Многие автомобилисты во всем мире знакомы с электромобилем Tesla Model S. О данной новинке было снято множество документальных фильмов, в которых рассказали, как собирают данный электрический седан, и на чем основаны его технологии. В данной статье мы расскажем об особенностях эксплуатации электромобиля Tesla Model S в России и странах СНГ.
Конструкция электрической силовой установки Tesla Model S
Электрическая силовая установка седана Tesla Model S не похожа ни на одну известную силовую установку до настоящего времени. Электродвигатель имеет достаточно компактные размеры, не превышающие размеры большого арбуза. Он располагается между задними колесами. В итоге моторный отсек, который располагается в привычном месте для седана, у электромобиля Tesla Model S превратился в багажник. А в заднем багажнике инженеры разместили складываемые детские сидения, которые позволили создать схему размещения пассажиров 5+2. Благо это стало возможно сдвинутому заднему стеклу к заднему концу кузова автомобиля.
КПД электродвигателя Tesla Model S в три раза выше КПД любого двигателя внутреннего сгорания. Можно выделить следующие особенности электрического мотора электромобиля Tesla Model S:
— электромотор функционирует на основе простого индукционного принципа;
— электромотор обладает медным цилиндром, который позволил увеличить мощность;
— электрический двигатель является трехфазным и имеет четыре полюса;
— мощность электромотора составляет 416 лошадиных сил и 600 Нм максимального крутящего момента.
С таким электродвигателем седан Tesla Model S с самого старта обладает максимальным крутящим моментом, передаваемым сразу на задние колеса. В итоге разгон у электромобиля Tesla Model S является абсолютно ровным до набора максимальной скорости. Топовая комплектация Tesla Model S P 85D разгоняется от 0 до 100 км/час за 4,4 секунды.
Технические характеристики топовой модификации Tesla Model S P 85D представлены в таблице ниже.
Особенности зарядки Tesla Model S в России
В максимальной комплектации Tesla Model S P 85D обладает аккумуляторной литий-ионной батареей емкостью 85 кВтч. Фактически это означает, что аккумулятор может обеспечить мощность в 85 кВт на протяжении одного часа или 1 кВт на протяжении 85 часов.
В России электромобиль Tesla Model S можно заряжать от красных розеток трехфазных сетей 380В. Также можно приобрести опциональный коннектор для евророзетки обычной бытовой сети 220В.В комплекте Tesla Model S идет зарядное устройство, мощность которого составляет 11 кВт. Это означает, что с ним для полной зарядки аккумуляторной батареи понадобиться 8 часов времени. Стоит обратить внимание, что если вы приобрели американскую версию Tesla Model S, то она не будет поддерживать зарядку от трехфазной сети. При зарядке монитор в салоне укажет, какую сеть вы подключили, и через сколько времени аккумуляторная батарея будет заряжена полностью.
Подробности Опубликовано: 03.10.2015 14:28
Электромобили массово начали заполнять улицы Нью-Йорка еще 100 лет назад. Но почему они до сих пор не пользуются популярностью во всем мире? Ответ прост – в то время не было достаточно мощных аккумуляторов. С развитием технологий батареи с большой емкостью появились, причем достаточно давно. Десятки лет назад на различных выставках и в новостных сюжетах начали попадаться на глаза прототипы электрических авто, которые были достаточно эффективными и практичными. Каждая из этих новинок имела что-то уникальное и инновационное , некоторые производители даже запускали их в серийное производство и устанавливали доступную для покупателей цену. Но почему же основным средством передвижения до сих пор остаются автомобили с бензиновыми двигателями?
Все потому, на то время не существовало электромобиля, который бы смог совершить революцию. Все электрокары расхваливались в узких кругах гиков, но не находили признания среди простых людей. Были семейные модели, которые могли экономить средства, но не было суперкара, тетради на обложке с которым сметали бы с полок школьники и о котором мальчики мечтали с ранних лет. В мире электромобилей не было своего «Айфона» и своего Стива Джобса, который бы его разработал. Не было электрокара с «вау!» эффектом.
Начало
Сейчас же такой автомобиль-революционер существует. Знакомьтесь - Tesla Model S . Менять мир к лучшему этот полноразмерный пятидверный лифтбек класса люкс начал с 2012 года. Идейным отцом проекта является американский инженер и предприниматель Илон Маск, который еще в 2009 году представил прототип Model S всему миру на Франкфуртском автосалоне. Сегодня уже мало кто вспоминает, сколько проблем предшествовало этой презентации, компания Tesla Motors была даже на грани банкротства. Однако Маск верил в идею серийного электромобиля до конца, вложил все свои сбережения и смог найти инвесторов. И впоследствии его усилия дали свои плоды: первая ограниченная партия в 1 000 экземпляров стоимостью около $100 тысяч каждый разошлась как горячие пирожки!
Такой фантастический успех неудивителен, поскольку до сих пор «Тесла» остается электромобилем с наибольшим запасом пробега без подзарядки, разгоняется до 100 км/ч за, на минуточку, 2,8 секунды!!! (имеется ввиду топовая версия Modes S P85D с режимом Ludicrous), а также имеет в США титул самого безопасного транспортного средства на дорогах. Реальность превзошла все ожидания. Впервые за 10 лет существования Tesla Motors получила прибыль, погасила все долги и увеличила объем производства Model S. К этому времени по всему миру ездит около 50 000 этих электрокаров.
По факту лучший электромобиль в мире, Tesla Model S является сегодня лидером не только в категории электрических авто. Так, например, по итогам 2013 года в США, модель стала самым продаваемым люксовым седаном, опередив, в частности, BMW 7-й серии и Mercedes-Benz S-класса, а в Норвегии, благодаря господдержке электромобилей, Model S вообще стала самым продаваемым авто по итогам сентября 2013, опередив при этом такого не слабого конкурента, как Volkswagen Golf .
Какой электродвигатель у Tesla Model S
Под капотом у «Теслы» располагается не двигатель, а багажник небольшого размера. По законам автомобильной логики, если багажник сконструирован спереди, то сзади - двигатель. Но здесь не все так просто, поскольку в задней части авто тоже отдел для багажа, но уже значительно больше, пространства хватает даже для установки двух дополнительных детских кресел или размещения велосипеда.
Заднеприводные модели
Электродвигатель конструкторы разместили над задней осью, и визуально его "не потрогать». Трехфазная асинхронная электрическая машина с четырьмя полюсами подключена непосредственно к заднему приводу без коробки переключения передач и трансмиссии как таковой. В топовой комплектации ее мощность составляет 310 кВт или 416 лошадиных сил, а максимальный крутящий момент, который может она развить, достигает 600 Н · м. При этом двигатель способен выдавать до 16 000 об/мин, что позволяет автомобилю передвигаться со скоростью до 210 км/ч. Также во время рекуперации энергии он может работать как генератор, когда водитель отпускает педаль акселератора и автомобиль начинает снижать скорость движения. Вообще заднеприводные Model S изначально выпускались в трех комплектациях: 60, 85 и P85. В зависимости от этого мощность двигателя составляла соответственно 225 кВт, 280 кВт, а в версии Performance целых 310 кВт. С апреля 2015 компания прекратила выпуск Model S 60 и заменила базовую модель на Model S 70D.
Полноприводные модели
В октябре 2014 года компания Tesla анонсировала модификации S-ки с полным приводом, которые содержат по два электродвигателя каждая. Один, как и раньше, остался на заднем мосту, другой же приводит в движение отдельно передние колеса. Таким образом в модели P85 появился еще один мотор на передней оси, мощность которого 221 л. с., что в сумме с задним, более мощным двигателем составляет почти 700 л. с. Теперь разгон до 100 км/ч стал возможным за 3,2 с, что быстрее, чем в Porsche Panamera Turbo S! Также возросла максимальная скорость, которая теперь составляет 249,5 км/ч. Другим версиям установили на передние колеса по 188 «лошадок». Все полноприводные модификации получили суффикс «D» и стали именоваться 70D, 85D и P85D. Интересно, что распределение нагрузки на оси был почти равномерным и в ранних моделях, но в новой P85D он стал близким к идеальному - 50:50.
На этом инженеры Тesla не остановились и в июле 2015 компания представила новые версии Model S – 70, 90, 90D и P90D вместе с опциональным "ludicrous mode" («нелепый» режим), позволяющим разогнаться до «сотни» за 2,8 секунды. Теперь P90D сочетает в себе 259 лошадиные силы (193 кВт) передней оси и 503 лошадиные силы (375 кВт) задней оси, дающих общую мощность 762 л.с. (568 кВт). Проапгрейдить авто и установить режим «ludicrous» можно за 10000 долларов.
Какой аккумулятор у электромобиля Tesla
Все Model S далеко не из самых легких, вес каждого авто около 2 тонн. Хотя элементы кузова изготовлены из легкого алюминия, но общую массу автомобиля значительно увеличивает аккумуляторная батарея. Она размещена под полом и включает в себя более 7000 современных литий-ионных элементов производства японской Panasonic. В зависимости от комплектации ее мощность может достигать 70 кВт*ч или 85 кВт*ч. Собственно, отсюда и пошли названия ряда модификаций «Теслы». Менее мощный рассчитан, чтобы преодолеть расстояние в 335 км на одной полной зарядке, на другом можно проехать 426 км.
Размещение такой тяжелой батареи внизу между колесной базой существенно смещает центр тяжести, что делает автомобиль более устойчивым на поворотах. Отдельные литий-ионные модули, размещаются в батарее не равномерно, а уплотняются ближе к середине, что положительно влияет на инерцию S-ки относительно вертикальной оси. Также в батарее есть и другая полезная функция: она укрепляет конструкцию кузова и придает жесткость его каркасу. Разработчики учли печальный опыт нескольких машин из первой партии, когда из-за наезда днищем на жесткие предметы был пробит «бензобак», и установили для защиты батареи от повреждений специальную титановую пластину.
В июле 2015 Tesla Motors представила апгрейд запаса хода, увеличивающим ёмкость аккумуляторов до 90 кВт*ч, которым можно оснастить (за дополнительную плату) топовые версии 85D и P85D. Разработчики объяснили возможность такого улучшения эффективности «оптимизацией химических процессов в ячейке». Новые батареи увеличили протяженность пробега на одном заряде на 6%.
Зарядные станции Tesla Supercharger
Станции быстрой зарядки позволяют пополнять запасы энергии электромобилей Tesla при мощности до 120 кВт, в обход базового 10-киловаттного (или дополнительного - 20 кВт) инвертора. По словам разработчиков Tesla, Supercharger заряжают батарей электромобилей во много раз быстрее, чем зарядные станции других типов. Результат такой экспресс зарядки весьма впечатляет - 50% заряда аккумулятора Model S пополняется всего за 20 минут, и 80% - за 40 минут. 75-минутная полная «заправка» может показаться несколько продолжительной, однако в Тесла уверяют, что остановки при длительных путешествиях обычное дело: люди частенько разминаются, перекусывают или принимают душ.
Сеть Superchargers, которые питаются от солнечных батарей, постоянно растет: на конец 2015 года в Северной Америке их уже 220, а в Европе - 180. Руководство компании заявляет, что заправка для владельцев авто Тесла будет всегда совершенно бесплатной. Так стимулируется использование электромобилей во всем мире. И, естественно, Superchargers работают 24 часа в сутки и 7 дней в неделю.
Как управлять автомобилем Tesla
Водителю сначала будет непривычно за рулем и придется привыкать к особенностям электромобиля. Но эти особенности отличаются в лучшую сторону, поэтому и привыкать можно с удовольствием. Например, Model S не заводится, а включается нажатием на педаль тормоза. Но это не первое, что привлекает внимание, потому что сначала в глаза бросается большой 17-дюймовый дисплей, расположенный справа от руля.
В компании Tesla Motors решили минимизировать количество кнопок и механических элементов управления, взамен поместили все это на один сенсорный экран. Только на руле и рулевой колонке оставили несколько механических кнопок, переключатели поворотов и стеклоочистителей, а также ручку переднего и заднего хода. За рулем расположен еще один экран, на который выводится информация о заряде и температуре батареи, остаток пробега, скорость движения и т.д. Внизу только две педали, в большинстве случаев пользоваться приходится только одной из них - акселератором. Тормоза нужны только в экстренных случаях, так как при отпускании педали газа автомобиль «тормозит двигателем», а сцепление вообще отсутствует.
В отличие от других электромобилей, Tesla Model S подойдет людям, которые собираются передвигаться не только по городу, но и на более дальние путешествия. Также по душе она придется фанатам гаджетов, поскольку контролировать состояние машины можно со своего смартфона. Благодаря своему роскошному дизайну и дорогой стоимости машина пользуется спросом у бизнесменов и людей с высоким доходом, в то же время, за счет высокого уровня безопасности и возможности установки двух дополнительных сидений для детей семейные поездки также будут максимально комфортными. И, наконец, Tesla Model S - это выбор прогрессивных людей, которым не безразличны вопросы окружающей среды и которые готовы к скорейшему переходу к транспорту будущего .
Видео: Tesla Model S P85 тест-драйв
Таблица технических характеристик Tesla Model S
| Краткое описание | Технология | BEV (Battery Electric vehicle) | |
| Прямые поставки в Украину | нет | ||
| Цена в салонах | $75 000 - $105 000 * | ||
| Мощность | /362/416/762 л.с.* | ||
| Тип топлива | Электричество | ||
| Время зарядки | Зарядка от бытовой сети переменного тока: 110В за 1 час восполняет 8 км пути 220В за 1 час восполняет 50 км пути Зарядка на станциях быстрой зарядки Supercharger за 1 час 500 км пути. |
||
| Запас хода | 225/320/426/426 км * (в зависимости от ёмкости аккумулятора) | ||
| Кузов | Тип | Седан | |
| Конструкция | Несущая | ||
| Класс | Спорт седан | ||
| Количество мест | 5 | ||
| Количество дверей | 4 | ||
| Размеры, масса и объемы | Длина | мм | 4976 |
| Ширина | мм | 1963 | |
| Высота | мм | 1435 | |
| Колесная база | мм | 2959 | |
| Колея колес | передних/задних мм | 1661 /1699 | |
| Клиренс | мм | 154.9 | |
| Снаряженная масса | кг | 2108 * | |
| Объем багажника | литр | 900 | |
| Эксплуатационные характеристики | Максимальная скорость | км/ч | 225/249* |
| Разгон 0 -100 км/ч | с | 5,2/4,4/3,2/2,8* | |
| Запас хода | км | до 426* | |
| Двигатель | Тип | Асинхронный (индукционного типа) трехфазный электродвигатель переменного тока | |
| Тип топлива | электричество | ||
| Модель | Используется электродвигатель собственного производства | ||
| Макс. мощность | 259/315/362/503 л.с.* | ||
| Макс. крутящий момент | 420/430/440/600 Нм* | ||
| Тяговая аккумуляторная батарея | Тип | литий-ионная | |
| Ёмкость | кВт-ч | 70/85/90* | |
| Трансмиссия | Тип привода | Задний/Полноприводный | |
| Коробка передач | Одноступенчатый редуктор | ||
| Постоянное передаточное число | 9.73 | ||
| Ходовая часть | Рулевое управление | реечное с электроусилителем | |
| Подвеска | передняя / задняя | зависимая/ независимая | |
| Тормозная система | вентилируемые тормозные диски используются в сочетании с электронным приводом стояночного тормоза и системой рекуперативного торможения | ||
| Шины | -Goodyear Eagle RS-A2 245/45R19 (стандартные 19-дюймовые) -Continental Extreme Contact DW 245/35R21 (дополнительные 21-дюймовые) |
||
| Безопасность | Количество подушек безопасности | 8 | |
| Подушки безопасности | Боковые подушки безопасности водителя и переднего пассажира, боковые шторки безопасности для первого и второго ряда сидений, фронтальные подушки безопасности для головы и колен водителя и переднего пассажира | ||
| Вспомогательные системы торможения | Антиблокировочная система тормозов (ABS) | ||
| Другое | Сенсор отключения батареи при столкновении, иммобилайзер, ремни безопасности, автопилот и т.д. | ||
Показав осенью свою горячую новинку, родстер Tesla второго поколения, и побудит автомобильную интернет общественность обсуждать произошедшее, Тесла быстро ушла в тень, оставив без ответа главный вопрос, сколько лошадиных сил развивает экстравагантный гиперкар.
Но даже тогда не был дан ответ на самый важный вопрос, о котором изначально молчала Tesla. Какая мощность Тесла Родстер II? Ответ вновь попытался дать инженер из Штатов. Вот что получилось.
Для подсчетов были использованы данные о производительности, предоставленные в свободный доступ самой автокомпании из Пало-Альто, наряду с некоторыми предположительными оценками массы, динамики и других данных которые можно поставить в формулу для подсчёта выходной мощности двигателя. В результате, предполагаемая мощность электрического родстера не разочаровывает, она вполне может соответствовать вилке от 990 до 1.400 «электропони». То есть можно точно сказать, 1 тысяча лошадей в новинке есть.
Илон Маск буквально шокировал автомобильный мир во время презентации двух новинок: Tesla Roadster II и грузовика Semi . 10.000 Нм крутящего момента это нешуточный запас!
Джейсон в своем видео как обычно подробно рассуждает на тему технических нюансов автомобиля. Как оказалось, под 10.000 Нм крутящего момента Тесла, на своем официальном вебсайте, подразумевала не что иное как крутящий момент на колесах. То есть данный крутящий момент не развивается двигателями, а увеличивается передаточным числом КПП. Это дает нам зацепку для вычисления выходной мощности и косвенно говорит о том, что точно не прилетела с другой планеты. Чудес не бывает.
Если использовать схожую методику подсчета крутящего момента, окажется, что у Dodge Challenger SRT Demon более 13.500 Нм крутящего момента на колесах…
На 1.40 минуты видео Фенске доказывает, что представленные Tesla данные фактически бессмысленны, приводя в пример мотор в 1 л.с. зацепленный с несколькими шестеренками, поменьше и побольше, с количеством зубов в 100 и 1.000, соответственно. При таком соотношении выходной крутящий момент на колесах будет соответствовать 13.500 Нм! Единственно, что с такой трансмиссией автомобиль не сможет разогнаться до скорости более 1 км/ч.
На 3 минуте видео по хронометражу рассуждения продолжаются на примере самого быстрого серийного бензинового автомобиля- Dodge Demon.
972 Нм последовательно проходя через шестерни первой передачи КПП и дифференциала увеличиваются приблизительно до 14.000 Нм крутящего момента. На второй передаче показатели на колесах все еще будут составлять более 10 тыс. Нм момента и так далее. От перемены сумм слагаемых, результат не изменится.
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.
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.
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.
Напрямую сопоставить количество лошадиных сил автомобиля с двигателем внутреннего сгорания (ДВС) и электромобиля - довольно сложная задача. Физика силовой установки электромобиля сильно отличается от ДВС. В электромобиле электричество берётся из литий-ионной батареи в результате электрохимической реакции. Далее оно следует через силовую электронику, регулирующую напряжение и силу тока, к электромагнитам в моторе, которые создают мощное магнитное поле, вращающее вал привода колеса. Мощность, требующаяся для вращения вала, имеет наибольшее сходство с традиционными измерениями лошадиных сил. Однако всё начинается с электрохимических реакций, которые происходят в аккумуляторной батарее. В зависимости от температуры, состояния заряда и возраста батареи количество извлекаемого электричества может быть очень разным.
Из-за этих факторов есть некоторая путаница в понимании методологии определения эквивалента количества лошадиных сил для наших полноприводных двухмоторных электромобилей - Model S версии «D», которую мы постараемся устранить в этом материале.
Электрические «лошадиные силы»
Измерять электрическую мощность в лошадиных силах не так просто, как кажется на первый взгляд. Вот киловатты или мегаватты - другое дело. Но одного электричества не достаточно для движения. Электродвигатель конвертирует электричество в движение. Представьте, что электроэнергия течёт подобно топливу от бака к двигателю. В различных ситуациях (низкий заряд, низкая температура и т.д.) поток электронов может уменьшиться ниже предельной производительности электродвигателя. В иных случаях потенциальный поток электронов может даже превышать максимальные возможности электродвигателя (тёплая батарея, кратковременные ускорения, и др.). Так как батарея «меняет» количество электрических лошадиных сил, то нет точного числа, которое можно было бы использовать для оценки физических способностей электромобилей. Наиболее приближенная к правде оценка - это мощность на валу электромотора, когда он работает один. Фактически, по закону Евросоюза только эта мощность мотора (одного или двух) и должна быть заявлена в характеристиках электромобиля.
Один или два мотора (P85 или P85D)
Мощность на валу заднеприводного одномоторного Model S около 360-470 л.с. в зависимости от варианта (60, 85 или P85). Кроме того, аналогично, но чуть иначе отличаются мощности «электрических сил» батарей на выходе. Разница наиболее заметна для водителя при очень низком заряде батареи. В этом состоянии химические реакции выделяют меньше электричества и меньший эквивалент лошадиных сил, даже если мощность электродвигателя не изменилась. Но максимальный крутящий момент электромотора(ов) может почти не меняться даже при том, что максимальная мощность на валу уменьшается по мере снижения мощности батареи.
Когда мы запускали полноприводный P85D, мы использовали прямой подход к определению комбинированной способности двух электромоторов, переднего + заднего. Крутящий момент от двух электромоторов объединяется, в результате чего получаем огромный прирост в ускорении, которое вы чувствуете в P85D. Благодаря именно этому «безумный» режим (англ. «insane mode») так восхитителен. Электромобиль «взлетает» немного быстрее, чем ускорение свободного падения и составляет удивительные 3.1 секунды при разгоне до 96.6 км/ч. Такое ускорение было подтверждено журналом Motor Trend на базовой версии с водителем среднего веса. Нужно отметить, что более крупный водитель или дополнительные опции, увеличивающие вес, могут уменьшить ускорение. Кроме того, стандарты Motor Trend исключают первые 28 сантиметра старта. Включение этого участка в подсчёт добавит приблизительно 0.2 секунды к ускорению.
Tesla Model S P85D режим Insane
Одно замечание - с увеличением высоты характеристики двигателей внутреннего сгорания (ДВС) снижаются, в то время как электромобили, фактически, становятся быстрее. Для всех автомобилей с увеличением высоты одинаково снижается сопротивление воздуха, но чем выше находится автомобиль с ДВС, тем больше ему не хватает кислорода. Тест от Motor Trend был сделан приблизительно на уровне моря, соответственно при увеличении высоты Model S начнёт выигрывать у автомобиля с ДВС с аналогичными характеристиками.
С лошадиными силами двух двигателей ситуация не всегда так же проста, как сумма переднего и заднего. Поскольку мы поднимали суммарные лошадиные силы двух моторов выше и выше, в итоге всё чаще эта мощность моторов бывает выше, чем «химическая» мощность батареи в лошадиных силах.
Кроме того, система полного привода у двухмоторных машин Тесла распределяет доступную электрическую мощность так, чтобы увеличить максимальный крутящий момент (и мощность) в зависимости от дорожных условий и развесовки электромобиля. Например во время резкого старта вес переносится на заднюю ось. Передний электромотор должен уменьшить крутящий момент и мощность, чтобы не дать передним колёсам пробуксовывать, а в это время «освободившаяся» энергия будет питать задний электродвигатель, где это действительно нужно в этот момент. Противоположное происходит при торможении, когда передний мотор может принять больше рекуперативного тормозного момента.
Полный привод 85D и 70D
Некоторая путаница существует и в том, что в электромобилях 85D и 70D комбинированная мощность моторов очень близка к мощности батарей в нормальных условиях. А в случае с 85D мощность двух моторов в сумме может превышать доступную мощность батареи. Оба мотора потребляют мощность батареи в самых разнообразных условиях реального мира. Но истинные меры для водителя электромобиля - это время ускорения и ходовые качества.
JB Straubel, технический директор