Технология Roadster Motor Tesla
При примерно арбузе, двигатель Родстера преобразует электричество в механическую мощность, а также действует как генератор, превращая механическую энергию в электричество.
Корни Tesla Motor's
В 1882 году физик Никола Тесла обнаружил вращающееся магнитное поле, которое является фундаментальным принципом в физике и одним из самых значительных открытий всех времен. С этого открытия Тесла построил свой первый асинхронный двигатель переменного тока, и он неосознанно начал индустриальную революцию на рубеже веков. Используя это изобретение, группа инженеров основала Tesla Motors в 2003 году и попыталась доказать автомобильной промышленности, что электромобили могут оказаться более подходящими, чем автомобили с бензиновым двигателем. Изощренные инженеры Tesla создали блестящую трансмиссию, построенную на асинхронном двигателе переменного тока (AC), запатентованном в 1888 году Никола Тесла, изобретателем, который повлиял на название компании. Результат этого вдохновения, The Tesla Roadster, был запущен в 2008 году. Roadster - первый серийный автомобиль для использования литиево-ионных батарейных ячеек, а также дальность полета более 200 миль за заряд.
Порт для зарядки аккумулятора Roadster находится на борту автомобиля. Этот порт позволяет подключать Roadster к любой розетке в любой точке мира. В зависимости от выходного напряжения и силы тока аккумулятор можно заряжать всего за 4 часа от пустого. Зарядка электромобиля доступна в двух вариантах: станция подзарядки, которая обеспечивает розетку на 220 вольт, 70 ампер, которая заряжается всего за 3, 5 часа, или с помощью мобильного зарядного комплекта, который позволяет заряжать через любую электрическую розетку и зависит от (110 вольт или 220 вольт).
Эффективность от электричества
В отличие от обычных бензиновых автомобилей, родстер Tesla не будет найден с сотнями движущихся частей. Он оснащен четырьмя основными системами:
- Система хранения энергии (ESS)
- Модуль силовой электроники (PEM)
- Последовательная механическая коробка передач
- Электродвигатель
Инновационные инженеры Tesla решили задействовать Roadster, используя стопки узорчатых металлических пластин и обернутых проводов для создания электромагнитного поля, также известного как трехфазный асинхронный электродвигатель переменного тока. Этот крошечный, но чрезвычайно прочный двигатель весит чуть более 100 фунтов. Огромные 375 вольт используются для подачи 900 ампер тока в двигатель переменного тока для создания сильных магнитных полей. При максимальных скоростях двигатель может вращаться до 14 000 оборотов в минуту.
Инженеры Tesla Motor решили использовать асинхронный электродвигатель переменного тока по сравнению с обычным бесщеточным двигателем постоянного тока, поскольку асинхронные двигатели переменного тока являются чрезвычайно надежными, упрощенными и эффективными на широком диапазоне скоростей. Этот электродвигатель заменяет двигатель внутреннего сгорания, тем самым устраняя необходимость сжигания одной капли бензина. Двигатель преобразует электроэнергию в механическую мощность, а также удваивается как генератор, превращая механическую энергию в электричество. При этом двигателе переменного тока моментальный момент мгновенно доступен при любом обороте. Затем двигатель соединен с одноступенчатой коробкой передач над задней осью. У Roadster есть только одноступенчатая коробка передач: одно передаточное отношение от нуля до максимальной скорости. Переключите две фазы в электронном режиме, и двигатель работает в обратном направлении.
В то время как вождение обеспечило высокопроизводительный автомобиль, Tesla Motors разработала Roadster с перезаряжаемыми литиево-ионными батареями, которые были найдены в портативных компьютерах. Чтобы обеспечить высокое качество и безопасность в аккумуляторных батареях, Tesla использует только литиевые ионные элементы от ведущих производителей. Невероятно маленький размер ячейки обеспечивает эффективную передачу тепла, обеспечивает отличную надежность и продлевает срок службы аккумулятора. Каждый аккумуляторный элемент находится в стальном корпусе, который переносит тепло от ячейки. Батарейный блок включает в себя шестьдесят девять ячеек, которые подключены параллельно, чтобы создать «кирпичи». Девяносто девять кирпичей соединены последовательно, чтобы создать листы, которые вставляются в аккумулятор. Точнее, есть 6, 831 батареи весом около 1000 фунтов, которые находятся в ESS Roadster. Для управления каждым листом используется компьютер, удостоверяющий, что все батареи заряжаются и разряжаются должным образом. Ниже приведена схема того, как 11 листов установлены в корпус аккумуляторной батареи.
Когда батарея исчерпала себя, клетки могут быть утилизированы на полигоне. Однако аккумулятор не содержит тяжелых металлов или токсинов. Тесла создала программу утилизации, которая повторно использует более 60% каждой литий-ионной аккумуляторной батареи. Из этих 60% компоненты восстанавливаются в процессе рециркуляции и повторно используются для создания новых упаковок.
Модуль силовой электроники (PEM) использует инвертор, который меняет постоянный ток (DC) на переменный (AC). Он управляет и преобразует ток во время вождения и зарядки. Когда переменный ток поступает в автомобиль от зарядки, PEM преобразует его непосредственно в постоянный ток, который необходимо хранить в батарее. Инвертор использует 72 биполярных транзистора с изолированным затвором (IGBT). IGBT - это трехтерминальное силовое полупроводниковое устройство, которое действует как электронный переключатель. Используя эту технологию, Tesla Motor's смог генерировать увеличение выходной мощности. При максимальном ускорении литий-ионные батареи могут вырабатывать около 200 кВт энергии. Кроме того, PEM контролирует уровни напряжения, обороты двигателя, крутящий момент и торможение. Эта рекуперативная тормозная система захватывает кинетическую энергию и передает ее обратно в ESS. Используя эту кинетическую энергию, PEM и двигательные системы составляют около 85 и 95 идеально, что позволяет двигателю выводить мощность 185 кВт. На рисунке ниже показан двигатель Roadster, расположенный вне автомобиля.
Внутри этого электродвигателя имеются намоточные катушки из медной проволоки, которые стекаются через тонкие стальные пластины, называемые пластинами. Провод проводит электричество, которое подается в двигатель через PEM. Есть три отдельных набора проводов, каждый из которых проводит одну из трех фаз электричества. Если вы думаете о синусоидальной волне, волна чередуется между вершинами и долинами. Каждая фаза смещается друг от друга, поэтому при объединении повышается и падает каждая фаза, создавая уровень подачи тока. Поток переменного тока в медные обмотки создает магнитное поле. Эта концепция известна как электромагнетизм.
Результат
Инженеры Tesla, несомненно, доказали автомобильной промышленности, что электрические автомобили более подходят, чем автомобили с газовым двигателем. С радиусом действия более 200 миль на заряд, нулевыми выбросами и быстрым ускорением, Tesla Roadster действительно является единственным в своем роде автомобилем.