Автомобиль тесла, принцип работы

Рекуперативное торможение

В автомобиле Тесла всего две педали и подножка для левой ноги, чтобы было куда ее девать при вождении)

педали в автомобиле Тесла

На самом же деле управлять автомобилем можно всего с помощью одной педали: педали газа. На английский манер такой способ вождения электрокаров называется one pedal driving. Почему это возможно на электрокарах?

Давайте для начала разберемся, как вообще происходит торможение в простом автомобиле на ДВС?

Когда мы нажимаем педаль тормоза, у нас тормозные колодки прижимаются к тормозным дискам, и автомобиль начинает тормозить. Куда уходит вся кинетическая энергия движущегося автомобиля? Она превращается в тепло и рассеивается в окружающем пространстве. Можете потрогать тормозные диски после длительного торможения. Они будут очень горячие.

Но вот в автомобилях Тесла торможение происходит совсем по другому принципу. Да, там тоже имеются тормозные колодки и диски, но они используются намного реже, чем у авто с ДВС. Как происходит торможение в Тесла? Как только вы отпускаете педаль газа, автомобиль начинает останавливаться, то есть активируется система рекуперативного торможения. В этом случае двигатель превращается в генератор электрической энергии. Куда уходит энергия от торможения? Если в простых автомобилях она уходила в тепло, то здесь двигатель в роли генератора начинает подзаряжать аккумуляторы. То есть можно сказать, что вся кинетическая энергия автомобиля превращается в электричество и запасается в аккумуляторах. Но почему же происходит процесс торможения? Дело в том, образующееся магнитное в обмотках статора будет тормозить ротор, поэтому и происходит торможение вала двигателя.

Для полной остановки электромобиля потребуется педаль тормоза, которую нажимают в самом конце остановки. Отсюда следует, что тормозные колодки на Тесле надо менять в разы реже, чем на автомобиле с ДВС.

Недостатки электромобилей Тесла

Долгое время зарядки. В то время, как простой автомобиль с ДВС можно заправить буквально за 5 минут, Тесле поребуется около часа. Но и здесь опять же есть подвижки. В настоящее время компания стремится к тому, чтобы сделать время заряда как можно меньше. Для этого она строит так называемые Supercharger stations по всему миру. Эти заправочные станции, как говорят в Тесле, будут совершенно бесплатны, а ваш автомобиль сможет зарядиться на 80% за 30 минут! То есть пока вы пьете кофе, ваш авто уже будет снова готов покорять просторы) Полная зарядка на таких заправочных станциях длится около полутора часов. Пока что таких заправочных станций не так много, но я считаю, что ситуация все равно будет меняться в лучшую сторону.

заправка Supercharger

Высокая стоимость. Цены на новые модели Теслы в бомж комплектации в Америке начинаются от 43 000 $. По нашим деньгам это около 2 800 000 рублей. В Москве цены начинаются от 3,5 млн рублей. Не очень то и дешево для электрокара.

История возникновения бренда «Тесла»

1 июля 2003 года молодой инженер Мартин Эберхард и компьютерный разработчик Марк Тарпеннинг основали компанию Tesla Motors, Inc. Этой дате предшествует не один год сотрудничества будущих основателей «Теслы» с Томом Гейджем, генеральным директором американской компании AC Propulsion. Фирма занималась разработкой и производством электрокаров.

В отличие от электромобилей на свинцово-кислотных батареях фирмы AC Propulsion, всего за несколько лет Мартину Эберхарду и Марку Тарпеннингу удалось разработать электрокар на литий-ионных батареях и с асинхронным двигателем.

Новинку предполагалось запустить в массовое производство, но Том Гейдж не дал на это своего согласия. Тогда Эберхарду и Тарпеннингу не оставалось ничего больше, как начать самим выпускать электромобили под брендом Tesla Motors.

Страна-производитель автомобилей Tesla

Главный офис фирмы находится в городе Пало-Алто, штат Калифорния, США. У компании «Тесла» 7 заводов по производству электромобилей, расположенных в таких странах, как США, Китай, Великобритания, Нидерланды и Германия. Самым большим предприятием с количеством наемных работников более 10 тысяч человек остается завод Tesla Factory в штате Калифорния, США.

Что означает название компании Tesla

С момента своего основания и до весны 2017 года фирма называлась Tesla Motors, Inc. В начале февраля того же года Илон Маск сократил название компании до Tesla, Inc. после слияния фирмы с SolarCity.

Изобретатель Никола Тесла

Название «Тесла» получила в честь изобретателя сербского происхождения Николы Теслы, который в начале прошлого века также занимался разработкой машин на электрической тяге. Всемирно известный физик и инженер-механик является автором асинхронного двигателя переменного тока, благодаря которому Эберхарду и Тарпеннингу удалось создать более эффективный электрокар по сравнению с электромобилями AC Propulsion.

Основные этапы развития

Сразу после основания фирмы в 2003 году молодые предприниматели Эберхард и Тарпеннинг занялись разработкой двухместного спорткара Tesla Roadster.

• В 2004 году соучредителем фирмы становится Илон Маск. Летом 2006 года Маск опубликовал у себя в блоге пост, в котором он подробно написал, как видит миссию «Теслы». По мнению Маска, электрокары фирмы должны существенно ускорить переход американской экономики к производству, основанному на солнечной энергетике.
• Весной 2008 года начинается разработка первого серийного электрокара компании под названием Roadster.
• Летом 2010 года «Тесла» становится публичной компанией после выпуска 13,3 млн акций.
• Осенью 2011 года модельный ряд автомобилей компании «Тесла» пополнился электрокаром Model S.
• Зимой 2012 года Илон Маск представил первый кроссовер «Теслы» под названием Model X. Несмотря на то, что цена электромобиля составила 100 тысяч долларов, публика положительно восприняла появление новой модели. Всего за неделю электромобили Model X удалось продать на сумму, превышающую 40 млн долларов.
• 9 октября 2014 года на рынке появляется новый вариант электромобиля Model S, оснащенный системой полуавтоматического вождения.
• Осенью 2015 года в состав электронного оборудования электрокаров «Тесла» включена система автопилота.
• 29 июля 2017 года модельный ряд «Теслы» дополнен первым автомобилем массового производства Model 3.
• Зимой 2019 года «Тесла» открывает завод в Шанхае, Китай. По оценкам экспертов, это позволит фирме создавать до 500 тыс. автомобилей в год.

Model X – первый кроссовер «Теслы»

В 2020 году электрокар Model S смог преодолеть расстояние в 647 км на одном заряде за счет сокращения веса машины.

Что делает Tesla-мобиль особенным

В каждой модели электрокара от Tesla появлялись новые фишки, о чём мы ещё поговорим, но главные технологические решения прослеживаются во всём модельном ряде.

Конструкция

Всем известно, что автомобили на жидком топливе имеют сотни движущихся элементов, но в случае с нашими электрическими друзьями всё немного проще – их работа обеспечивается лишь четырьмя основными системами:

• Система хранения энергии (ESS);
• Модуль силовой электроники (PEM);
• Электродвигатель;
• Секвентальная коробка передач.

Tesla Motors Model S конструкция

Таким образом, электромобили имеют меньший вес, больше полезного пространства внутри (два багажника) и меньшую вероятность поломки из-за относительно небольшого количества деталей.

Автопилот

Внимания заслуживает и продвинутый автопилот Tesla. Пока всё ещё не исключается присутствие водителя за рулём, но Илон Маск обещает, что уже скоро машина сможет проехать от одного американского побережья к другому без участия водителя, которому даже подзарядкой не придётся заниматься – всё сделает искусственный интеллект.

Автопилот Tesla

Автопилот может передвигаться по дороге, придерживаясь своей полосы, рулить и притормаживать, чтобы не сталкиваться с другими авто, контролировать скорость с учётом интенсивности движения и выполнять много других полезностей.

Актуальные модели могут самостоятельно (без водителя) преодолевать до 12 метров, например, для того, чтобы припарковаться или заехать в гараж.

Автопилот действии:

Минимализм в салоне

Центральная консоль представлена огромным сенсорным экраном (размер зависит от модели), с помощью которого и происходит основное управление. Никаких тумблеров и кнопочек вы не найдёте. На месте привычной приборной доски также расположен дисплей со всей нужной информацией.

Сам интерьер соответствует цене автомобиля, но не будем его сильно расписывать, т. к. на вкус и цвет товарищей нет.

Батареи

Источник питания – то без чего электромобиль не поедет. До этого использовались большие гальванические элементы, однако Tesla Motors пошли другим путём. Их автомобили питаются от аккумулятора из нескольких тысяч литий-ионных батареек производства Panasonic, похожих на те, что используются в устройствах бытовой техники.

В Tesla Roadster аккумулятор располагался позади сидений, а уже в Model S его разместили в полу автомобиля. Такое решение позволило сохранить полезное пространство и улучшить управляемость.

Сеть «Суперзарядок»

Владельцы автомобилей Tesla должны рассчитывать на длительные поездки, поэтому были разработаны Supercharger – зарядные станции для электромобилей. В перспективе они должны быть такими же доступными и распространенными, как обычные заправки.

Автомобили Тесла на подзарядке

На сегодняшний день сеть «Суперзарядок» неплохо развита в США: можно доехать от одного до другого побережья, не боясь, что в дороге у вас сядет батарея и негде будет зарядиться. Потихоньку Supercharger появляется в Европе, Азии и даже в России такое чудо кое-где можно увидеть.

Изначально для владельцев Tesla-мобилей подзарядка была бесплатной, однако недавно производитель сообщил, что по новым правилам плата взиматься всё же будет. А если точнее, то каждому владельцу такого автомобиля будет выдаваться ежегодный купон на 400 кВт/ч бесплатной зарядки, и когда лимит исчерпается, придётся платить из своего кармана. Расценки пока неизвестны.

Преимущества автомобиля Тесла

Электричество вместо топлива. Заправлять автомобиль электричеством намного дешевле, чем жидким топливом. Давайте сделаем простые расчеты…

Самые мощные батареи, которые устанавливаются на Теслу — это 100 кВт⋅час. Запас хода при этом составляет что-то около 500 км. Итак, 1 кВт⋅час для Москвы стоит где-то около 6 руб. Итого, чтобы заправить наш авто, потребуется 100 х 6 = 600 рублей. Итого 600/500=1,2 руб/км.

Что с бензином? Простой ВАЗ типа Гранты будет кушать примерно 7 литров на 100 км пути. Литр бензина на момент, пока пишется статья, составляет по Москве 43 рубля. Итого, чтобы на 100 км пути потребуется около 300 рублей. 300/100=3 руб/км

В принципе, почти то же самое соотношение получается и по всему миру.

цена за одну милю

О чем это говорит? Да о том, что заправлять автомобиль электричеством обходится почти в 3 раза дешевле, чем бензином.

Экологичность. После сжигания горючего жидкого топлива в атмосферу выбрасывается масса продуктов горения, которые очень сильно вредят окружающей среде. Отсюда разные болезни, особенно у жителей мегаполисов. Электричество в этом плане не выдает никаких вредных веществ в атмосферу.

Да, некоторые защитники могут сказать, для того, чтобы получить электричество, нам надо опять же сжигать газ, уголь, строить атомные реакторы, строить плотины и тд. Но чтобы получить бензин, надо строить нефтеперерабатывающие заводы, нефтепроводы, надо заниматься траспортировкой бензина на АЗС и тд. Не проще ли тянуть провода с какой-нибудь ГЭС?

Кстати, некоторые продвинутые страны очень приветствуют электромобили и снимают с них транспортный налог.

Бесшумность. Звук электродвигателя почти незаметен, поэтому в Тесле вы не услышите никакого рева мотора, так как стоит электродвигатель). Максимум, что вы можете услышать — это гул покрышек при езде.

Отзывчивость педали газа. Педаль газа в Тесле очень отзывчива к нажатию и СРАЗУ же воздействует на динамику разгона и торможения. В этом случае говорят, что при разгоне «вдавливает в кресло». На Тесле так оно и есть. Современный Tesla Roadster вообще разгоняется до сотки за 1,9 секунд!

Автопилот. О нем я говорил выше в статье.

Безопасность. Пока что автомобиль Тесла признан самым безопасным авто в мире, получив наивысший рейтинг.

Нет коробки передач. Крутящий момент двигателя на требуемых оборотах до 18 000 почти везде одинаков. Поэтому, коробка передач для Теслы не требуется.

Низкая цена обслуживания. Так как Тесла не имеет коробки передач, а также мало изнашиваемых деталей, то ее обслуживание в разы дешевле, чем у автомобиля с ДВС. В автомобиле с ДВС обязательно надо менять масло в коробке, масло в двигателе, тормозные колодки, каждые 3-4 года покупать новый аккумулятор.

Программное обеспечение. В Тесле сидят не только конструкторы, но также и программисты. Поэтому, автомобили Тесла могут похвастаться самым передовым программным обеспечением и контролем за силовыми частями цепи, то есть за аккумуляторами, инвертором, двигателем.  Все это вкупе работает как часики. Также компания не забывает обновлять программное обеспечение по «воздуху».

Как устроена Tesla

Электромобиль Tesla Roadster, запущенный в космос Илоном Маском больше года назад, на момент написания данной статьи находится на расстоянии 369 млн. км от Земли (вот уж действительно рекордный пробег) и со скоростью 81 220 км/ч приближается к Марсу. Что «ждёт под капотом» представителей иноземных цивилизаций, если они когда- нибудь встретят его на бескрайних просторах вселенной? Если «сердцем» традиционных автомобилей считается двигатель внутреннего сгорания, так как это самый технологичный и дорогостоящий агрегат конструкции, то «сердцем» данного электромобиля логично считать его аккумуляторную батарею.

Литий- ионная аккумуляторная батарея находится в днище автомобиля, вследствие чего автомобиль имеет очень низкий центр тяжести, а значит и прекрасную управляемость. Батарея установлена на быстросъемных кронштейнах и её замена занимает порядка полутора минут. Стоимость — 45000 долларов.

Конструктивно аккумуляторная батарея состоит из 16 параллельно соединенных блоков, которые надежно защищены от внешних воздействий прочным водонепроницаемым корпусом. Масса аккумулятора — 540 кг, выдаваемое напряжение — 400 В, емкость — 85 кВт/ч, запас хода при этом составляет около 400 км. В каждом из 16 блоков уложены по 74 накопительных элемента по виду очень напоминающих обычную батарейку.

Эти «батарейки» производит «Panasonic» и всё, что связано с технологией их производства, является тайной «за семью печатями». Всего их 7104, емкость каждого 3400 мА*ч.

Также при сборке аккумуляторов используются комплектующие из КНР, Мексики, Индии и других стран, финальная сборка производится в США. Гарантия завода — 8 лет.

В США для зарядки Тесл существует достаточно обширная сеть зарядных станций, медленная зарядка занимает около получаса и является бесплатной, а быстрая (замена батареи на заряженную) — 1,5 минуты и стоит 80 долларов.

Напряжение с аккумуляторных батарей снимается инвертором (у тебя дома он есть в стиральной машине и сплит- системе), в инверторе в зависимости от поставленной контроллером (читай- педали газа) задачи преобразует ток в переменный и питает им электродвигатель.

Электродвигатель, используемый в Тесле, не является каким-то передовым и уникальным.

Используется трехфазный двигатель с короткозамкнутым ротором, первый экземпляр которого был испытан ещё в 1883 году Николой Теслой.

Не обошлось, конечно, без новшеств: система охлаждения — водяная через полый ротор. Сам двигатель очень технологичный — ротор практически целиком выполнен из меди, что позволяет повысить КПД. Частота вращения двигателя может достигать 16000 об/мин. Во время торможения двигатель используется как генератор и позволяет вернуть часть энергии на подзарядку батарей. Передача всего одна, двигатель механически связан с колесами.

На автомобили ставят двигатели разной мощности, самый мощный выдает — 310 кВт (416 л. с.) и паровозные 600 Н*м крутящего момента.

Существуют различные варианты комплектаций электродвигателями.

Версии, в которых электромотор установлен еще и в передней оси, являются полноприводными. Самая мощная Тесла имеет два двигателя общей мощностью 772 л.с. (259 л.с. на передней оси, 503 на задней), разгон до сотни занимает — 3,4 секунды.

Такая компоновка силовой установки позволяет создать просторный салон, машина имеет два багажника — спереди и сзади.

В салоне — торжество роскоши и цифровых технологий, вместо традиционной приборной панели — дисплей, на который можно вывести любую интересующую информацию об автомобиле. Материалы отделки салона отличного качества.

В США и странах Западной Европы, несмотря на высокую цену, машина расходится огромными тиражами, сказывается многое: и инновационность машины, и её экологичность, и финансовые льготы, предоставляемые властями многих стран при покупке электромобилей. В нашей стране Тесла — большая редкость, которую можно встретить только в крупных федеральных центрах.

Источник

Будущее компании Тесла

Есть ли у компании будущее? Здесь большой вопрос. Все понимают, что будущее должно быть за электрокарами, но также не забывайте, что мы живем в абсолютно другом мире — в мире капитализма, где основная цель большинства людей — это деньги. Поэтому, чтобы посмотреть, как идут дела у компании, мы рассмотрим его с точки зрения инвестора, который готов или не готов вложиться в эту компанию.

Итак, на рисунке ниже мы видим график стоимости акций компании Тесла на июнь месяц 2019 года.

график стоимости акций Тесла

Как вы могли заметить, начиная с 2013 года акции полетели вверх. Где-то приблизительно в это время началась поставка первых автомобилей. Инвесторы увидели перспективу и кинулись покупать акции, что послужило их дальнейшему росту. Если акции в среднем стоили около 30$ за штуку, за пару лет их цена взлетела до 200$ за штуку! То есть акции Тесла подорожали почти в 6 с лишним раз!

Но все ли так гладко в компании? Для этого надо посмотреть финансовый отчет по годам.

прибыль компании Тесла по годам

Как вы видите, из года в год компания получает убыток, то есть как говорится по-русски, работает в минус.

Как же сейчас обстоят дела у компании? Для этого открываем квартальные отчеты

квартальный отчет компании Тесла за 2018-2019 год

Видим, что за 3 и 4 квартал 2018 года компания получила неплохую прибыль, но за первый квартал 2019 года опять «ушла в минус».  Чего ожидать дальше, пока никто не знает, хотя Илон Маск уверяет, что с компанией все будет хорошо. Выпускаются новые модели, покоряются новые рынки. Ну что же, поживем  — увидим.

Материал подготовлен по видео:

Первый или нет? Какая разница!

Давайте попробуем как можно более объективно оценить труды Николы Теслы и понять, какую важную роль он сыграл во второй мировой промышленной революции начала XX века.

Условно можно разбить трудовую жизнь Теслы на два периода: до пожара в его лаборатории в Нью-Йорке в марте 1895 года и после.

До этого события изобретения Теслы уверенно можно назвать крайне эффективными, полезными и остроумными. Многие достоверно подтверждены патентами и статьями

Здесь очень важно попытаться представить, в каком состоянии пребывало научно-инженерное общество того времени. В XIX веке открытия Эрстеда, Ампера, Ома, Фарадея, Максвелла и других ученых привело многих к четкому осознанию, что за электромагнетизмом будущее

Огромное количество блестящих умов по всему миру было занято исследованием применения электрических и магнитных явлений. Если в одной стране один человек доходил до какого-нибудь технического открытия, то в другой точке земного шара в это же время нечто похожее вполне мог сконструировать другой. Поэтому споры о том, кто был первым, не утихают и по сей день. Хотя почему бы просто не определить, что первыми были несколько людей? Разве это умаляет их заслуги?

Фото: East News

Так многократно случалось впоследствии и с наследием Николы Теслы. Например, достоверно известно, что в 1891 году он продемонстрировал на практике применение радиосвязи с помощью передающего устройства с резонанс-трансформатором. Это подтверждает и знаменитая радиоуправляемая модель лодки Теслы. Сложно представить, но еще в конце XIX века человечество увидело дистанционное управление модели катера. Конечно, возникают споры, кто был первым — Тесла или русский физик Александр Попов, создавший радио примерно в то же время.

Также достоверно известно о факте создания Теслой в 1890-х годах «лучевых трубок», питаемых от резонансных трансформаторов его собственной конструкции и испускающих, как теперь они называются, рентгеновские лучи. До сих пор обсуждается вопрос приоритета столь выдающегося открытия, за которое Вильгельм Рентген в 1901 году получил Нобелевскую премию. Однако сам Тесла не претендовал на открытие.

Кроме того, Тесла, будучи сторонником теории существования электроэфирной среды, исследовал возможность создания каналов в эфирной среде, по которым можно было бы передавать огромные электрические импульсы. По всем признакам эта идея опередила свое время почти на полвека. Теперь подобное явление называется плазменным шнуром. Однако никаких свидетельств о каком-либо четком и обоснованном результате Теслы нет, лишь об идее и пробных экспериментах.

То же самое касается и известных домыслов о познании шаровых молний Теслой. На уровне разговоров и интервью упоминаний много. По словам самого Теслы, его не интересовало это понятное ему явление, так как оно являлось побочным атрибутом при создании мощных искровых разрядов, которыми Тесла надеялся передавать электричество без проводов. Тем не менее явление ни тогда, ни сейчас однозначно не объяснено.

12 октября 1887 года — важная дата в карьере Теслы. В этот день он опубликовал строгое научное описание сути явления вращающегося магнитного поля. Это важнейшее открытие способствовало тому, что впоследствии именно в честь Николы Теслы назвали единицу измерения магнитной индукции в международной системе единиц СИ.

Работая на Вестингауза, Тесла запатентовал множество различных применений самых разных многофазных систем переменного тока. До изобретения так называемого асинхронного двигателя переменный ток не находил широкого применения, поскольку не мог использоваться в ранее существовавших электродвигателях, работающих на постоянном токе.