammt ein Teil unseres Stroms aus saubereren Kraftwerken wie Wasserkraftwerken, Windparks und Solarzellen.

In einem Interview mit Wired.com behauptete Eberhard, dass die Energie in einer Gallone Benzin ein Elektroauto 110 Meilen fahren könnte. Wenn man die durchschnittlichen Gaspreise und Strompreise vergleicht, könnte der Roadster 150 Meilen für den Preis von einer Gallone Gas fahren. Tesla berichtet von der doppelten Effizienz selbst der umweltfreundlichsten Hybridautos.

Weitere Informationen zu Tesla Roadster, Tesla Motors, Elektroautos und verwandten Themen finden Sie unter den Links auf der nächsten Seite.

Nikola Tesla und EV1, wo bist du??

Eberhard benannte seine neue Firma nach dem Wissenschaftler, Erfinder und Ingenieur Nikola Tesla. Tesla entwickelte dreiphasige Elektromotoren wie den Tesla Roadster.

Weitere großartige Links

Tesla Motors
Kabelgebundene Nachrichten: Batteriebetriebenes Auto wird Sie rauchen
UNSW School of Physics: Induktionsmotoren
EV Welt
"Wer hat das Elektroauto getötet?" Filmseite
Planet Grün
TreeHugger.com

Quellen

Davis, Joshua. "Batteriebetriebenes Auto wird dich rauchen." Wired News, 19. Juli 2006. http://www.wired.com/news/wiredmag/0,71414-2.html?tw=wn_story_page_next2
"Electric Ride." http://blog.wired.com/teslacar/FF_162_tesla3_f.jpg
Tesla Motors http://www.teslamotors.com/engineering/how_it_works.php?js_enabled=1
Wald, Matthew L. "Null auf 60 in 4 Sekunden, total von drehenden Batterien." New York Times, 19. Juli 2006. http://www.nytimes.com/2006/07/19/business/19electric.html?ex=1158206400&en=dd66218d2c708a9d&ei=5070
"Tesla Roadster Fotoalbum." http://blog.wired.com/teslacar/index.album?i=19

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Quellen