Никола Тесла – легендарный создатель в области электро- и радиотехнике, создатель переменного тока. В его честь, в 2003 году, была открыта компания по производству автомобилей, которые ездят на электричестве.
Технические характеристики
Основателем автомобильной компании Tesla стали Илон Маск, Джей Би Штробель и Марк Тарпеннинг. Прежде всего, основателям компании необходимо было разработать мощный электродвигатель и батареи, чтобы привести в работу ведущие колёса. Для создания первого прототипа автомобиля потребовалось почти 3 года.
Первый электрокар Tesla Roadster был презентован 19 июля 2006 года. Презентация автомобиля прошла успешно, но спортивный электрический автомобиль имел ряд недостатков. 2009 года была презентована 5-дверная Model S, двигатели которой устанавливаются на транспортные средства по этот день с небольшими доработками.
Технические характеристики силового агрегата электромобиля Tesla:
Обслуживание и эксплуатация
Обслуживание силового агрегата начинается с диагностики работоспособности электромотора, который непосредственно подключён к электронному блоку управления автомобилем. Если обнаружены ошибки, то мастера находят непосредственную причину. Сервисное и техническое обслуживание двигателей Тесла стоит проводить на сертифицированной станции, поскольку только у них имеется необходимое оборудование для всех ремонтно-диагностических и восстановительных операций.
Неисправности и ремонт
Ремонт, как и обслуживание, стоит проводить на специальном оборудовании у специалистов. Основными и частыми неисправностями является быстрая потеря ресурса батареи. Первые модели Тесла имели слишком малый запас энергии, а поэтому была высока вероятность «застрять» на трассе.
Ещё один факт – неисправность в системе автопилота. Эта проблема стала причиной гибели американского гражданина Джошуа Браун в 2016 году. Расследование причин аварии показало, что автопилот не видит поперечно идущий транспорт. Данная неисправность на стадии усовершенствования.
Забавные факты
Чтобы не делал человек, другой человек способен это изменить и модернизировать. Так и с засекреченными автомобильными технологиями. Джейсон Хьюз (Jason Hughes) большой поклонник Tesla и электромобилей компании. Но ему нравится не только кататься на таких электромобилях, но и знать, как они работают. Джейсон - довольно известная личность в сообществе поклонников Tesla. К примеру, именно ему удалось извлечь из обновлённой прошивки автомобиля некоторые данные о новой модели электромобиля. Если точнее, речь идёт про обнаружение записи «P100D» в прошивке Tesla 7.1.
Но сейчас ему удалось гораздо большее. Он смог достать задний привод Tesla Model S, и научился им управлять. Откуда получен привод, Хьюз не говорит, но это не так уж и важно. Гораздо более важно то, что он смог получить полный контроль над всеми функциями этого узла.
Первым шагом, в этом непростом проекте, стала подача питания на привод с одновременным сниффингом CAN-шины на предмет обнаружения отдельных команд управления. На это ушло около 12 часов, но, в конце концов, мотор удалось заставить вращаться. Мастеру пришлось повозиться - мало того, что данные работы движка пришлось расшифровывать, но и для управления его работой Джейсон написал специальное ПО. На этом этапе речь шла только о том, чтобы заставить движок работать. На то, чтобы перехватить и расшифровать команды CAN, у него ушло ещё 3 часа.
После этого дело пошло уже легче - Хьюзу удалось найти полный пакет команд управления. К примеру, он смог подключить систему водяного охлаждения, и приводил её в действие во время работы привода (в определённом режиме работы система заявляла о скорости в 188 километров в час). Двигатель удалось ввести и в режим генерации энергии. Система рекуперации энергии, введённая инженерами Tesla, позволяет во время торможения использовать двигатель машины в качестве генератора. Сейчас Джеймс может по своему усмотрению устанавливать различные параметры питания движка и генерации им энергии.
В итоге ему удалось даже создать собственную плату управления задним приводом. Интересно, что мотор был извлечён из автомобиля с прошивкой 7.1, которая включала ряд схем безопасности, предотвращающих вмешательство в нормальную работу системы. Но Джейсону удалось обойти эти препятствия.
Наиболее сложной задачей было заставить движок слушаться команд самодельного контроллера, но и это, оказалось, по силам умельцу. По его словам, он собрал свою плату буквально из мусора. Для того чтобы обезопасить движок, мастер использовал относительно низкий ампераж. Это не первый случай «хака» движка Tesla Model S. 11 месяцами ранее другому умельцу, Джеку Рикарду, также удалось заставить электромотор слушаться команд контроллера собственного изобретения. Но здесь речь идёт об использовании лишь двигателя и контроллера.
Стоит помнить, что обновлённая модель электромобиля Tesla Model S поставляется с 70 кВт·ч аккумулятором, который на самом деле имеет ёмкость в 75 кВт·ч, но часть батареи, если так можно выразиться, залочена программно. Компания продавала эти авто в течение месяца, и только сейчас об этом стало известно. Как же владелец такой машины может получить 5 дополнительных кВт·ч? Очень просто - доплатить $3250 для «разлочки».
Процесс апгрейда полностью программный, и производится «по воздуху». Работникам компании физический доступ к авто нужен только для того, чтобы сменить бейдж Tesla Model S 70 на бейдж Tesla Model S 75 (делается в сервисном центре). Идея компании проста, хотя и немного странная - позволить покупателям Tesla Model S 70 платить меньше на $3000, чем покупателям Tesla Model S 75. Причём «железо» у обеих моделей абсолютно одинаковое. В компании рассудили, что не всем нужна увеличенная ёмкость батареи, и тем, кому она не нужна, разрешили платить меньше. Разница в расстоянии, которое могут проехать обе модели в автономном режиме - около 35 км.
Кстати, не так давно для той же Tesla Model S было выпущено специальное программное обеспечение, позволяющее водителю управлять машиной при помощи «силы мысли». Мысленными командами можно заставить автомобиль проехать немного вперёд или же включить заднюю передачу. При этом считывание сигналов электрической деятельности мозга производится при помощи специального шлема. Сигналы анализируются специальной программой, после чего они передаются в бортовой компьютер для управления транспортным средством.
Вывод
Двигатель Тесла – представитель электрических автомобильных двигателей, который является самым мощным электромотором в мире. Обслуживание и ремонт проводятся только в условиях автосервиса. Это поможет избежать неприятностей.
Важным фактором роста акций TSLA на Nasdaq стало то, как работает электродвигатель.
Как работает электродвигатель Tesla?
Tesla Roadster использует трёхфазный асинхронный электродвигатель с переменным напряжением. В отличие от некоторых других моторов, использующих постоянные магниты, двигатель Roadster основан на магнитном поле, созданном целиком за счёт электричества.
У электромотора Tesla есть ротор и статор. Ротор - это стальная втулка, через которую пропущены медные пластины, позволяющие току перетекать с одной стороны ротора на другую. Электричество на ротор напрямую не подаётся. Ток возникает при прохождении проводника из медных пластин через магнитное поле, которое создаётся переменным током в статоре. Вращением втулки приводятся в движение колёса.
Статор - это тонкие стальные пластины, через которые проведена медная обмотка из проволоки. По ней в двигатель поступает электричество из модуля питания. Провода делятся на три вида по числу фаз электричества, которые можно представить себе в виде волн синусоидальных колебаний, гладкое сочетание которых обеспечивает бесперебойную подачу электроэнергии.
Переменный ток в медной обмотке статора создаёт вращающееся магнитное поле и вызывает поток частиц в роторе. Ток порождает второе магнитное поле в роторе, который следует за движущимся полем статора. Результатом этого процесса становится вращающий момент.
Когда водитель нажимает на педаль газа, модуль питания ставит поле статора позади поля ротора. Вследствие этого ротору приходится замедлиться для того, чтобы его поле вышло на уровень поля статора. Направление тока в статоре меняется, и начинается поток энергии через модуль питания обратно в батарею. Это называется регенерацией энергии.
Мотор выступает то генератором, то двигателем, в зависимости от действий водителя. При нажатии педали газа, модуль питания ощущает потребность во вращающем моменте. Если педаль нажата на 100%, доступный вращающий момент выбирается полностью, а если нет, тогда частично. Если не газовать, двигатель будет использоваться для восстановления энергии. Мотором он становится только тогда, когда модуль питания посылает нужное количество переменного тока на статор, что порождает вращающий момент.
Мотор Tesla приспособлен для работы на высокой скорости, но даже при этом требует теплового отвода. В этих целях сделаны охлаждающие пластины, воздух по которым гоняет вентилятор.
Тяговый электродвигатель очень мал, размером с арбуз, и максимально лёгок благодаря использованию алюминия. Модуль питания передаёт до 900 ампер тока на статор, обмотка которого сделана из значительно большего количества меди, чем в обычном моторе. Медные провода изолированы специальными полимерами, которые обеспечивают теплопередачу и устойчивость при вождении в экстремальных условиях.
В отличие от обычных индукционных моторов, использующих в качестве проводника алюминий, в электродвигателе Roadster эту роль играет медь. Работать с ней сложнее, но у неё меньше сопротивление, поэтому она лучше проводит ток.
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:
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.
Пятидверный электромобиль премиум-класса Tesla Model S справил официальную премьеру осенью 2009 года на автомобильных смотринах во Франкфурте, правда, лишь в качестве прототипа, но впервые был продемонстрирован общественности еще в марте на пресс-конференции в Лос-Анджелесе. Серийное производство машины стартовало в первой половине 2012 года, а уже в июне начались ее отгрузки первым клиентам.
В 2014 году американцы модернизировали «эску», добавив несколько полноприводных версий, увеличив мощность моторов и внедрив новый интерфейс мультимедийного комплекса.
Выглядит Tesla Model S красиво и выразительно, а в потоке угадывается безошибочно, хотя с некоторых ракурсов она напоминает другие машины. Нарочито агрессивный передок со злобным взглядом ксеноновой оптики, длинный и стремительный силуэт с активно ниспадающей линией крыши, «мускулистыми» арками колес и выдвигающимися дверными ручками, мощная корма с красивыми светодиодными фонарями и массивным бампером – внешне электрокар полностью соответствует своему премиальному статусу. И при этом он ничем не уступает именитым конкурентам с обычными двигателями.
Очередное обновление электрический лифтбэк пережил в апреле 2016 года, и на этот раз основные изменения пришлись на оформление экстерьера – внешность пятидверки подретушировали в духе кроссовера Model X и трехобъемника Model 3.
Ощутимей всего преобразился передок машины – с него исчезла имитирующая радиаторную решетку большая черная заглушка, уступившая место тонкой планке с логотипом марки, а вместо би-ксеноновой оптики появилась светодиодная. С других же ракурсов «американец» полностью сохранил свои очертания.
По своим габаритным размерам «эска» относится к европейскому классу «E»: её длина укладывается в 4976 мм, ширина – в 1963 мм, высота – в 1435 мм, а колесная база – в 2959 мм. Дорожный просвет электромобиля составляет 152 мм, однако при установке опциональной пневмоподвески его величина варьируется от 119 до 192 мм.
Внутреннее убранство Tesla Model S вызывает настоящий восторг, ведь построено оно вокруг 17-дюймовой интерактивной консоли, обосновавшейся по центру передней панели, которая заведует всеми основными функциями автомобиля. Данное решение позволило отказаться от россыпи кнопок, оставив на торпедо лишь пару классических тумблеров – открывание бардачка и включение «аварийки». Приборка представлена еще одним цветным экраном, только менее крупным, а наиболее приземленно выглядит классический многофункциональный «штурвал», по-спортивному усеченный в нижней части. Интерьер электрокара скроен премиальными материалами, объединяющими кожу, алюминий и дерево.
Спереди в калифорнийской «эске» установлены удобные и податливые кресла с отлично развитым боковым подпором и достаточным набором электрорегулировок. Задние места в машине менее гостеприимные – у дивана плоская подушка и бесформенные спинки, а покатая крыша давит на головы рослых пассажиров.
В результате рестайлинга 2016 года салон машины в плане дизайна остался прежним, однако обзавелся новыми материалами и вариантами отделки.
С практичностью у Tesla Model S полный порядок: при пятиместной компоновке объем грузового отсека составляет 745 литров, а со сложенными спинками сидений второго ряда – 1645 литров.
Дополнительный багажник есть и в передней части электромобиля, но его вместительность куда скромнее – 150 литров.
Технические характеристики. «Начинка» является главной «изюминкой» «эски», ведь в движение машина приводится асинхронным (индукционного типа) трехфазным электромотором (на полноприводных версиях их несколько) переменного тока, отдача которого зависит от модификации, сочетающимся с одноступенчатым редуктором и комплектом литий-ионных аккумуляторов в количестве от 5040 до 7104 штук.
- 60 установлен 306-сильный электрический двигатель, выдающий 430 Нм крутящего момента во всем диапазоне, который обеспечивает автомобилю разгон до первой «сотни» по истечению 5.5 секунд и 210 км/ч максимальной скорости. Батареи емкостью 60 кВт/час позволяют ему преодолевать на одной зарядке до 375 км пути.
- Для модификации с индексом «75 » предусмотрена силовая установка мощностью 320 «лошадок», отдача которой насчитывает 440 Нм пиковой тяги, питающаяся от аккумуляторов на 75 кВт/час. На стартовое ускорение до 100 км/ч у такого электрокара уходит 5.5 секунды, его «максимум» ограничен на уровне 230 км/ч, а «дальнобойность» немногим переваливает за 400 км.
- Под кузовом Tesla Model S 60D скрывается уже два электромотора суммарной мощностью 328 лошадиных сил (525 Нм вращающего момента), делающих лифтбек полноприводным. Данная версия разменивает первую «сотню» через 5.2 секунды, пиково разгоняясь до 210 км/ч, а на «одном баке» способна покрыть как минимум 351 км благодаря батареям объемом 60 кВт/час.
- «Эска» с маркировкой «75D » имеет в своем арсенале пару электродвигателей, совместно генерирующих 333 «кобылы» и 525 Нм крутящей тяги. Такие характеристики делают «зеленую» машину настоящим спорткаром: до первой «сотни» она «выстреливает» спустя 5.2 секунды, а набор скорости прекращает лишь при достижении 230 км/ч. Полностью заряженные аккумуляторы емкостью 75 кВт/час обеспечивают пятидверке приличную дальность хода – 417 км.
- Следующий по иерархии вариант Tesla Model S 90D оснащен двумя электрическими агрегатами, совокупный потенциал которых насчитывает 422 «скакуна» и 660 Нм доступного момента. На покорение второй «сотни» электромобиль устремляется через 4.4 секунды и максимально набирает 249 км/ч. Благодаря батареям на 90 кВт/час, машина преодолевает на «полном баке» 473 км пути.
- Версия с названием «100D » приводится в движение передним и задними электромоторами, которые вкупе выдают 512 «коней» и 967 Нм крутящего потенциала. Первая «сотня» такой пятидверке покоряется за 3.3 секунды, а «максималка» не превышает 250 км/ч. Батареи на 100 кВт/час обеспечивают ей «дальнобойность» в 430 км.
- «Топовое» решение Tesla Model S P100D оснащается двумя силовыми установками: задний электромотор развивает 503 лошадиных силы, а передний – 259 «кобыл» (суммарная отдача – 762 «коня» и 967 Нм пиковой тяги). Такие характеристики «катапультируют» машину с места до 100 км/ч по истечению 2.5 секунд и позволяют ей разгоняться до 250 км/ч. На полностью заряженных батареях емкостью 100 кВт/ч электрокар покрывает порядка 613 км пробега.
Для предельной зарядки литий-ионных аккумуляторов Tesla Model S от обычной бытовой сети 220В требуется больше 15 часов в зависимости от модификации. При использовании разъема стандарта NEMA 14-50 данный цикл сокращается до 6-8 часов, а на специальных станциях Supercharger (в России таких не найдешь) – до 75 минут.
Калифорнийский электромобиль построен вокруг плоского хранилища из «крылатого металла» для элементов питания, к которому присоединены алюминиевые подрамники и кузов. В снаряженном состоянии «эска» весит от 1961 до 2239 кг, а масса у нее распределяется по осям в соотношении 48:52 (у полноприводной P85D – 50:50).
«По кругу» на машине установлено независимое шасси: спереди – двойные поперечные рычаги, сзади – многорычажная компоновка. Опционально для нее доступна пневматическая подвеска.
На всех колесах Model S применены дисковые тормоза (диаметром 355 мм на передних и 365 мм на задних) с четырехпоршневыми суппортами Brembo и ABS, а ее рулевая система выражена реечным механизмом с электрическим усилителем.
Комплектации и цены.
В России Tesla Model S официально не продается, однако на «вторичном рынке» приобрести такой электрокар можно по цене от 4,5 миллионов рублей. В Германии машину можно приобрести по цене от 57 930 евро (~3.68 млн. рублей по текущему курсу), однако с учетом налогов ее стоимость возрастает до 69 020 евро (~4.39 млн. рублей).
Стандартно «американец» укомплектован восемью подушками безопасности, ксеноновыми фарами, 17-дюймовым тачскрином мультимедийной системы, цифровой панелью приборов, электропакетом, ABS, ESP, двухзонной климатической установкой, заводской аудиосистемой, светодиодными задними фонарями и многим другим оборудованием.
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.
