Hoe de Tesla Roadster werkt

  • Joseph Norman
  • 0
  • 3151
  • 794
Afbeeldingengalerij: elektrische auto's De Tesla Roadster is snel, chique, rijdt als een droom en gaat als een raket, maar hij is vrijwel stil. Ontdek wat hem nog meer onderscheidt van benzineauto's. Bekijk meer foto's van elektrische auto's. Afbeelding © 2006 Tesla Motors, Inc. Alle rechten voorbehouden.

Wanneer je in de stoel kruipt van een high-performance auto die zes cijfers kost, verwacht je bepaalde dingen: versnelling die je terug in de stoel duwt, eersteklas stereo-apparatuur, wegligging, het keelgeluid van een krachtige motor en een groot budget voor het gas met een hoog octaangetal dat nodig is om het van brandstof te voorzien. Nou, de Tesla Roadster heeft bijna al die aspecten gedekt. Het is snel, chique, handelt als een droom en gaat als een raket, maar het is vrijwel stil en het zal nooit een druppel benzine verbranden. Tesla's eerste productieauto is ook 's werelds eerste krachtige elektrische auto.

In tegenstelling tot een traditionele benzineauto bevat de Tesla Roadster geen honderden bewegende onderdelen. Het wordt aangedreven door slechts vier hoofdsystemen:

  • De Energieopslagsysteem (ESS)
  • De Vermogenselektronicamodule (PEM)
  • Een elektrische motor
  • EEN sequentiële handmatige verzending
Het energieopslagsysteem bevindt zich aan de achterkant van het voertuig. Imag-e © 2006 Tesla Motors, Inc. Alle rechten voorbehouden.

In plaats van een verbrandingsmotor heeft de Tesla Roadster een reeks batterijen - de Energieopslagsysteem (ESS). Bij het ontwikkelen van een stroombron die past bij zo'n krachtige auto, ging Tesla voor technologie die zich bewezen heeft op het gebied van laptops: oplaadbare lithium-ionbatterijen. De Roadster bevat er 6.831 van. Ze wegen in totaal ongeveer 1.000 pond, en Tesla beweert dat ze "vier tot vijf keer de energiedichtheid van andere batterijen leveren" [ref]. De batterijen passen in 11 sectoren met elk 621 batterijen. Een afzonderlijke computerprocessor bestuurt elke sector om ervoor te zorgen dat al het opladen en ontladen soepel verloopt.

De Power Electronics Module (PEM) is een omvormer en laadsysteem dat gelijkstroom omzet in wisselstroom met 72 bipolaire transistors met geïsoleerde poort (IGBT's). Dit resulteert in een duidelijke toename van het vermogen in vergelijking met elektrische auto's van de eerste generatie. Bij piekversnelling kunnen de accu's 200 kW aan energie opwekken - genoeg om 2.000 gloeilampen te laten branden.

Naast het regelen van de laad- en ontlaadsnelheden, regelt de Power Electronics Module de spanningsniveaus, het toerental van de motor (omwentelingen per minuut), het koppel en de regeneratief remsysteem. Dit remsysteem vangt de kinetische energie op die normaal verloren gaat bij het remmen en brengt deze terug naar de ESS. De efficiëntie en integratie van de batterij, PEM en motorsystemen ligt tussen 85 en 95 procent, waardoor de motor tot 185 kW vermogen kan leveren. Aluminium warmteafvoervinnen en een aan de achterkant gemonteerde ventilatiepoort zorgen ervoor dat de vermogenstransistors niet oververhit raken.

De oplaadpoort van de Roadster Afbeelding © 2006 Tesla Motors, Inc. Alle rechten voorbehouden.

U kunt de Roadster op twee verschillende manieren opladen. Een elektricien kan een oplaadstation in uw garage plaatsen. Dit stopcontact van 220 volt en 70 ampère zorgt voor een volledige oplaadbeurt in 3,5 uur vanaf een volledig lege batterij. Tesla vergelijkt het opladen van uw auto met het opladen van uw mobiele telefoon; je kunt hem 's nachts aansluiten en' s ochtends een volledig opgeladen auto hebben. Er is ook een mobiele kit waarmee u kunt opladen bij elk stopcontact, waar u ook bent. De tijd die nodig is om op te laden met de mobiele kit, is afhankelijk van de stopcontactconfiguratie die u gebruikt (110 volt of 220 volt).

Hoewel auto-eigenaren al tientallen jaren rondrijden met volle tank vluchtige, brandbare benzine in hun auto, geven sommige mensen een pauze als ze 1000 kilo accu's achter hun hoofd hebben. De recente terugroepacties van lithium-ionbatterijen die in laptops worden gebruikt, hebben deze angsten vergroot. Tesla heeft zich tot het uiterste ingespannen om de veiligheid van het energiesysteem van de Roadster te waarborgen. Ten eerste werd het batterijsysteem uitgebreid "catastrofetest", waarbij afzonderlijke cellen werden verwarmd totdat ze in vlammen op gingen. Elke cel is voldoende geïsoleerd van aangrenzende cellen om beschadiging ervan te voorkomen. Als een cel oververhit raakt, zal er geen kettingreactie-explosie ontstaan.

Een groot aantal sensoren detecteert versnelling, vertraging, kanteling, temperatuur en rook. Als iemand een abnormale gebeurtenis opmerkt, zoals een crash, wordt hij onmiddellijk uitgeschakeld en wordt het stroomsysteem losgekoppeld. Vergelijkbare anti-foutbeveiligingen en sensoren maken deel uit van het laadsysteem [ref].

De Roadster-motor. Afbeelding © 2006 Tesla Motors, Inc. Alle rechten voorbehouden. De Roadster heeft maar drie versnellingen. Afbeelding © 2006 Tesla Motors, Inc. Alle rechten voorbehouden. De Roaster cockpit. Afbeelding © 2006 Tesla Motors, Inc. Alle rechten voorbehouden.

Het hart van de Tesla Roadster is de driefasige, 4-polige elektrische inductiemotor, die slechts 70 kilo weegt. Tesla's beweringen en onafhankelijke tests tonen aan dat de Roadster in ongeveer vier seconden 100 km / u kan bereiken en dat de snelheid ergens rond de 210 km / u zal uitkomen. Maar de prestaties van de Roadster gaan niet alleen over snelheid en acceleratie. De unieke eigenschappen van een elektromotor geven hem een ​​enorm voordeel ten opzichte van een verbrandingsmotor qua koppel, kracht die de neiging heeft om dingen te draaien of te draaien, en kracht band, het bereik van bedrijfstoerentallen waaronder de motor efficiënt werkt. De Roadster kan zelfs bij een zeer laag toerental grote hoeveelheden koppel genereren en de motor kan altijd een groot vermogen leveren. Het kan meer dan 13.000 toeren per minuut bereiken, iets wat maar heel weinig grote verbrandingsmotoren kunnen. De Tesla-website bevat het volgende: "Een favoriete truc hier bij Tesla Motors is om een ​​passagier uit te nodigen en hem te vragen de radio aan te zetten. Op het juiste moment dat we het vragen, geven we gas. Onze passagier kan gewoon niet genoeg voorover zitten om de wijzerplaten te bereiken "[ref].

Dat soort motorische respons elimineert de noodzaak van een gecompliceerde transmissie, dus de Roadster heeft slechts drie versnellingen: twee versnellingen vooruit en één achteruit. Schakelen gaat handmatig, maar er is geen koppeling. Dat betekent ook dat er geen afslaan of "rukken" is wanneer u tussen versnellingen schakelt.

De Tesla Roadster kan een stuk sneller gaan dan eerdere elektrische auto's, maar misschien nog belangrijker: hij kan een stuk verder gaan. Het geschatte bereik van de Roadster is 250 mijl op een enkele lading, minstens 160 mijl meer dan de EV1 van General Motors, die onder optimale omstandigheden bijna 240 mijl zou kunnen rijden.

De meeste hype rondom de Roadster gaat over zijn status als elektrische auto. Maar terwijl eerdere elektrische auto's over het algemeen krap waren en weinig functies hadden, ziet en voelt de Tesla Roadster eruit als een sportwagen. Naast basics zoals stoelverwarming, een stereo met cd-speler, ABS-remmen en dubbele airbags, heeft de Roadster een paar unieke kenmerken:

  • Een unieke pincode om de auto te starten en hot-bedrading te voorkomen
  • Een Homelink-zendontvanger die u kunt programmeren om radiofrequente apparaten te bedienen, zoals uw gemeenschapspoort en garagedeur
  • Een dockconnector voor je iPod
  • Elektrisch bedienbare deurgrepen (er is geen mechanisch slot, waardoor het moeilijker wordt om in de auto in te breken)

Omdat het een cabriolet is, wordt de Roadster standaard geleverd met een softtop. Opties zijn onder meer een hardtop en functies zoals een volledig lederen interieur en een satellietnavigatiesysteem.

Technische specificaties
  • Versnelling: nul tot 60 in ongeveer 4 seconden
  • Afmetingen: 155,4 inch lang, 73,7 inch breed, 44,4 inch lang met een wielbasis van 92,6 inch
  • Gewicht: 2500 pond (onderhevig aan verandering als gevolg van veiligheidsvoorschriften)
  • Topsnelheid: meer dan 210 km / u
  • Bereik: 250 mijl EPA-snelweg
  • Levensduur batterij: Nuttige batterijduur van meer dan 160.000 kilometer
Met dank aan Sony Classics De GM EV1

De Tesla Roadster en het bedrijf Tesla hebben een ongebruikelijke geschiedenis. Het bedrijf heeft bijna geen banden met de traditionele Amerikaanse auto-industrie en de oprichter had geen ervaring in de auto-industrie toen hij besloot om 's werelds eerste krachtige elektrische auto te maken. Martin Eberhard en zijn zakenpartner Marc Tarpenning richtten een bedrijf op gebaseerd op een draagbare eBook-reader. Gefrustreerd door het onvermogen van de reguliere auto-industrie om een ​​effectieve elektrische auto te maken die een grote aantrekkingskracht had (hij noemt vroege elektrische auto's vaak 'strafauto's'), besloot Eberhard er zelf een te maken..

Het chassis van de Tesla Roadster is een sterk gewijzigde versie van het Lotus Elise-chassis. Afbeelding ter beschikking gesteld door Group Lotus PLC Afbeelding © 2006 Tesla Motors, Inc. Alle rechten voorbehouden. Het chassis van de Tesla Roadster is een sterk gewijzigde versie van het Lotus Elise-chassis. Afbeelding ter beschikking gesteld door Group Lotus PLC Afbeelding © 2006 Tesla Motors, Inc. Alle rechten voorbehouden.

In plaats van een hele auto en al zijn systemen vanaf nul te creëren, profiteerde Eberhard van outsourcing, waardoor de verschillende elementen gemakkelijk te verkrijgen waren. Na $ 60 miljoen aan investeringsfondsen te hebben gesaldeerd (waaronder meer dan $ 30 miljoen van Elon Musk, mede-oprichter van PayPal), koos het nieuwe bedrijf voor een ontwerp van het in Engeland gevestigde Lotus.

De samenwerking tussen Tesla en Lotus werkt om verschillende redenen goed. De fabriek van Lotus in Hethel, Engeland, is zeer geschikt voor het produceren van auto's in kleine series. Hierdoor kan Tesla in feite auto's op bestelling maken, in plaats van duizenden te bouwen en geld uit te geven om de overtollige voorraad op te slaan. Ook is de Tesla Roadster gebaseerd op de Lotus Elise - ze zien er oppervlakkig hetzelfde uit en hebben hetzelfde basischassis (hoewel het chassis van de Roadster sterk is aangepast) en andere onderdelen. Dit droeg bij aan de besparingen. Hoewel de meeste onderdelen en systemen van de Roadster, zoals de stereo, de remmen en de acculaders, uit voorraad leverbaar zijn, gebeurt de eindmontage in Lotus-faciliteiten..

Tesla beweert dat de Roadster twee keer zo efficiënt is als populaire hybride auto's, terwijl hij een derde van de kooldioxide genereert. Afbeelding © 2006 Tesla Motors, Inc. Alle rechten voorbehouden.

Zijn elektrische auto's eindelijk het volgende grote ding?

Het businessplan van Tesla erkent dat innovatieve technologie vaak erg duur is en dat de zeer rijken meestal de eersten zijn die het toepassen. Zodra de prijzen dalen, kan de technologie naar de markt gaan. Daarom is Tesla's eerste auto een high-end sportwagen die maar in beperkte oplage wordt gemaakt. Tesla heeft echter zijn zinnen gezet op een introductie in 2008 van een elektrische vierdeurs sedan (codenaam White Star). De Roadster lijkt een succes te zijn binnen zijn beperkte productieaantallen - de eerste 100 limited edition "Signature Series" Roadsters waren uitverkocht, en de volgende serie van 100 is klaar voor pre-orders. Een volledig geladen Roadster kost $ 100.000, met een aanbetaling van $ 75.000 om er een te reserveren.

Elektrische auto's zullen waarschijnlijk altijd duurder zijn dan auto's met verbrandingsmotoren. De besparingen komen als u kijkt naar de brandstofkosten en de impact op het milieu. Een elektrische auto heeft geen uitstoot en draagt ​​niet bij aan vervuiling. Een kilometer rijden met een elektrische auto kost een fractie van wat het kost om een ​​kilometer met een auto op gas te rijden. Critici wijzen er terecht op dat de energie voor het aandrijven van een elektrische auto nog steeds ergens vandaan komt - in dit geval een energiecentrale die energie levert aan het elektriciteitsnet. Het verschuiven van de energiebron van olie naar steenkool maakt het niet per se schoner.

Tesla en andere voorstanders van elektrische auto's antwoorden dat elektrische auto's om verschillende redenen efficiënter zijn. Ten eerste is het opwekken van energie in een energiecentrale, zelfs een kolencentrale, efficiënter en veroorzaakt minder vervuiling dan miljoenen kleine verbrandingsmotoren die de energie produceren. Bovendien is een deel van onze elektriciteit afkomstig van schonere energiecentrales zoals waterkrachtcentrales, windmolenparken en zonnecellen.

In een interview met Wired.com beweerde Eberhard dat de energie in een liter benzine een elektrische auto 180 kilometer kon rijden. Door de gemiddelde gasprijzen en de elektriciteitsprijzen te vergelijken, kan de Roadster 240 kilometer rijden voor de prijs van een liter gas. Tesla rapporteert tweemaal de efficiëntie van zelfs de groenste hybride auto's.

Voor veel meer informatie over de Tesla Roadster, Tesla Motors, elektrische auto's en aanverwante onderwerpen, bekijk de links op de volgende pagina.

Nikola Tesla en EV1, waar ben je?

Eberhard noemde zijn nieuwe bedrijf naar wetenschapper, uitvinder en ingenieur Nikola Tesla. Tesla heeft driefasige elektromotoren ontwikkeld zoals die in de Tesla Roadster wordt gebruikt.

Gerelateerde artikelen

  • Hoe elektrische auto's werken
  • Hoe elektriciteit werkt
  • Hoe hybride auto's werken
  • Hoe benzine werkt
  • Hoe gasprijzen werken
  • Hoe paardenkracht werkt
  • Hoe kracht, kracht, koppel en energie werken
  • Hoe elektrische motoren werken
  • Wat veroorzaakt dat lithium-ion-laptopbatterijen oververhit raken of vlam vatten?

Meer geweldige links

  • Tesla Motors
  • Wired News: Auto op batterijen zal je roken
  • UNSW School of Physics: inductiemotoren
  • EV Wereld
  • "Wie heeft de elektrische auto vermoord?" filmsite
  • Planet Green
  • TreeHugger.com

Bronnen

  • Davis, Joshua. "Auto op batterijen zal je roken." Wired News, 19 juli 2006. http://www.wired.com/news/wiredmag/0,71414-2.html?tw=wn_story_page_next2
  • "Elektrische rit." 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. "Nul tot 60 in 4 seconden, volledig van draaiende batterijen." 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



Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.

De meest interessante artikelen over geheimen en ontdekkingen. Veel nuttige informatie over alles
Artikelen over wetenschap, ruimte, technologie, gezondheid, milieu, cultuur en geschiedenis. Duizenden onderwerpen uitleggen, zodat u weet hoe alles werkt