Как устроен электромобиль Tesla

С тех пор, как я увидел год назад передачу посвященную этой машине, можно сказать, что она стала моей мечтой. Подумайте только – электромобиль который не нужно кормить дорожающим каждый день бензином или дизелем, который не загрязняет окружающую среду, и который признан самым надежным и экологичным автомобилем в мире!
Итак, перед вами небольшой рассказ об электромобиле Tesla Model S.



Когда я узнал, что один из экземпляров легендарного электромобиля появился в Москве, я решил познакомиться с его владельцем и увидеть машину воочию, однако она оказалась очень востребованной среди фанатов электромобилей и экологических движений, потому я нашел ее на мероприятии, посвященном защите окружающей среды.


Немного расскажу о машине: Tesla Model S — пятидверный электромобиль производства американской компании Tesla Motors. Прототип был впервые показан на Франкфуртском автосалоне в 2009 году. Поставки автомобиля в США начались в июне 2012 года. Компания называет свой автомобиль с таким типом кузова «фастбэк», который нам известен как «хэтчбэк».


Цены на Model S начинаются от 62,4 тысячи долларов и доходят до 87,4 тысячи долларов (в США). Самый дорогой вариант — это автомобиль с запасом хода почти в 425 километров, способный набирать «сотню» за 4,2 секунды.
По итогам первого квартала 2013 года в США было продано 4750 экземпляров Tesla Model S. Таким образом, модель стала самым продаваемым люксовым седаном, опередив, в частности, Mercedes-Benz S-класса и BMW 7-й серии. Прорыв произошел и в Европе. В Норвегии за первые две недели сентября 2013 Tesla Model S – самый продаваемый автомобиль (322 шт), обошедший Volkswagen Golf (256 шт).
Под капотом нет всего того, что мы привыкли видеть в машине с двигателем внутреннего сгорания. Здесь вместо него багажник.


Сзади то же самое. Багажник довольно объемный, при желании здесь можно установить детские кресла, обращенные лицом к стеклу.


Согласно US Environmental Protection Agency (EPA) заряда литий-ионного аккумулятора емкостью 85 кВт·ч хватает на 426 км, что позволяет Model S преодолевать наибольшую дистанцию из доступных на рынке электромобилей. Изначально в планах Tesla было начать в 2013 году производство автомобилей с аккумуляторами емкостью 60 кВт·ч (335 км) и 40 кВт·ч (260 км), однако из-за малого спроса от модели на 40 кВт·ч решено было отказаться. Базовая модель S использует жидкостное охлаждение двигателя переменного тока, который производит 362 лошадиных силы.
В основе аккумулятора автомобиля (их 16 блоков) находится около 7 тысяч пальчиковых батареек уложенных с особым распределением положительных и отрицательных контактов, который хранится в секрете.


В июне 2013 года компания продемонстрировала возможность перезарядки Model S путём автоматической замены батареи. В ходе демонстрации было показано, что процедура замены занимает примерно 90 секунд, что более чем вдвое быстрее заправки полного бака аналогичного бензинового автомобиля. По заявлению президента компании Элона Маска, «медленная» (20-30 минут) зарядка батареи Model S на заправочных станциях компании останется бесплатной, в то время как быстрая замена обойдётся владельцу машины в сумму порядка 60-80 долларов, что примерно соответствует стоимости полного бака бензина.


Заглянем внутрь машины. Вместо привычных приборов на панели, здесь ЖК-монитор, на котором все нужные функциональные кнопки и информация о рабочем состоянии автомобиля.






В данный момент автомобиль стоит на зарядке и вместо спидометра отражается информация о том, насколько заряжен электромобиль, и на сколько километров хватит его хода. Вместо тахометра на дисплее показываются данные амперметра.


Сзади довольно просторно.


Окна на двери без рамок.




На поворотнике – символ компании Tesla Motors, лаконичный и красивый.

Как заряжать Tesla?

Простой ответ – легко и просто. Простая математика и базовый курс электротехники, 8-й класс средней школы.
Помним, что мощность выражается в киловаттах и равна силе тока в амперах, помноженной на напряжение в вольтах. А емкость батарейки авто равна либо 60 КВт-ч, либо 85 КВт-ч, в зависимости от модификации. И еще помним, что штатное зарядное устройство работает в диапазоне 100-240V 50-60Hz. Проблем с российскими электросетями нет никаких. Главное три фазы не подать, но абстрактный имярек без электрика с этой задачей не справится, а неумные электрики в природе встречаются крайне редко, естественный отбор все дела.
Итак поехали. Куча опций.
Вариант 1. Всегда и везде.
Штатный блок питания, обычная розетка 220В.
12 ампер, 220 вольт = примерно 2.5КВт.
Полная зарядка батареи – полтора суток (указано для большой батарейки 85, для маленькой указанное время делим на полтора).
Важно иметь работающую «землю» на розетке, без этого не работает.
Техническая сложность – все разъемы зарядного устройства идут по заокеанским стандартам.
Решение – либо переходник с американской розетки на российскую (китайские переходники для айфонов не годятся, они хлипкие, пускать по ним 12А просто страшно), либо банальная скрутка. Цепляем к американским разъемам на скрутку отрезанный от полотенцесушителя или микроволновки кабель с вилкой.

Работает.


Вариант 2. Дешево и сердито.
Второй разъем зарядного устройства. Стандарт NEMA 14-50, американская силовая розетка.
Берем американскую розетку стандарта NEMA 14-50 (важно озаботиться купить заранее, лучше сразу десяток про запас), зовем электрика. Просим или требуем выдать 50 ампер на одной фазе.
В зависимости от степени мотивации и мотивации электрика и, возможно, энергетика, получаем или 25А, или 32А, или 40А.
Дальше электрик ставит на стену заранее запасенную американскую розетку и подключает ее. Электрики этому обучены, коммутация проблем не вызывает. Схемы коммутации ищем в википедии.
Итог – время полной зарядки сокращается до 18/14/11 часов.
Уже намного лучше, за ночь батарейка зарядится.
Как выглядит процесс зарядки по вариантам 1 и 2?
Открыл багажник. Вынул зарядное устройство. Вставил в розетку, дождался когда побегут зеленые огоньки. Вставил в машину, дождался пока замигает зеленым. Пошел спать. Минута-полторы на все про все.
Не уверен в возможности уличной установки. Визуально на IP44 не очень похоже, реально – надо читать спецификации. Варианты выкрутиться точно есть.


Вариант 3. Wall connector.
Процесс организации практически полностью аналогичен варианту 2.
Отличия:

- электрикам и бойцам ставится боевая задача обеспечить 80 ампер на одной фазе. Возможно, бойцы с этой задачей не справятся, 80А это много. Тогда можно ограничиться 40А.
- вместо розетки NEMA 14-50 на стену вешается настенное зарядное устройство.
Процедура зарядки существенно упрощается. Снял со стены штекер, воткнул в машину, пошел спать. Секунд 15 и никаких проводов под ногами.
Время полной зарядки (если удастся организовать 80А) сокращается до 5-6 часов.
Уличное исполнение – да. Защита IP44.
Важный момент – убедиться при заказе, что Tesla умеет заряжаться током 80А. Если не умеет – вопрос потенциально можно решить заменой блока зарядки в Tesla. Но он дорогущий, проще купить не эту, а другую Tesla, где блок стоит штатно.
Для обособленно живущих за городом также доступна опция зарядки от однофазного дизеля. Особенностей абсолютно никаких, с коммутацией легко справится электрик.
Пока это всё, что есть.
Пока в России нет ни суперчарджеров (110КВт мощность, заряжает за 40 минут) ни станций battery swap (меняют батарейку на новую заряженную за 2 минуты). Все будет. Год-два максимум. Никаких технических сложностей нет, особенно в суперчарджерах.

Что еще надо учитывать?

Что реальный расход электричества, в режиме уличных гонок (по-другому на ней пока не ездят) в 1.5 раза выше номинального. Запас соответственно не 400 км, а 250-300.
Что реальный дневной пробег по городу – в пределах 100-150 км. По области ездят 150-200 км. Соответственно каждый день нужно заряжать не всю батарею, а половинку или 2/3. И не 10 часов, а 5-6-7.
Это всё. Больше никаких особенностей и откровений.

Просто каждый вечер ставим на зарядку айфон, айпад, макбук и Tesla.