Pedeorelha | Cómo funciona el Tesla Roadster

Cameron Merritt
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Galería de imágenes: Coches eléctricos El Tesla Roadster es rápido, elegante, se maneja como un sueño y funciona como un cohete, pero es prácticamente silencioso. Descubra qué más lo distingue de los automóviles a gasolina. Vea más fotos de autos eléctricos. Imagen © 2006 Tesla Motors, Inc. Todos los derechos reservados..

Cuando te subes al asiento de un automóvil de alto rendimiento que cuesta seis cifras, esperas ciertas cosas: aceleración que te empuja hacia atrás en el asiento, equipo estéreo de alta gama, manejo que se adapta a la carretera, el rugido gutural de un motor potente y un gran presupuesto para el gas de alto octanaje necesario para alimentarlo. Bueno, el Tesla Roadster tiene casi todos esos aspectos cubiertos. Es rápido, elegante, se maneja como un sueño y funciona como un cohete, pero es prácticamente silencioso y nunca quemará una sola gota de gasolina. El primer automóvil de producción de Tesla es también el primer automóvil eléctrico de alto rendimiento del mundo..

A diferencia de un automóvil tradicional a gasolina, el Tesla Roadster no contiene cientos de partes móviles. Está alimentado por solo cuatro sistemas principales:

los Sistema de almacenamiento de energía (ESS)
los Módulo de electrónica de potencia (PEM)
Un motor eléctrico
UNA transmisión manual secuencial

En lugar de un motor de combustión interna, el Tesla Roadster luce un banco de baterías: el Sistema de almacenamiento de energía (ESS). Al desarrollar una fuente de energía adecuada para un automóvil de tan alto rendimiento, Tesla optó por una tecnología probada en el campo de las computadoras portátiles: baterías recargables de iones de litio. El Roadster contiene 6.831 de ellos. Pesan alrededor de 1,000 libras en total, y Tesla afirma que proporcionan "de cuatro a cinco veces las reservas de densidad de energía de otras baterías" [ref]. Las baterías encajan en 11 sectores con 621 baterías cada uno. Un procesador de computadora separado controla cada sector para asegurarse de que toda la carga y descarga se maneje sin problemas.

El módulo de electrónica de potencia (PEM) es un inversor de potencia y un sistema de carga que convierte la energía de CC en energía de CA utilizando 72 transistores bipolares de puerta aislada (IGBT). Esto da como resultado un marcado aumento en la producción de energía en comparación con los coches eléctricos de primera generación. Con una aceleración máxima, las baterías pueden generar 200 kW de energía, suficiente para encender 2.000 bombillas incandescentes..

Además de controlar las tasas de carga y descarga, el módulo de electrónica de potencia controla los niveles de voltaje, las RPM (revoluciones por minuto) del motor, el par y el sistema de frenado regenerativo. Este sistema de frenado captura la energía cinética que normalmente se pierde al frenar y la transfiere de nuevo al ESS. La eficiencia e integración de la batería, el PEM y los sistemas del motor está entre el 85 y el 95 por ciento, lo que permite que el motor genere hasta 185 kW de potencia. Las aletas de disipación de calor de aluminio y un puerto de ventilación montado en la parte trasera evitan que los transistores de potencia se sobrecalienten.

Puedes recargar el Roadster de dos formas diferentes. Un electricista puede instalar una estación de recarga en su garaje. Este tomacorriente de 220 voltios y 70 amperios permite una recarga completa en 3.5 horas con una batería completamente descargada. Tesla compara la carga de su automóvil con la carga de su teléfono celular; puede enchufarlo por la noche y tener un automóvil completamente cargado por la mañana. También hay un kit móvil que permite recargar en cualquier toma de corriente, sin importar dónde se encuentre. El tiempo que se tarda en cargar con el kit móvil depende de la configuración de salida que esté utilizando (110 voltios o 220 voltios).

Aunque los propietarios de automóviles han estado conduciendo durante décadas con los tanques llenos de gasolina volátil e inflamable en sus automóviles, tener 1,000 libras de baterías detrás de la cabeza hace que algunas personas se detengan. Los recientes retiros de baterías de iones de litio que se usan en computadoras portátiles han aumentado esos temores. Tesla ha hecho todo lo posible para garantizar la seguridad del sistema de energía del Roadster. En primer lugar, el sistema de baterías se sometió a una "prueba de catástrofes" exhaustiva, lo que implicó calentar células individuales hasta que estallaron en llamas. Cada celda está lo suficientemente aislada de las celdas adyacentes para evitar cualquier daño. Si una celda se sobrecalienta, no iniciará una explosión de reacción en cadena..

Una serie de sensores detectan aceleración, desaceleración, inclinación, temperatura y humo. Si uno detecta un evento anormal, como un choque, se apaga inmediatamente y desconecta el sistema de energía. Protecciones y sensores anti-fallas similares son parte del sistema de carga [ref].

El corazón del Tesla Roadster es su motor de inducción eléctrico trifásico de 4 polos, que pesa solo 70 libras. Las afirmaciones de Tesla y las pruebas independientes muestran que el Roadster puede alcanzar las 60 mph en unos cuatro segundos y su velocidad alcanzará un máximo de unas 130 mph. Pero el rendimiento del Roadster no se trata solo de velocidad y aceleración. Las propiedades únicas de un motor eléctrico le dan una gran ventaja sobre un motor de combustión en términos de esfuerzo de torsión, fuerza que tiende a rotar o girar cosas, y banda de poder, la gama de velocidades de funcionamiento en las que el motor funciona de manera eficiente. El Roadster puede generar grandes cantidades de torque incluso a muy bajas RPM, y el motor siempre puede generar una gran potencia. Puede alcanzar más de 13.000 RPM, algo que muy pocos motores de combustión grandes pueden hacer. El sitio web de Tesla incluye lo siguiente: "Un truco favorito aquí en Tesla Motors es invitar a un pasajero y pedirle que encienda la radio. En el momento preciso en que pedimos, aceleramos. Nuestro pasajero simplemente no puede sentarse lo suficiente hacia adelante para llegar a los diales "[ref].

Ese tipo de respuesta del motor elimina la necesidad de una transmisión complicada, por lo que el Roadster tiene solo tres marchas: dos marchas adelante y una marcha atrás. El cambio es manual, pero no hay embrague. Eso también significa que no hay estancamiento ni "tirones" cuando cambia de marcha..

El Tesla Roadster puede ir mucho más rápido que los autos eléctricos anteriores, pero quizás lo más importante es que puede ir mucho más lejos. El alcance estimado del Roadster es de 250 millas con una sola carga, al menos 100 millas más que el EV1 de General Motors, que podría recorrer casi 150 millas en condiciones óptimas..

La mayor parte de la publicidad que rodea al Roadster se trata de su condición de vehículo eléctrico. Pero mientras que los autos eléctricos anteriores solían ser estrechos y carentes de características, el Tesla Roadster se ve y se siente como un auto deportivo. Además de elementos básicos como asientos con calefacción, estéreo con reproductor de CD, frenos ABS y bolsas de aire duales, el Roadster tiene algunas características únicas:

Un PIN único para arrancar el automóvil y evitar cableado en caliente
Un transceptor Homelink que puede programar para controlar dispositivos controlados por radiofrecuencia, como la puerta de su comunidad y la puerta del garaje.
Un conector de base para tu iPod
Manijas de las puertas controladas eléctricamente (no hay bloqueo mecánico, lo que dificulta la entrada al automóvil)

Como es un convertible, el Roadster viene de serie con una capota blanda. Las opciones incluyen un techo rígido, así como características como un interior de cuero completo y un sistema de navegación por satélite..

Especificaciones técnicas

Aceleración: de cero a 60 en aproximadamente 4 segundos
Dimensiones: 155,4 pulgadas de largo, 73,7 pulgadas de ancho, 44,4 pulgadas de alto con una distancia entre ejes de 92,6 pulgadas
Peso: 2500 libras (sujeto a cambios debido a las normas de seguridad)
Velocidad máxima: más de 130 mph
Alcance: 250 millas en autopista EPA
Duración de la batería: duración útil de la batería de más de 100,000 millas

Imagen cortesía de Sony Classics El GM EV1

El Tesla Roadster y la compañía Tesla tienen una historia inusual. La compañía casi no tiene conexión con la industria automotriz estadounidense tradicional, y su fundador no tenía experiencia en la industria automotriz cuando decidió crear el primer automóvil eléctrico de alto rendimiento del mundo. Martin Eberhard y su socio comercial Marc Tarpenning fundaron una empresa basada en un lector de libros electrónicos portátil. Frustrado por la incapacidad de la industria automotriz convencional para crear un coche eléctrico eficaz que tuviera un atractivo masivo (a menudo se refiere a los primeros coches eléctricos como "coches de castigo"), Eberhard decidió crear uno él mismo..

En lugar de crear un automóvil completo y todos sus sistemas desde cero, Eberhard aprovechó la subcontratación, lo que hizo que los diversos elementos fueran fáciles de adquirir. Después de obtener $ 60 millones en fondos de inversión (incluidos más de $ 30 millones de Elon Musk, cofundador de PayPal), la nueva compañía eligió un diseño de Lotus, con sede en Inglaterra..

La asociación Tesla-Lotus funciona bien por varias razones. Las instalaciones de Lotus en Hethel, Inglaterra, son adecuadas para producir automóviles en pequeñas series. Esto permite a Tesla fabricar coches básicamente por encargo, en lugar de fabricar miles y gastar dinero en almacenar el exceso de existencias. Además, el Tesla Roadster se basa en el Lotus Elise: se ven superficialmente similares y tienen el mismo chasis básico (aunque el chasis del Roadster está muy modificado) y otras partes. Esto se sumó a los ahorros. Si bien la mayoría de las piezas y sistemas del Roadster, como el estéreo, los frenos y los cargadores de batería, están listos para usar, el ensamblaje final se realiza en las instalaciones de Lotus..

Tesla afirma que el Roadster ofrece el doble de eficiencia que los autos híbridos populares, mientras genera un tercio del dióxido de carbono. Imagen © 2006 Tesla Motors, Inc. Todos los derechos reservados..

¿Son los coches eléctricos finalmente la próxima gran novedad??

El plan de negocios de Tesla reconoce que la tecnología innovadora suele ser muy cara y que los muy ricos suelen ser los primeros en adoptarla. Una vez que bajan los precios, la tecnología puede moverse hacia el mercado. Es por eso que el primer automóvil de Tesla es un automóvil deportivo de alta gama que solo se fabrica en cantidades limitadas. Sin embargo, Tesla ha puesto su mirada en un lanzamiento en 2008 de un sedán eléctrico de cuatro puertas (con nombre en código White Star). El Roadster parece ser un éxito dentro de sus números de producción limitados: los primeros 100 Roadsters "Signature Series" de edición limitada se agotaron, y la próxima tirada de 100 está lista para pedidos anticipados. Un Roadster completamente cargado costará $ 100,000, con un pago inicial de $ 75,000 requerido para reservar uno.

Los coches eléctricos probablemente siempre serán más caros que los que utilizan motores de combustión. El ahorro se produce cuando se analizan los costos de combustible y el impacto ambiental. Un automóvil eléctrico tiene cero emisiones y no aumenta la contaminación. Conducir un coche eléctrico por una milla cuesta una fracción de lo que cuesta conducir un coche de gasolina por una milla. Los críticos señalan con razón que la energía para impulsar un automóvil eléctrico aún proviene de algún lugar, en este caso, una planta de energía que proporciona energía a la red eléctrica. Cambiar la fuente de energía del petróleo al carbón no necesariamente lo hace más limpio.

Tesla y otros defensores de los coches eléctricos responden que los coches eléctricos son más eficientes por varias razones. Primero, generar energía en una central eléctrica, incluso en una central eléctrica de carbón, es más eficiente y genera menos contaminación que millones de pequeños motores de combustión que generan la energía. Además, parte de nuestra electricidad proviene de plantas de energía más limpias como plantas hidroeléctricas, parques eólicos y células solares..

En una entrevista con Wired.com, Eberhard afirmó que la energía en un galón de gasolina podría conducir un automóvil eléctrico 110 millas. Al comparar los precios promedio de la gasolina y los precios de la electricidad, el Roadster podría recorrer 150 millas por el precio de un galón de gasolina. Tesla reporta el doble de eficiencia que incluso los autos híbridos más ecológicos.

Para obtener mucha más información sobre Tesla Roadster, Tesla Motors, coches eléctricos y temas relacionados, consulte los enlaces de la página siguiente..

Nikola Tesla y EV1, ¿dónde estás??

Eberhard nombró a su nueva empresa en honor al científico, inventor e ingeniero Nikola Tesla. Tesla desarrolló motores eléctricos trifásicos como el utilizado en el Tesla Roadster.

Más enlaces geniales

Tesla Motors
Wired News: el coche a batería te hará fumar
Escuela de Física de la UNSW: Motores de inducción
EV World
"¿Quién mató al coche eléctrico?" sitio de la película
Planeta verde
TreeHugger.com

Fuentes

Davis, Joshua. "El coche a batería te hará fumar". Wired News, 19 de julio de 2006. http://www.wired.com/news/wiredmag/0,71414-2.html?tw=wn_story_page_next2
"Paseo eléctrico". http://blog.wired.com/teslacar/FF_162_tesla3_f.jpg
Tesla Motors http://www.teslamotors.com/engineering/how_it_works.php?js_enabled=1
Wald, Matthew L. "De cero a 60 en 4 segundos, totalmente por revoluciones de las baterías". New York Times, 19 de julio de 2006. http://www.nytimes.com/2006/07/19/business/19electric.html?ex=1158206400&en=dd66218d2c708a9d&ei=5070
"Álbum de fotos de Tesla Roadster". http://blog.wired.com/teslacar/index.album?i=19

Cómo funciona el Tesla Roadster

¿Son los coches eléctricos finalmente la próxima gran novedad??

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Fuentes