Comment fonctionne le Tesla Roadster

  • Vova Krasen
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Galerie d'images: Voitures électriques Le Tesla Roadster est rapide, élégant, se comporte comme un rêve et va comme une fusée, mais il est pratiquement silencieux. Découvrez ce qui le distingue des voitures à essence. Voir plus de photos de voitures électriques. Image © 2006 Tesla Motors, Inc. Tous droits réservés.

Lorsque vous montez dans le siège d'une voiture haute performance qui coûte six chiffres, vous vous attendez à certaines choses: une accélération qui vous repousse dans le siège, un équipement stéréo haut de gamme, une tenue de route qui épouse la route, le rugissement rauque d'un moteur puissant et un gros budget pour le gaz à indice d'octane élevé nécessaire pour l'alimenter. Eh bien, la Tesla Roadster a presque tous ces aspects couverts. Il est rapide, élégant, se manipule comme un rêve et va comme une fusée, mais il est pratiquement silencieux et il ne brûlera jamais une seule goutte d'essence. La première voiture de série de Tesla est également la première voiture électrique haute performance au monde.

Contrairement à une voiture à essence traditionnelle, la Tesla Roadster ne contient pas des centaines de pièces mobiles. Il est alimenté par seulement quatre systèmes principaux:

  • le Système de stockage d'énergie (ESS)
  • le Module d'électronique de puissance (PEM)
  • Une moteur électrique
  • UNE transmission manuelle séquentielle
Le système de stockage d'énergie est situé à l'arrière du véhicule. Imag-e © 2006 Tesla Motors, Inc. Tous droits réservés.

Au lieu d'un moteur à combustion interne, le Tesla Roadster arbore une banque de batteries - le Système de stockage d'énergie (ESS). En développant une source d'alimentation adaptée à une voiture aussi performante, Tesla a opté pour une technologie éprouvée dans le domaine des ordinateurs portables - les batteries lithium-ion rechargeables. Le Roadster en contient 6 831. Ils pèsent environ 1 000 livres au total, et Tesla affirme qu'ils fournissent "quatre à cinq fois les réserves de densité d'énergie des autres batteries" [ref]. Les batteries s'insèrent dans 11 secteurs avec 621 batteries chacun. Un processeur d'ordinateur séparé contrôle chaque secteur pour s'assurer que toutes les charges et décharges sont gérées en douceur.

Le module d'électronique de puissance (PEM) est un onduleur et un système de charge qui convertit l'alimentation CC en alimentation CA en utilisant 72 transistors bipolaires à grille isolée (IGBT). Cela se traduit par une augmentation marquée de la puissance de sortie par rapport aux voitures électriques de première génération. En cas d'accélération de pointe, les batteries peuvent produire 200 kW d'énergie - assez pour allumer 2000 ampoules à incandescence.

En plus de contrôler les taux de charge et de décharge, le module électronique de puissance contrôle les niveaux de tension, le régime du moteur (tours par minute), le couple et le système de freinage régénératif. Ce système de freinage capte l'énergie cinétique généralement perdue lors du freinage et la transfère à nouveau dans l'ESS. L'efficacité et l'intégration de la batterie, du PEM et des systèmes moteurs se situent entre 85 et 95%, ce qui permet au moteur de fournir jusqu'à 185 kW de puissance. Des ailettes de dissipation thermique en aluminium et un orifice de ventilation monté à l'arrière empêchent les transistors de puissance de surchauffer.

Le port de charge du Roadster Image © 2006 Tesla Motors, Inc. Tous droits réservés.

Vous pouvez recharger le Roadster de deux manières différentes. Un électricien peut installer une borne de recharge dans votre garage. Cette prise de 220 volts et 70 ampères permet une recharge complète en 3,5 heures à partir d'une batterie complètement déchargée. Tesla compare le chargement de votre voiture à celui de votre téléphone portable; vous pouvez le brancher la nuit et avoir une voiture complètement chargée le matin. Il existe également un kit mobile qui permet de se recharger sur n'importe quelle prise électrique, où que vous soyez. La durée de charge à l'aide du kit mobile dépend de la configuration de prise que vous utilisez (110 volts ou 220 volts).

Bien que les propriétaires d'automobiles conduisent depuis des décennies avec des réservoirs d'essence volatile et inflammable dans leurs voitures, le fait d'avoir 1000 livres de batteries derrière la tête fait réfléchir certaines personnes. Les récents rappels de batteries lithium-ion utilisées dans les ordinateurs portables ont accru ces craintes. Tesla a fait de grands efforts pour assurer la sécurité du système énergétique du Roadster. Premièrement, le système de batterie a été largement «testé en cas de catastrophe», ce qui impliquait de chauffer des cellules individuelles jusqu'à ce qu'elles s'enflamment. Chaque cellule est suffisamment isolée des cellules adjacentes pour éviter tout dommage. Si une cellule surchauffe, elle ne déclenchera pas d'explosion de réaction en chaîne.

Une multitude de capteurs détecte l'accélération, la décélération, l'inclinaison, la température et la fumée. Si l'on détecte un événement anormal, comme un crash, il s'arrête immédiatement et déconnecte le système d'alimentation. Des protections et capteurs anti-défaut similaires font partie du système de charge [ref].

Le moteur Roadster. Image © 2006 Tesla Motors, Inc. Tous droits réservés. Le Roadster n'a que trois vitesses. Image © 2006 Tesla Motors, Inc. Tous droits réservés. Le cockpit du torréfacteur. Image © 2006 Tesla Motors, Inc. Tous droits réservés.

Le cœur de la Tesla Roadster est son moteur à induction électrique triphasé à 4 pôles, qui ne pèse que 70 livres. Les affirmations de Tesla et les tests indépendants montrent que le Roadster peut atteindre 60 mph en environ quatre secondes et que sa vitesse atteindra environ 130 mph. Mais les performances du Roadster ne sont pas seulement une question de vitesse et d'accélération. Les propriétés uniques d'un moteur électrique lui confèrent un énorme avantage par rapport à un moteur à combustion en termes de couple, force qui a tendance à faire tourner ou à faire tourner les choses, et Bande de puissance, la plage de vitesses de fonctionnement sous laquelle le moteur fonctionne efficacement. Le Roadster peut générer de grandes quantités de couple même à très bas régime, et le moteur peut toujours produire une puissance importante. Il peut atteindre plus de 13 000 tr / min, ce que très peu de gros moteurs à combustion peuvent faire. Le site Web de Tesla comprend ce qui suit: «Une astuce préférée ici chez Tesla Motors est d'inviter un passager et de lui demander d'allumer la radio. Au moment précis où nous demandons, nous accélérons. Notre passager ne peut tout simplement pas s'asseoir assez en avant pour atteindre les cadrans "[ref].

Ce type de réponse du moteur élimine le besoin d'une transmission compliquée, de sorte que le Roadster n'a que trois vitesses - deux vitesses avant et une marche arrière. Le changement de vitesse est manuel, mais il n'y a pas d'embrayage. Cela signifie également qu'il n'y a pas de décrochage ou de «secousse» lorsque vous passez d'une vitesse à l'autre.

La Tesla Roadster peut aller beaucoup plus vite que les voitures électriques précédentes, mais peut-être plus important encore, elle peut aller beaucoup plus loin. L'autonomie estimée du Roadster est de 250 miles sur une seule charge, au moins 100 miles de plus que l'EV1 de General Motors, qui pourrait parcourir près de 150 miles dans des conditions optimales..

La plupart du battage médiatique entourant le Roadster concerne son statut de véhicule électrique. Mais alors que les voitures électriques précédentes avaient tendance à être à l'étroit et à manquer de fonctionnalités, la Tesla Roadster ressemble et se sent comme une voiture de sport. En plus des basiques comme les sièges chauffants, une chaîne stéréo avec lecteur CD, des freins ABS et deux airbags, le Roadster possède quelques caractéristiques uniques:

  • Un code PIN unique pour démarrer la voiture et empêcher le câblage à chaud
  • Un émetteur-récepteur Homelink que vous pouvez programmer pour contrôler des appareils contrôlés par radiofréquence tels que votre portail communautaire et votre porte de garage
  • Un connecteur dock pour votre iPod
  • Poignées de porte à commande électrique (il n'y a pas de verrouillage mécanique, ce qui rend plus difficile la pénétration de la voiture)

Puisqu'il s'agit d'un cabriolet, le Roadster est livré de série avec une capote souple. Les options comprennent un toit rigide ainsi que des caractéristiques comme un intérieur entièrement en cuir et un système de navigation par satellite.

Spécifications techniques
  • Accélération: de zéro à 60 en environ 4 secondes
  • Dimensions: 155,4 pouces de long, 73,7 pouces de large, 44,4 pouces de hauteur avec un empattement de 92,6 pouces
  • Poids: 2500 livres (sujet à changement en raison des règles de sécurité)
  • Vitesse maximale: plus de 130 mph
  • Portée: autoroute EPA de 250 miles
  • Autonomie de la batterie: autonomie utile de plus de 100000 miles
Image courtoisie Sony Classics The GM EV1

Le Tesla Roadster et la société Tesla ont une histoire inhabituelle. L'entreprise n'a pratiquement aucun lien avec l'industrie automobile américaine traditionnelle, et son fondateur n'avait aucune expérience dans l'industrie automobile lorsqu'il a décidé de créer la première voiture électrique haute performance au monde. Martin Eberhard et son partenaire commercial Marc Tarpenning ont fondé une société basée sur un lecteur de livres électroniques portable. Frustré par l'incapacité de l'industrie automobile traditionnelle à créer une voiture électrique efficace qui avait un attrait de masse (il se réfère souvent aux premières voitures électriques comme des «voitures de punition»), Eberhard a décidé d'en créer une lui-même.

Le châssis de la Tesla Roadster est une version fortement modifiée du châssis Lotus Elise. Image courtoisie Group Lotus PLC Image © 2006 Tesla Motors, Inc. Tous droits réservés. Le châssis de la Tesla Roadster est une version fortement modifiée du châssis Lotus Elise. Image courtoisie Group Lotus PLC Image © 2006 Tesla Motors, Inc. Tous droits réservés.

Au lieu de créer une voiture entière et tous ses systèmes à partir de zéro, Eberhard a profité de l'externalisation, qui a rendu les différents éléments faciles à acquérir. Après avoir dégagé 60 millions de dollars en fonds d'investissement (dont plus de 30 millions de dollars d'Elon Musk, co-fondateur de PayPal), la nouvelle société a choisi un design de Lotus basé en Angleterre..

Le partenariat Tesla-Lotus fonctionne bien pour plusieurs raisons. Le site de Lotus de Hethel, en Angleterre, est bien adapté à la production de voitures en petites séries. Cela permet à Tesla de fabriquer essentiellement des voitures sur commande, plutôt que d'en construire des milliers et de dépenser de l'argent pour entreposer le surplus. En outre, le Tesla Roadster est basé sur la Lotus Elise - ils ont un aspect superficiel similaire et ont le même châssis de base (bien que le châssis du Roadster soit fortement modifié) et d'autres pièces. Cela a ajouté aux économies. Alors que la plupart des pièces et des systèmes du Roadster, tels que la chaîne stéréo, les freins et les chargeurs de batterie sont disponibles dans le commerce, l'assemblage final a lieu dans les installations Lotus..

Tesla affirme que le Roadster offre le double de l'efficacité des voitures hybrides populaires, tout en générant un tiers du dioxyde de carbone. Image © 2006 Tesla Motors, Inc. Tous droits réservés.

Les voitures électriques sont-elles enfin la prochaine grande chose?

Le plan d'affaires de Tesla reconnaît que les technologies innovantes sont souvent très coûteuses et que les très riches sont généralement les premiers à les adopter. Une fois que les prix baissent, la technologie peut descendre sur le marché. C'est pourquoi la première voiture de Tesla est une voiture de sport haut de gamme fabriquée en nombre limité. Cependant, Tesla a jeté son dévolu sur une version 2008 d'une berline électrique à quatre portes (nom de code White Star). Le Roadster semble être un succès dans ses numéros de production limités - les 100 premiers Roadsters «Signature Series» en édition limitée sont épuisés, et la prochaine série de 100 est prête pour les précommandes. Un Roadster entièrement chargé coûtera 100000 $, avec un acompte de 75000 $ requis pour en réserver un.

Les voitures électriques seront probablement toujours plus chères que les voitures à moteur thermique. Les économies viennent lorsque vous regardez ses coûts de carburant et son impact sur l'environnement. Une voiture électrique n'a aucune émission et n'ajoute pas de pollution. Conduire une voiture électrique sur un mile coûte une fraction de ce qu'il en coûte pour conduire une voiture à essence sur un mile. Les critiques soulignent à juste titre que l'énergie pour alimenter une voiture électrique vient toujours de quelque part - dans ce cas, une centrale électrique qui fournit de l'énergie au réseau électrique. Le déplacement de la source d'énergie du pétrole vers le charbon ne le rend pas nécessairement plus propre.

Tesla et d'autres partisans de la voiture électrique répondent que les voitures électriques sont plus efficaces pour plusieurs raisons. Premièrement, produire de l'électricité dans une centrale électrique, même une centrale au charbon, est plus efficace et crée moins de pollution que des millions de petits moteurs à combustion qui produisent de l'énergie. De plus, une partie de notre électricité provient de centrales électriques plus propres comme les centrales hydroélectriques, les parcs éoliens et les cellules solaires..

Dans une interview avec Wired.com, Eberhard a affirmé que l'énergie d'un gallon d'essence pouvait conduire une voiture électrique à 110 miles. En comparant les prix moyens du gaz et les prix de l'électricité, le Roadster pourrait parcourir 150 miles pour le prix d'un gallon d'essence. Tesla rapporte deux fois plus d'efficacité que les voitures hybrides les plus vertes.

Pour plus d'informations sur le Roadster Tesla, les moteurs Tesla, les voitures électriques et des sujets connexes, consultez les liens sur la page suivante.

Nikola Tesla et EV1, où êtes-vous?

Eberhard a nommé sa nouvelle entreprise en l'honneur du scientifique, inventeur et ingénieur Nikola Tesla. Tesla a développé des moteurs électriques triphasés comme celui utilisé dans le Tesla Roadster.

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  • Qu'est-ce qui cause la surchauffe ou l'incendie des batteries d'ordinateurs portables au lithium-ion?

Plus de liens intéressants

  • Moteurs Tesla
  • Wired News: Une voiture à batterie vous fumera
  • École de physique UNSW: moteurs à induction
  • Monde EV
  • "Qui a tué la voiture électrique?" site de film
  • Planète verte
  • TreeHugger.com

Sources

  • Davis, Joshua. "Une voiture à piles va vous fumer." Wired News, 19 juillet 2006. http://www.wired.com/news/wiredmag/0,71414-2.html?tw=wn_story_page_next2
  • «Electric Ride». 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 zéro à 60 en 4 secondes, totalement à partir de batteries qui tournent." New York Times, 19 juillet 2006. http://www.nytimes.com/2006/07/19/business/19electric.html?ex=1158206400&en=dd66218d2c708a9d&ei=5070
  • «Album Photo Tesla Roadster». http://blog.wired.com/teslacar/index.album?i=19



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