Устройство автомобиля тесла трансмиссия

Немного информации о движущей силе Tesla Model S

Всем Hi.
Сегодня я расскажу как же устроена трансмиссия революционного электромобиля от компании Tesla Motors.
Топовая модификация Tesla Model S P100D представляет собой пятидверный fastback с полностью алюминиевым кузовом. В маркировке P100D первая бука P — это Perfomans версия авто, буква D говорит нам о том что перед нами автомобиль с приводом 4х4 ( Dual Motor т.е. по одному электромотору на каждую ось).

Слева задний привод (один большой электромотор). В центре полный привод сток авто(два маленьких электромотора). Справа спорт версия Performance (маленький + большой электромотор).

Заявленная мощность топового авто аж 773 Hp (270 Hp спереди и 503 Hp сзади). Так за счет чего добились таких впечатляющих показателей?
Ответ прост, они не изобретали ничего нового. Был взят старый добрый асинхронный двигатель, его крепко доработали и форсировали по оборотам (Max RPM 16 000 об/мин). Да, да я не ошибся нолями!
Тяговый электродвигатель в своих автомобилях Tesla называет Drive Unit ( Привод).

Передний Drive Unit для 4*4 Performance версии (в обычной версии авто 4*4 это мотор ставят и спереди и сзади)

Задний Drive Unit

А вот так он выглядит на автомобиле

Коробка передач на автомобиле отсутствует совсем. Её заменил редуктор с передаточным числом 9.73. Передача всегда одна, электродвигатель механически постоянно связан с колесами.

На фото ниже, приведен модифицированный редуктор от компании Saleen с прямозубыми шестернями и самоблокирующимся дифференциалом, передаточное число увеличено до 11.39. На стоковом авто такие редукторы не применяют.

Схема работы всей трансмиссии достаточно проста. Инвертор электродвигателя питается от тяговой батареи с напряжением 400 Вольт постоянным током. Затем преобразует его в переменный ток и питает ним электромотор. Пиковые значения тока могут достигать громадные 1400 Ампер!

К сожалению заявленные 773 л.с. это всего лишь пиковое кратковременное значение максимальной мощности автомобиля. На практике наблюдается более низкая мощность, но об этом мы поговорим позже.
Всем стабильных 50Hz!

Комментарии 47

Заявленная мощность очень круто для такого маленького асинхронника. Интересный выбор двигателя. Я, честно говоря, думал что там стоит синхронник с ротором на постоянных магнитах… Так понимаю, что добились такой мощности за счет медного ротора, жидкостного охлаждения, и, видимо, очень умных алгоритмов работы инвертора?

Да, все верно. Мощность пиковая и доступна на короткое время.

на передней оси BLDC стоит, сзади асинхронник

либо моя ошибка в том что электродвигатель теслы имеет нихрена не постоянный момент, не зависящий от количества оборотов

Ребят, помогите разобраться.
Имеем формулу связи мощности, момента и оборотов:
P = (Mкр * N : 9549) * 1,36
Р — Мощность в киловаттах
Мкр — крутящий момент в ньютон-метрах (Нм)
9549 — поправочный коэффициент для удобства подсчетов, чтобы не вдаваться в тяжелые вычисления математических функций таких как косинус-альфа.
1,36 — коэффициент необходимый для перевода киловатт в лошадиные силы.
Формула рабочая, проверил на характеристиках нескольких двигателей.
Получается что двигатель теслы момент равен скромных 220 нм. Не понимаю как так получается. Я ездил на тесле, там явно больше.
Тем кто захочет углубиться в дебри передаточных чисел кпп и редуктора сразу скажу что в мощностных характеристиках всех авто указывается мощность именно двигателя без всяких трансмиссий и редукторов.

Наверняка ассинхронником управляют в режиме постоянной мощности, тоесть чем выше обороты, тем ниже момент.

ампераж у 100D доходит до 1600А, при этом вольтаж ввб проседает до 320В

Интересно, если передачи косозубые в стоке, то почему же звук характерный, как у дрели. Или это все таки шум трансмиссии, который мы не слышим из-за ДВС в обычных авто? Но если на скорости 100 км/ч выключить ДВС и ехать накатом, то кроме шума ветра и покрышек ничего больше.

Я это шум нагруженного моментом редуктора на больших оборотах

ну так на что смотреть когда выбираешь ведро ? На мощность или момент ?

Конечно же главное это крутящий момент! Именно на нем автомобиль ездит 99% своей жизни. Максимальная мощность важна только для достижения максимальной скорости движения авто. Как сказал Энцо Феррари «Лошадиные силы продают автомобили, а крутящий момент выигрывает гонки»

ну так на что смотреть когда выбираешь ведро ? На мощность или момент ?

Номинальная мощность тягового генератора: 750 кВт
Номинальная мощность тягового электродвигателя: 320 кВт
Номинальная мощность тормозной резистивной установки: 2х600 кВт
Номинальная частота вращения тягового генератора: 1900 об/мин
Максимальный момент на валу тягового электродвигателя: 8490 Нм
Номинальный КПД тягового генератора: 95%
Номинальный КПД тягового электродвигателя: 94%
Охлаждение агрегатов КТЭО: воздушное

Выбери БелАЗ Советская пасхалка как сын говорит тесле.

это откуда числа ?

ну так это совсем другое, это считай электрическое сцепление

БелАЗ-75131.
Прочие показатели таковы: Длина – 11,5 метров; Ширина – 6,4 метров; Высота – 5,9 метров. Масса снаряженного автомобиля – 107,1 тонн; Полная масса автомобиля – 243,1 тонны. Грузоподъёмность – 130 тонн (для самосвала с диагональными шинами); 136 тонн (для самосвала с радиальными шинами). Объём кузова – 104 кубических метра. Высота погрузки – 4,8 метра. Колёсная база – 5,3 метров. Дородный просвет – 600 мм. Мощность тягового генератора (ГСН-500 / СГД-89/38) – 1000 кВт. Мощность тягового электродвигателя (ЭК-420/ТЭД-6/ЭК-590) – 420/520/590 кВт. Размерность шин – 33.00 R51. («БелШина»); давление в шинах – 7 атмосфер.

а вот
Трансмиссия Как уже было отмечено, БелАЗ-75131 – это родоначальник семейства карьерных самосвалов с электромеханической трансмиссией. Она бесступенчатая, превосходно сочетающая мощностные и скоростные характеристики. Параметры системы привода оптимизируются алгоритмом системы управления. В составе электромеханической трансмиссии БелАЗа – электропривод переменно-постоянного тока с тяговым генератором, двумя тяговыми электродвигателями, редукторами электромотор-колёс, аппаратами регулирования, микропроцессорной системой управления и приборами контроля. Редуктор мотор-колеса является двух-ступенчатым, с прямозубыми шестернями. Передаточное число – 30,36.

что и повторили в тесле уменьшив в масштабе
и в передаточном 9.73. Передача всегда одна, электродвигатель механически постоянно связан с колесами.

Как устроены и работают электромобили Tesla

Идея электромобиля совсем не нова. Но только сейчас стало возможно создать быстрый, красивый и престижный автомобиль, лишённый всех недостатков автомобиля, использующего в качестве топлива бензин или природный газ.

Огромные инвестиции, сделанные в течение последних 15 лет в возобновляемые источники энергии, позволили – кроме всего прочего – научиться производить аккумуляторные батареи с невероятными прежде характеристиками. А талант и упорство инженеров и дизайнеров из Силиконовой долины создали автомобили, о которых можно не только мечтать, но на которых можно ездить в любых климатических условиях уже сейчас.

Много десятилетий инженеры разных стран трудились над созданием совершенного автомобиля – мощного, быстрого, бесшумного, лишённого опасных выхлопов. Двигатель внутреннего сгорания (ДВС), похоже, исчерпал свои возможности для усовершенствования. Кроме того, инженеры стали утрачивать интерес к этой работе.

И на смену двигателям внутреннего сгорания постепенно приходят новые решения, среди которых электромобиль с высокотехнологичной аккумуляторной батареей (АКБ) занимает лидирующие позиции.

Ещё несколько лет назад ёмкость всех широко распространённых типов аккумуляторных батарей не позволяла электромобилям соревноваться в дальности пробега на одной заправке с большинством типов бензиновых автомобилей. Но всё быстро меняется, когда появляется цель, мобилизующая большие инвестиции.

Электромобили против бензиновых машин:

Если вы следите за новостями об аккумуляторах для всяких портативных электрических устройств вроде мобильных телефонов, ноутбуков или аккумуляторного электроинструмента, то могли заметить, что за последние годы на рынке появились аккумуляторы, существенно превышающие прежние возможности по всем важным для пользователя характеристикам: продолжительности работы, скорости зарядки, весу и даже стоимости за единицу ёмкости (смотрите — Какие аккумуляторы используются в современных электромобилях).

Это стало результатом того, что ряд стран с высоким интеллектуальным и финансовым потенциалом пришли к пониманию неизбежности отказа от бензинового транспорта, для начала в городах. Были установлены достаточно жёсткие сроки перевода городского транспорта на альтернативные виды топлива.

Они хотя и различаются в разных странах, но в большинстве стран ориентированы на горизонт до 2025 г. И одними троллейбусами и трамваями, связанными прочными узами с контактной сетью, дело явно не ограничится.

Для реализации этой амбициозной цели требуются аккумуляторные батареи, лишённые недостатков широко распространённых в настоящее время автомобильных свинцово-кислотных аккумуляторов, среди которых в первую очередь вспоминается большой вес, невысокая ёмкость и экологическая опасность, связанная с производством и переработкой свинца и серной кислоты.

Да и вообще главной проблемой, которую необходимо решить для перевода современной энергетики на возобновляемые природные ресурсы, является поиск способов аккумулирования производимой энергии.

Почему будущее за литий-ионными аккумуляторами?

Как работает литий-ионный аккумулятор:

Наиболее заметные успехи в деле построения электромобиля ХХI века связывают с компанией Tesla motors, созданной в 2003 г. группой инженеров, которые были убеждены, что электромобиль по всем характеристикам не просто способен, но и должен превзойти автомобиль с двигателем внутреннего сгорания.

Как известно, наиболее передовые технологии рождаются в США, на территории широко известной Силиконовой долины. С компанией Tesla всё получилось именно таким образом.

Её сотрудники сразу поставили перед собой масштабную цель – внести вклад в развитие транспорта будущего, основными характеристиками которого должны стать большая мощность, постоянный крутящий момент и нулевая эмиссия отравляющих веществ.

Именно в Калифорнии, известной своими высокими экологическими стандартами, должен был появится автомобиль будущего.

В результате этой работы в 2008 г. появился спортивный автомобиль – Tesla Roadster, своими формами напоминающий известный кабриолет Lotus, способный разгоняться до 100 км/ч за 3,7 с и проезжающий 400 км на одной зарядке литий-ионной аккумуляторной батареи.

В 2012 г. компания начала работу над новой моделью электромобиля, получившего название Tesla S, который с самого начала был задуман как разработанный с нуля первый в мире седан премиум класса на электрической тяге.

Его характеристики впечатляют: места для 7 пассажиров (семейный автомобиль), объём багажника 1800 л (причём багажников два – спереди и сзади), разгон до 100 км/ч за 5 с и наивысший рейтинг безопасности – 5 звёзд, по оценке U.S. National Highway Traffic Safety Administration.

Плоские аккумуляторные батареи интегрированы в подвеску и располагаются под кузовом, что придаёт автомобилю ещё большую устойчивость. Там же располагаются электромоторы, приводящие в движение колёса, в результате чего освободился моторный отсек, где у автомобиля с двигателем внутреннего сгорания расположен двигатель, а у электромобиля – чемоданы и сумки владельца.

Как работает электромобиль на примере Tesla Model S:

Инженеры Tesla Motor шокировали всех, когда отказались от универсального асинхронного двигателя в автомобилях Model 3. Они использовали совершенно другой двигатель под названием IPM-SynRM. Давайте разберемся, почему инженеры Tesla внесли это важное изменение в конструкцию:

В сравнении с бензиновыми автомобилями стоимость электромобилей Tesla всё ещё достаточно высока. Но в условиях массового производства она быстро снижается. При этом надо понимать, что стоимость зависит не столько от конструкции автомобиля, сколько от смежных технологических проблем, связанных с наличием у него аккумуляторных батарей, стоимость которых в настоящее время составляет более 30% от общей стоимости электромобиля.

Презентация новой Tesla Model S версии Plaid:

Вся идеология электромобилей Tesla изначально была построена на том, что зарядка автомобиля производится бесплатно (смотрите — Электрозаправки Tesla Supercharger).

Кроме того, при кажущейся сложности, в действительности у электромобиля практически нечему ломаться, поскольку в нём сравнительно немного движущихся или нагревающихся деталей (в сравнении с автомобилями c двигателями внутреннего сгорания). А это значит, что его содержание обходится существенно дешевле, чем содержание бензинового автомобиля.

Ещё одна идея, связанная с выработкой электроэнергии для зарядки аккумуляторов, заключается в том, что это будет энергия от альтернативных источников – солнечных элементов, ветровых установок и гидроэлектростанций. И это обещает реальный прорыв к той чистой энергии, о которой мечтали столько поколений жителей планеты.

Как сказано на официальном сайте компании, Tesla позиционирует себя не просто как производитель автомобилей, а как технологическая и дизайнерская компания, фокусирующая свою деятельность на инновациях в области энергии.

Именно поэтому руководство компании решает не единственную задачу – создать электромобиль, а более широкую – создание и внедрение новых типов аккумуляторных батарей для развития энергетики будущего.

Думается, что под такую задачу инвесторы ещё долго будут готовы предоставлять деньги, поскольку её решение действительно сможет изменить образ энергетики – от дымной, шумной и радиационно-опасной к чистой, солнечной, бесшумной и достаточно безопасной.

Текст: Владислав Ларин

Любите умные гаджеты и DIY? Станьте специалистом в сфере Internet of Things и создайте сеть умных гаджетов!

Записывайтесь в онлайн-университет от GeekBrains:

Изучить C, механизмы отладки и программирования микроконтроллеров;

Получить опыт работы с реальными проектами, в команде и самостоятельно;

Получить удостоверение и сертификат, подтверждающие полученные знания.

Starter box для первых экспериментов в подарок!

После прохождения курса в вашем портфолио будет: метостанция с функцией часов и встроенной игрой, распределенная сеть устройств, устройства регулирования температуры (ПИД-регулятор), устройство контроля влажности воздуха, система умного полива растений, устройство контроля протечки воды.

Вы получите диплом о профессиональной переподготовке и электронный сертификат, которые можно добавить в портфолио и показать работодателю.

Tesla Model S: близкое знакомство

Всевозможных обзоров первого серийного полноценного электромобиля Tesla Model S в сети немало. Почти все их объединяет то, что они написаны профессионалами, так или иначе связанными с автомобильным бизнесом, промышленностью и профильными онлайн- и оффлайн-изданиями. Ни в коей мере не подвергая сомнению их опыт и знания, стоит всe же отметить, что именно их искушeнность не дает им посмотреть на этот инновационный автомобиль с точки зрения обычного пользователя.

Сегодня хочется заполнить этот пробел и рассказать о Model S как раз с позиции автолюбителя. Возможность познакомиться с авто представилась мне прямо на работе: наш CEO Дмитрий Гришин приобрел автомобиль, о котором хочется рассказывать всем, и пригласил всех желающих из числа коллег рассмотреть, пощупать и попробовать Теслу в действии. Пока только в качестве пассажира. Но всe же мне хотелось бы поделиться рассказом о салоне, приборах и органах управления этого любопытного автомобиля.

Сейчас стать обладателем «машины из будущего» довольно просто. Главное — иметь в наличии немногим больше 5 млн рублей. А дальше возможны варианты: можно доверить посредниками доставку автомобиля из Европы/США или привезти самостоятельно. Поехать, выбрать, купить, пригнать, растаможить и наслаждаться всеми прелестями владения электрокаром в России. Но даже несмотря на отмену ввозных пошлин на этот класс автомобилей, все равно остается куча налогов, расходы на транспортировку и так далее. Поэтому стоимость автомобиля здесь вырастает в два раза.

Недeшево, ага. Добавьте к этому отсутствие сервисных мастерских (ближайшая находится в Австрии), невозможность застраховать автомобиль по КАСКО (по словам владельцев, это можно сделать только через лизинг на юридическое лицо) и трудности с зарядкой аккумулятора. Правда, до конца года в Москве обещают установить более 500 зарядных станций.

Да и проблема с сервисом не должна стоять слишком остро по причине отсутствия в автомобиле ряда сложных узлов и агрегатов, вроде той же КПП. Также опытным путeм немногочисленные владельцы Model S выяснили, что к автомобилю подходят некоторые запчасти Jaguar.

Зарядить машину можно тремя способами:

от домашней розетки (полная зарядка займет 15 часов);
от специального зарядного устройства стоимостью около $1200 (полная зарядка за 6-8 часов);
на «быстрой» зарядной станции. В течение всего лишь 20 минут аккумулятор заряжается на 80%. В США также есть услуга физической замены аккумуляторов на полностью заряженные. Эта процедура занимает пару минут.

Такие станции есть уже и в Москве, их адреса можно найти тут. Кстати, сами автомобили могут обмениваться друг с другом информацией о существующих зарядных станциях и их занятости, постоянно обновляя свою базу данных.

Вообще Model S поставляется в трeх вариантах с аккумуляторами разной eмкости. Самая дорогая модель, Р85+, с аккумулятором на 85 кВт*ч, может проехать без подзарядки около 420 км. А до сотни Р85+ добирается за 4,2 секунды. Максимальная скорость: 190 км/ч.

Европейские версии Model S оснащаются пакетом для холодного климата, который включает в себя обогрев сидений, подогрев зоны покоя стеклоочистителей и форсунок омывателей. По отзывам владельцев, даже при температуре -20 машина ездит хорошо, а заряд аккумуляторов снижается незначительно. При этом у Model S есть замечательная особенность: если отпустить во время езды педаль газа, то двигатель начинает работать как генератор, подзаряжая аккумулятор! При этом происходит постепенное «торможение двигателем». Конечно, полностью расход энергии не покрывается, но заметно снижается.

Несмотря на лeгкий алюминиевый корпус, отсутствие двигателя сгорания и КПП, масса машины переваливает за 2 т. Это из-за аккумулятора, располагающегося чуть ли не по всей длине днища. А электродвигатель находится между задними колeсами, так что у машины получилось два багажника: спереди на 150 л и сзади почти на 900. В заднем багажнике можно установить третий ряд сидений, для детей.

Благодаря аккумулятору (от 350 до 550 кг в зависимости от eмкости) автомобиль имеет очень низкий центр тяжести. В свою очередь, это позволило сделать довольно высокий изменяемый клиренс (от 15,5 до 20 см) без появления «валкости» и ухудшения управляемости. Кстати, у этой версии Tesla аккумулятор состоит примерно из 7000 «батареек», уложенных хитрым образом.

При прикосновении дверные ручки выдвигаются наружу, а потом автоматически прячутся обратно. Кстати, при приближении водителя машина его «узнаeт» и предупредительно выдвигает ручку. Конечно, тут нет никакого распознавания лица, всe дело в наличии радиомодуля в ключе зажигания. Кстати, для движения сам ключ никуда вставлять не нужно. Автомобиль заводится от нажатия педали тормоза.

Салон у Model S выглядит очень непривычно. Отделка — исключительно кожа и карбон. Кнопок на торпеде всего две — аварийка и открывание бардачка. Кстати, закрывать бардачок всe равно придeтся по старинке. Как-то нелогично получается.

Привычной ручки переключения передач нет. У Model S одноступенчатая автоматическая коробка. Так что переключать просто нечего.

Все механические органы управления собраны на руле и рулевой колонке: рычаги управления поворотниками и режимом движения, а также кнопки и колeсики, отвечающие за громкость звука, переключение музыкальных треков и смену информации на приборной панели.

Приборная панель сделана в виде дисплея, на который выводятся параметры движения и различна информация о состоянии автомобиля. Разрешение панельного дисплея составляет 1280х480 пикселей. Вместо количества оборотов двигателя на панели отображается информация с амперметра.

Всe управление и настройка производится с помощью огромного сенсорного экрана с диагональю 17 дюймов, расположенного в центре торпеды.

Разрешение у дисплея вполне достойное — 1080х1920. Через него можно управлять клиренсом, настраивать тормоза и рулевое управление, выводить навигационную информацию, управлять климатом в салоне и многими другими системами и параметрами. Даже дверка зарядного разъeма и люк в крыше управляются с помощью виртуальных кнопок и ползунков. В качестве операционной системы используется Ubuntu.

Дисплей можно разделить на две части: в одной будут отображаться настройки автомобиля, в другой можно показывать пассажирам кино или вывести карту. Интересно, насколько удароустойчив дисплей? Хорошо, что автомобиль заводится не с дисплея. А то пришлось бы вызывать эвакуатор, если случайно разобьeтся этот 17-дюймовый телевизор.

Кроме того, Model S умеет самостоятельно обновлять своe программное обеспечение через Wi-Fi. Можно также дистанционно включать обогрев или кондиционер через мобильное приложение.

Вот здесь очень интересное видео об использовании дисплея управления:

Автомобиль напичкан датчиками, определяющими состояние агрегатов и элементов конструкции. В случае аварии система отключает питание от аккумулятора. Шутка ли, взяться после столкновения рукой за корпус, находящийся под таким напряжением! Вообще Model S официально признан одним из самых безопасных в мире автомобилей по результатам всевозможных краш-тестов. Даже отслеживается положение водителя, чтобы в нужный момент системы безопасности сработали оптимально. Всего в салоне размещено 8 подушек безопасности.

Тест-драйв (почти)

А сейчас хочу поделиться впечатлениями от поездки на этом автомобиле. Да-да, мне все-таки удалось немного на нем покататься, пусть и на пассажирском месте.

Итак, до сотни этот автомобиль разгоняется за 4.4 секунды. И это остается просто сухой цифрой, пока не почувствуешь это ускорение на собственной шкуре. Если честно, я даже не сразу смогла хоть как-то сформулировать свои ощущения, сначала вообще не поняла, что происходит. Но стоит только водителю надавить на педаль газа, как мир за окнами автомобиля начинается стремительно нестись тебе на встречу. При этом мозг немного подвисает. Мы же все привыкли: давишь на газ, машина ускоряется, при этом слышно рычание, урчание или тарахтение двигателя, которое тем сильнее, чем сильнее ускорение. В случае с Теслой все не так. Звука нет. Ватная тишина. Мир несется со скоростью 100 км/ч в абсолютной тишине, даже шелеста шин по асфальту не слышно (или это у меня заложило уши?). Поэтому в первые секунды вообще невозможно понять, что происходит, но потом мозг адаптируется, и уже четко осознаешь и понимаешь, что и как.

Коробки передач в автомобиле нет, поэтому машина на нажатие газа реагирует моментально, передачи не переключаются, топливо не подается, поэтому сила ускорения не спадает — ощущения от этого всего довольно необычные, но к этому быстро привыкаешь.

Ездить по городу можно, практически не пользуясь педалью тормоза — стоит только отпустить «газ», как происходит нечто аналогичное торможению двигателем: автомобиль замедляется довольно сильно, поэтому подкатываться к светофорам можно, просто отпуская педаль газа.

Еще из особенностей автомобиля: под днищем расположены батарейки, а это значит, что центр тяжести очень низкий, поэтому даже на скорости 80 км/ч змейку Тесла делает безупречно и входит в повороты практически без кренов. Мне пришлось сделать 5 дублей, чтобы поймать хоть небольшой крен автомобиля в повороте (на фотографии).

На заднем ряду без проблем могут разместиться три человека — места для ног тут предостаточно, а центрального тоннеля нет. А еще можно заказать семиместную версию(!) с детскими креслами в багажнике, которые устанавливаются против хода движения (а в качестве багажника использовать «подкапотное пространство»).

Как работает коробка переключения передач в электромобиле

Трансмиссия в электромобиле — особая тема. До сих пор электродвигатели автоматические КПП, которые не требовали переключения передач. Но для повышения эффективности производители разрабатывают новые решения. Они должны быть лучше приспособлены к высокой производительности двигателей. Электронные системы управления играют важную роль в распределении мощности и реагировании на изменяющиеся условия.

Электрические транспортные средства дают нам довольно новый опыт вождения. Отчасти потому, что они тихие. С другой стороны, электроприводы достаточно мощные, в зависимости от модели. Они обеспечивают максимальный крутящий момент в любой ситуации при движении. Кроме того, они снимают работу с плеч водителя: ему не нужно переключать передачи, потому что передаточное число постоянно меняется. Поэтому дрожание или задержки во время переключения передач также уходят в прошлое. Бесперебойная мощность крутящего момента также делает электромобили высокоэффективными.

Меньше механики — меньше износа

По сравнению с двигателем внутреннего сгорания, механика электродвигателя менее сложна. Одной из причин этого является то, что она не требует классической механической коробки передач и, следовательно, не требует переключения передаточных чисел. Следовательно, затраты на амортизацию также снижены.

Еще одним преимуществом автомобилей с электроприводом является возможность индивидуальной установки двигателей благодаря их компактной конструкции. Это также возможно во многих гибридных моделях: в дополнение к переднему мотору и приводу, они также имеют один или несколько электродвигателей на заднем мосту для привода задних колес. То же самое относится и к чисто электрическим автомобилям, в которых энергия распределяется индивидуально на колеса через различные электрические узлы.

Отдельно управляемый полный привод

Без центральной передачи двигатели в электромобилях могут использоваться более гибко и адаптироваться к динамическим требованиям. Нередко электромоторы устанавливаются на обе оси или даже на все четыре колеса. Например, Tesla Model S в стандартной комплектации имеет полный привод. В отличие от двигателей внутреннего сгорания, энергия не передается от двигателя к осям через трансмиссию при помощи сложной механики. Вместо этого, Tesla имеет электрический двигатель на каждой оси, с контролем крутящего момента отдельно.

Аналогичная ситуация складывается и с новым Audi e-tron, внедорожником класса люкс с электроприводом: здесь кватропривод работает с одним электромотором на переднюю и заднюю ось. Трансмиссия e-tron от Schaeffler была разработана специально для электромобилей и установлена как в параллельном, так и в коаксиальном исполнении. В то время как коаксиальный вариант приводит в движение задние колеса, осевой параллельный вариант отвечает за полный привод.

Еще одним преимуществом электромобилей является то, что передача энергии может реагировать быстрее — благодаря чисто электронной обработке и передаче на соответствующие двигатели которые находятся на переднем и заднем мостах.

В Audi требуется всего 30 миллисекунд, чтобы двигатель реагировал на изменение ситуации и, например, чтобы обеспечить незаметное вмешательство тормоза при недостаточной поворачиваемости или дополнительную мощность для колес. Добавление второй ведущей оси также занимает всего миллисекунды. Audi использует для этого множество электронных датчиков и блоков управления, которые работают гораздо более детально, чем обычные приводы.

Новые передачи специально для электромобилей

В то время как Audi e-tron, как и модели Tesla, оснащен одноступенчатой коробкой передач, поставщики и специалисты по трансмиссиям уже работают над специальными разработками для электромобилей.

Jaguar I-Pace, внедорожник с электрическим приводом, имеет раздаточную коробку, которая электронно управляет крутящим моментом и распределяет на каждое колесо столько мощности, сколько необходимо в соответствии с условиями вождения. Этот тип управления намного эффективнее, чем механический дифференциал.

Как и немецкий специалист по трансмиссиям Schaeffler, производитель Kreisel Electric из Австрии разработал двухскоростную трансмиссию специально для электромобилей. Одним из важнейших требований при разработке является высокая производительность при малом весе. Компания известна инновационными решениями в области электромобилей и, в частности, электрифицировала модель Mercedes-Benz G для Арнольда Шварценеггера.

Новая разработка будет использоваться в спортивных электромобилях. Kreisel хочет построить электрический спортивный суперкар на базе исторического спортивного автомобиля. Новая автоматическая трансмиссия предназначена для высокопроизводительных диапазонов и должна работать совместно с аналогичной новой, особенно легкой, батареей. Она должна иметь возможность переключать передачи в течение четверти секунды. Для этого он будет оснащен электрическим масляным насосом со встроенным масляным резервуаром.

Встроенный дифференциал ограниченного проскальзывания передает энергию без перебоев даже на скользких дорогах. Модульный интерфейс позволяет использовать широкий спектр компоновок двигателя и трансмиссии. Мощность до 600 кВт и крутящий момент 900 Нм должны быть обработаны без повреждений. Текущий прототип, копия исторического гоночного автомобиля Porsche, весит 1100 килограммов и имеет 490-сильный электрический мотор.

Варианты применения новой трансмиссии

Новые трансмиссии отличаются большей гибкостью и изменчивостью. Они используют большое количество датчиков, которые передают все рабочие данные в режиме реального времени в центральный блок управления. Двигатели могут быть индивидуально сконфигурированы и использованы. Одна или обе оси имеют привод; на каждую ось может работать один или два двигателя. Это обеспечивает гибкие решения, особенно когда требуется большой крутящий момент. Новая трансмиссия от Kreisel, например, будет работать не только на специальных проектах, таких как суперспортивный автомобиль, но и на коммерческих автомобилях, таких как фургоны массой до 3,5 тонн или грузовики и автобусы массой до 15 тонн.

Поставщик автомобилей GKN Driveline также разработал двухскоростную коробку передач специально для электромобилей, которая может работать с более широким диапазоном мощности. Первоначально установленный в электрическую версию Jeep Renegade, он предназначен для обеспечения не только лучшего ускорения и более высоких скоростей, но и более длинных дистанций. Джип ездит благодаря электродвигателю мощностью 120 кВт. Как и в коробке передач с двойным сцеплением, шестерни изменяют фрикционное соединение. Дополнительными преимуществами этой трансмиссии являются более низкие потери энергии благодаря коаксиальной конструкции и так называемой векторизации крутящего момента. Это распределяет крутящий момент на отдельные колеса, что позволяет лучше и точнее работать на кривых участках и предотвращает типичную недостаточную поворачиваемость.

Новые разработки в области трансмиссии делают электромобили более эффективными. Повышение мощности двигателей может быть реализовано лучше. Одно из изменений, к которому традиционалистам уже сегодня приходится привыкать, касается старой доброй механической трансмиссии классических автомобилей. Вряд ли она вернется и в электромобилях будущих поколений.

Автомобиль Tesla Model S (устройство)

Алюминиевый кузов, 19-ти дюймовые диски, и стоимость в 50.000 $.

Модель S, кажется одним из элитных седанов, но в отличии от них, Тесла превосходит их своим необычным простым дизаином, свободным местом и экологичностью. Его разработчики уверены что их авто способна начать глобальную революцию в автомобиле-строении и навсегда изменить автопром.

Это первый в мире серийный седан премиум класса, который приводится в движение исключительно электродвигателем , питающийся от аккумулятора. Эта машина созданная развивать высокую скорость без капли бензина.

Команда разработчиков начали с мотора и батареи, и продолжили развивать машину снизу вверх. Мотор располагается рядом с задними колесами, так что необходимость в карданном вале отпадает. Таким образом, привычный всем подъем, под задним сидением между пассажирами исчез навсегда, нет бензобака, который также занимал много места, нет ни трансмиссии которая прибавляет шум при высоких скоростях, все пространство модели S выше пола совершенно свободно.

Благодаря большому количеству места, которое освободилось в результате отсутствия мотора, карданного вала и бензобака, разработчики решили что теперь в машине могут разместиться уже не максимум 5 человек как в обычном автомобиле, а семь. Также и в отсеке для бензинового двигателя, у Теслы S, располагается большой и вместительный багажник.

Компания, при каждой удобной возможности стараются показать эти уникальные свойства своих авто. В будущем новые марки, стремятся произвести большое впечатление на рынке переполненным авторитетными гигантами. Предположительно только в США, самой младшей компании около 90 лет, очевидно что это не та отрасль, в которой любят новичков” — утверждает Элон Маск.

Разработчики добились для своего автомобиля, запас хода до 560 км на одной заряженной батареи. Его можно продлевать каждый час на 100 километров, заряжая батарею от обычной розетки.

Электродвигатели также разрабатываются на месте, это мотор переменного тока, принцип которого был открыт великим ученым девятнадцатого века. Этому компания обязана своим именем — Николы Тесла. Ему удалось привести в движение простейший электромотор, электромагнитным полем. Сегодня фирма Тесла, разработали свой электромотор, с высокой электропроводимостью и медным цилиндром.

Когда на кожух, подается ток, медный цилиндр внутри начинает вращаться, этот мотор в три раза эффективнее привычного всем автомобильного двигателя внутреннего сгорания, ведь в нем всего лишь несколько движущихся частей и он напрямую соединяется с колесами.

Весь силовой агрегат имеет в длину не больше метра, меньше сумки для гольфа, но он способен обеспечить семейному седану, высокие динамические характеристики. На деле, этот силовой агрегат дает водителю совершенно иные ощущения от езды. Руководитель программы Шэрон Гирлян, постоянно работает над их улучшением, так, при включенным свете, общую мощность двигателя можно применить мгновенно.

Первое что вызовет восторг, это как быстро развивается мощный крутящий момент, достаточно просто нажать на педаль газа, как машина мгновенно ускоряет ход .

В настоящий момент, переворот в вождении производит лишь одна из главных инновации в электромобилях — “рекуперативное торможение”, и хотя у Моделей S, есть традиционные тормоза, их не приходится использовать, “Рекуперативное Торможение” может включаться просто снятием ноги с педали газа. При включении, магнитное поле системы рекуперации, начиная противодействовать вращению мотора замедляя автомобиль, или регенерирует электричество. Регенерируемая энергия заряжает акамулятор и увеличивает запас хода. Когда вы вновь нажимайте на педаль, энергия возвращается. Разработчики Tesla называет это “вождением с одной педалью”.

В модели с, установлен планшет с сенсорным экраном, на который Теслу уготовили соседи из Кремниевой Долины. Тесла во многом является компаний Кремниевой Долины (читайте историю создания тут), они используют операционную систему кремниевой долины, похожую на Google, Facebook и Apple вместе взятые, в сочетании с обширными профессиональными познаниями в автомобилестроении. Все управление сосредоточено в 17 дюймовом планшетом, в интерьере автомобиля нет практически никаких кнопок. Он способен на невероятно крутые вещи, это делает дизайн салона крайне чистым, лаконичным, но и обеспечивает удивительный уровень контроля над автомобилем, одним касанием сенсорного экрана.

Никакого дыма и жары, шума и грязи, никакого бензина. Чистые улицы и тихие города.

Смотрите в ВИДЕО формате полный выпуск о создании машин Тесла

Электромобиль Николы Теслы (инженерный взгляд и аналоги)

В 1931 году Никола Тесла продемонстрировал действующий прототип электромобиля, движущегося без каких-либо традиционных источников тока.

При поддержке компаний General Electric и Pierce-Arrow, он заменил традиционный двигатель сгорания у предоставленного ему нового автомобиля Pierce-Arrow на электродвигатель (80 л.с., 1800 об./мин). Из радиодеталей, купленных в обыкновенном магазине, Тесла собрал устройство размером 60x30x15 см, из которого торчали два стержня. Присоединив провода, идущие от устройства к контактам электродвигателя, Никола Тесла сел в автомобиль и поехал.

Устройство, питающее двигатель автомобиля не могут воспроизвести даже в наше время.

С точки зрения инженера установка двигателя переменного тока на электромобиль требует серьёзного элемента именуемым контроллер. Что ж попробуем подойти с инженерной точки зрения. Соотношение л/с к квт 1 л/с = 0,78 электрических киловатт. 80 л/с = 58,8 кВт

Найдем хотя бы примерную аналогию Китайцы такие предлагают.

Контроллер для такого мотора это сложный прибор силовой коммутации на полупроводниках. и показатели напряжения и токов для такой мощности впечатляют.

Управление асинхронным мотором в режиме управления автотранспортного средства весьма сложная инженерная задача, при том это решение стало возможно с введением полупроводников, которые заменили повсеместно применяемые электромашинные преобразователи Умформеры — одноякорные преобразователи постоянного тока низкого напряжения в постоянный ток повышенного напряжения, используемые в основном для питания анодных.

Думаю инженер, сразу такие небылицы про 80 л.с. и мотор переменного тока который так запросто можно водрузить вместо ДВС отбросит.

Немножко отвлечемся. Есть история, что после второй мировой войны два американских солдата, контрабандой вывезли в США прибор по конструктиву напоминающий умформер, который они нашли в подвале немецкого дома и он там использовался как аварийное освещение без батареи на самовращении выдавая напряжение и ток для электрической лампочки. С данной конструкцией ознакомился и Джон Бедини. По слухам именно это знакомство определило радиоинженера с хорошим производством аудиосистем заняться устройствами Свободной Энергии.

История моя. После средней школы в 1982 году, я перед призывом в СА год работал в электроцеху автотранспортного предприятия. У нас в цеху был ветеран ВОВ, местный кулибин. Он рассказывал что уже в конце войны, после капитуляции Гитлеровской Германии, в Австрии они пленили разведгруппу Абвера. У них была радиостанция с умформером который запускался от тросика и без батареи питал радиостанцию. Конечно в данный рассказ ни кто не верил и слегка над ним посмеивались, списывая на странности старика. Он чего-то мастерил. Это сейчас я могу понять что же пытался построить этот ветеран.

Вторая история не моя, о том как один инженер электрик в 1945 году принимал участие в перегоне из подземного дока на балтике, для погрузки на корабль, одноместную электрическую боевую подводную лодку. И уверял, что электромотор получал электрический ток от генератора, который самовращался. Интересные такие три эпизода из прошлого немецкой научно-технической мысли.

Мы можем верить или не верить в данные истории, но они существуют.

И так возвращаемся к Николе Тесла. В конце 19 века в Американском институте инженеров-электриков при Колумбийском колледже, 20 мая, 1891 год., демонстрировал электромашинный одноякорный преобразователь (мотор-динамо) с впечатляющими показателями работы.

Тесла очень хорошо знал эти устройства и имеет хороший портфель патентов на данные устройства

Посмотрим еще на один пример. В конце 19 века и начале двадцатого в США имело большое распространение именно электромобили.

Для примера Патент US1423090 на электромобиль 1922 года США. Как инженерное решение изящное и сбалансированное. Сердцем электромобиля был коллекторный мотор постоянного тока, которым управляли через резистивный контроллер (применялись на электротранспорте вплоть до появления полупроводниковых устройств). Даже было рекуперационное торможение.

Предположим, что Никола Тесла на электромобиле взамен мотора постоянного тока, устанавливает свой мотор-динамо и получает управляемый момент силы на валу и переменный ток на съемных кольцах.

Ему не хватает сущего пустяка, выпрямляющего зарядного устройства. Который он мог собрать по принципу однопериодного регулятора. на основе вентилей Флеминга и принципа магнитного усилителя

Вот тут уже становится вполне реальная и возможная картина. Зачем Тесла это делал и зачем это уничтожил, мы не знаем. Предположим ему нужны были деньги для своих исследований. И он их быстро нашел у нефтяного подымающегося лобби.

Теперь продолжение истории:

В октябре 1975 года изобретатель из Калифорнии, Роберт Александер, представил публике усовершенствованный привод для автомобиля. По мысли изобретателя, этот электрический привод должен был в ближайшем будущем избавить владельцев автомобилей от необходимости использовать сжигаемое топливо, от лишнего шума, и от потребности в постоянной подзарядке аккумуляторов.

Прибывшие на демонстрацию эксперты были сильно озадачены, ведь казалось, что энергия получается из «ничего». Тем не менее, автомобиль легко ездил без топлива со скоростью 36 миль в час. На сомнения экспертов изобретатель ответил, что машина ездит, и ей все равно на их доводы. Начальную мощность обеспечивал переделанный электродвигатель в 7/8 лошадиных сил.

Электромотор был переделан так, чтобы на его выходе получалось 12 вольт, иначе выходная мощность оказалась бы слишком большой . Сыновья Роберта и его партнер Джеймс Смит за 45 дней переделали автомобиль, чтобы продемонстрировать возможность езды без топлива и без загрязнения окружающей среды.

На демонстрацию была приглашена пресса, а позже (когда патент US3913004 был уже получен) одному из журналистов поведали детали проекта: вращение электродвигателя начинается от батареи, гидравлическая и воздушная системы автомобиля приходят в действие, при этом батарея успевает перезаряжаться от генератора. На эту переделку Александер потратил всего 500 долларов.

Александер и Смит сами оказались не в состоянии полностью объяснить, каким же образом получается эта энергия из «ничего», тем не менее они отметили, что люди уже давно в состоянии сделать гораздо больше того, чем они знают и понимают, и за примерами далеко ходить не нужно — достаточно взглянуть на этот автомобиль, который ездит. Изобретатели назвали продемонстрированное явление «Super Power», поскольку здесь используется целых три типа мощности для достижения поставленной цели.

В основе конструкции — трансформатор (преобразующее устройство), который является одновременно ротором генератора (пересекается магнитным потоком). Выход переменного тока в результате является продуктом двух электромагнитных действий. Напомним, что скорость изменения ускорения — третья производная координаты — это рывок.

Ротор представляет собой сердечник трансформатора, и имеет на себе группы парных обмоток. В каждой секции ротора по две обмотки, одна из которых работает как первичная обмотка трансформатора и как моторная обмотка, а вторая — как вторичная обмотка трансформатора и как генераторная обмотка. При этом на статоре расположены только постоянные магниты.

В работе генератора используются известные технологии управления и взаимодействия с магнитным полем. Трансформируемая и генерируемая мощности синхронно сочетаются, что и приводит к увеличению выходной мощности.

Первичные обмотки содержат меньшее количество витков чем вторичные обмотки, в которых при пересечении силовых магнитных линий наводится большая ЭДС, чем у источника постоянного тока (которым выступает батарея). Магнитное поле статора пересекает ротор, и мотивирует его к движению, при этом генерирует во вторичных обмотках энергию.

Выход переменного тока во вторичных обмотках является по своей сути синхронизированной функцией трансформируемой энергии из первичных обмоток, объединенных в общих пазах ротора со вторичными обмотками, и генерируемой энергии. В итоге сила тока и напряжение на выходе соответственно увеличиваются.

В одной из изготовленных авторами установок, имеющей четыре коллекторные щетки и 20 ламелей, и содержащей 20 секторов на роторе, первичные обмотки состояли из нескольких витков проводника, чтобы эффективно проводиться во вращение от 48 вольт постоянного тока при 25 амперах, то есть 1200 Ватт было необходимо для вращения с частотой 1750 оборотов в минуту.

В то же самое время вторичные обмотки состояли из такого числа витков, чтобы эффективно получать на выходе 60 циклов в секунду (путем трансформации и генерирования) при напряжении в 110 вольт и с током в 32 ампера, то есть на выходе можно было получать 3520 Ватт.

Достаточно только посмотреть на два рисунка и иллюзии улетучатся.

Эта идея способна бросить вызов тому транспорту, который мы знаем сегодня.

Создав в 2001 году корпорацию «Tilly Foundation», Карл Тилли вознамерился доказать реальность воплощения этой идеи. Это был честолюбивый замысел, который начал осуществляться на производстве в штате Теннеси, где предполагалось создание первой самогенерирующей электрической машины. Строительство здания площадью в 1800 квадратных футов, которое обеспечивается энергией с помощью недавно разработанного электрического устройства, началось в 2002 году. Для снабжения здания электричеством не требовалось никакого внешнего энергопитания. По иронии судьбы на основе одного альтернативного энергетического устройства удалось разработать изобретение, которое легло в основу создания электрической машины. По сравнению с бензиновыми транспортными средствами машина Тилли (TEV) демонстрирует более продвинутую технологию. Разница заключается в том, что отсутствует потребность в топливе, и нет необходимости останавливаться для подзарядки аккумулятора после езды. При этом не происходит никакого загрязнения, и вы можете колесить по дорогам с той же скоростью, что и на любом другом автомобиле.

Установленный электромотор производит свыше 130 лошадиных сил при 5500 об/мин. В этой машине предусмотрена трехскоростная автоматическая коробка передач, которая работает плавно и при этом является абсолютно бесшумной. Для быстрого безотказного торможения машина оснащена четырьмя тормозящими колесными дисками. Для крыловидных дверей с противовесом требуется клиренс всего в 14 дюймов. Поднимающийся спортивный люк динамически сконструирован таким образом, что эффект торможения практически исключен. Из всех этих составляющих наряду с использованием безупречного стального корпуса получается великолепная машина.

Благодаря контрольному центру блока питания делается все необходимое для того, чтобы батареи оставались заряженными во время работы машины независимо от скорости или степени разреженности блока питания. Ваша энергосистема будет заряжена в течение всего времени, пока вы ее используете. Нужно просто сесть в машину, завести ее и ехать как на любой другой.

DeLorean 1981 года был преобразован в электрический автомобиль Тилли. Переделка машины началась в конце июня 2002 года. Работа над металлическим агрегатом, а именно: разработка поддержки электрического мотора, установка блока питания, центра контроля и устройства TEV, — была закончена в июле 2002 года. Для того, чтобы убедиться в действенности технологии TEV, было проведено несколько тестов. Один из последних тестов был сделан 7 сентября 2002 года. В результате, после того как машина проехала 17,3 миль по сверхскоростному шоссе со скоростью от 80 до 90 миль в час, независимым экспертом было подтверждено, что батареи остались полностью заряженными.

28 марта 2003 года, в штате Теннеси, США, 20 вооруженных людей конфисковали все устройства, документы и арестовали банковские счета компании Tilly Foundation, Inc. До сих пор они ничего не вернули не возместили издержки, произнес Карл Тилли, президент и обладатель компании. Для того чтоб защитить технологию, всего через недельку после чего действия он уже начал строить другой электрический кар и два источника мощности для особняков. Сейчас это происходит в другом штате. Новейший электрический кар был протестирован несколькими инженерами, и был получен положительный итог.

Не слишком ли много совпадений, для одного электромеханического преобразователя?

Как видим конструкция во всех устройствах общая. Я же не искал решения именно этих задач, я отрабатывал свою итогом, которой стал конструкция Ротовертера РАГЕН. Все эти устройства можно назвать одним термином ТРАНСГЕНЕРАТОРЫ. Раген это концепция вывернутой наизнанку коллекторной машины, без нарушения принципа действия по сути как коллекторный мотор постоянного тока и бесколлекторный мотор постоянного тока. Только мне для решения понадобились два обособленных статора и один общий магнитный ротор.