Как работает электродвигатель TSLA? Разгадка электромобиля николы тесла Что за двигатель у электромобиля tesla.

19.07.2019

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.

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.

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.

Высокая цель

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 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.

Легендарный электрокар Илона Маска Tesla продан уже тиражом более 253000 экземпляров. Так какой же двигатель установлен на Tesla model S?

Какого типа двигатель на Тесла?

В автомобилях Model S используют асинхронный, четырехполюсный трехфазный двигатель, с жидкостной системой охлаждения. Электродвигатель Тесла является собственной разработкой компании и не имеет аналогов.

Двигатель Tesla Model S особенности и преимущества

Двигатель Tesla по габаритам не больше баскетбольного мяча, при этом обладает достаточно большой мощностью. Благодаря своей компактности удалось освободить переднею часть под вместительный багажник. Впрочем, вес Тесла модел С все равно достигает 2027 кг из-за большого веса батарей.

Двигатель Тесла принцип работы

Работает двигатель по принципу индукции. На катушку статора подается переменный ток и за счет магнитной индукции ротор приводится в движение.

Характеристики электродвигателя Тесла

Количество оборотов в минуту достигает 16 000 что не характерно для широко известных промышленных . И скорей близко к характеристикам высокотехнологичного стоматологического оборудования. Питается двигатель постоянным током 400 В. Инвертор преобразовывает его в переменный после чего пиковое значение достигает 1400 А.

Батарея Tesla

Батарея приводящая в движение двигатель обладает емкостью 60 – 85 кВт/ч, в зависимости от комплектации автомобиля. Такую емкость двигатель автомобиля разрядит за 330 – 425 км пути. Время зарядки батареи Tesla model S от бытовой сети - 15 часов. Компания Tesla предлагает свой вариант «суперзарядки» повышенной мощности которая ускорит этот процесс, всего за час до полного заряда.