Como funciona o Tesla Roadster

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Galeria de Imagens: Carros Elétricos O Tesla Roadster é rápido, sofisticado, funciona como um sonho e funciona como um foguete, mas é virtualmente silencioso. Descubra o que mais o diferencia dos carros movidos a gasolina. Veja mais fotos de carros elétricos. Imagem © 2006 Tesla Motors, Inc. Todos os direitos reservados.

Quando você sobe no assento de um carro de alto desempenho que custa seis dígitos, você espera certas coisas: aceleração que o empurra de volta ao assento, equipamento estéreo de ponta, manobrabilidade apertada, o rugido gutural de um motor potente e um grande orçamento para o gás de alta octanagem necessário para alimentá-lo. Bem, o Tesla Roadster tem quase todos esses aspectos cobertos. É rápido, sofisticado, funciona como um sonho e funciona como um foguete, mas é praticamente silencioso e nunca queima uma gota de gasolina. O primeiro carro de produção da Tesla é também o primeiro carro elétrico de alto desempenho do mundo.

Ao contrário de um carro movido a gasolina tradicional, o Tesla Roadster não contém centenas de peças móveis. É alimentado por apenas quatro sistemas principais:

  • o Sistema de armazenamento de energia (ESS)
  • o Módulo de Eletrônica de Potência (PEM)
  • A motor elétrico
  • UMA transmissão manual sequencial
O sistema de armazenamento de energia está localizado na parte traseira do veículo. Imag-e © 2006 Tesla Motors, Inc. Todos os direitos reservados.

No lugar de um motor de combustão interna, o Tesla Roadster possui um banco de baterias - o Sistema de armazenamento de energia (ESS). Ao desenvolver uma fonte de energia adequada a um carro de alto desempenho, a Tesla optou por uma tecnologia comprovada no campo dos computadores laptop - baterias recarregáveis ​​de íon de lítio. O Roadster contém 6.831 deles. Eles pesam cerca de 1.000 libras no total, e Tesla afirma que eles fornecem "quatro a cinco vezes o estoque de densidade de energia de outras baterias" [ref]. As baterias cabem em 11 setores com 621 baterias cada. Um processador de computador separado controla cada setor para garantir que todas as cargas e descargas sejam tratadas sem problemas.

O Power Electronics Module (PEM) é um inversor de energia e sistema de carregamento que converte energia CC em energia CA usando 72 transistores bipolares de porta isolada (IGBTs). Isso resulta em um aumento acentuado na produção de energia em comparação com os carros elétricos da primeira geração. Sob aceleração máxima, as baterias podem gerar 200 kW de energia - o suficiente para acender 2.000 lâmpadas incandescentes.

Além de controlar as taxas de carga e descarga, o Módulo Eletrônico de Potência controla os níveis de tensão, as RPM do motor (revoluções por minuto), o torque e o sistema de frenagem regenerativa. Este sistema de frenagem captura a energia cinética normalmente perdida na frenagem e a transfere de volta para o ESS. A eficiência e integração da bateria, PEM e sistemas de motor está entre 85 e 95 por cento, permitindo que o motor forneça até 185 kW de potência. Aletas de dissipação de calor de alumínio e uma porta de ventilação montada na parte traseira evitam que os transistores de potência superaqueçam.

Porta de carregamento do Roadster Imagem © 2006 Tesla Motors, Inc. Todos os direitos reservados.

Você pode recarregar o Roadster de duas maneiras diferentes. Um eletricista pode instalar uma estação de recarga em sua garagem. Esta tomada de 220 volts e 70 A permite uma recarga completa em 3,5 horas com uma bateria completamente descarregada. Tesla compara carregar seu carro a carregar seu telefone celular; você pode ligá-lo à noite e ter um carro totalmente carregado pela manhã. Há também um kit móvel que permite a recarga em qualquer tomada elétrica, não importa onde você esteja. O tempo que leva para carregar usando o kit móvel depende da configuração da tomada que você está usando (110 volts ou 220 volts).

Embora os proprietários de automóveis tenham dirigido por aí por décadas com tanques cheios de gasolina volátil e inflamável em seus carros, ter 1.000 libras de baterias atrás da cabeça faz com que algumas pessoas parem. Os recentes recalls de baterias de íon de lítio usadas em laptops aumentaram esses temores. Tesla não mediu esforços para garantir a segurança do sistema de energia do Roadster. Primeiro, o sistema de bateria foi exaustivamente "testado contra catástrofes", o que envolveu o aquecimento de células individuais até que explodissem em chamas. Cada célula é isolada o suficiente das células adjacentes para evitar qualquer dano a elas. Se uma célula superaquecer, não iniciará uma explosão de reação em cadeia.

Uma série de sensores detecta aceleração, desaceleração, inclinação, temperatura e fumaça. Se alguém sentir um evento anormal, como um acidente, ele imediatamente desliga e desconecta o sistema de energia. Proteções e sensores anti-falha semelhantes fazem parte do sistema de carregamento [ref].

O motor Roadster. Imagem © 2006 Tesla Motors, Inc. Todos os direitos reservados. O Roadster tem apenas três marchas. Imagem © 2006 Tesla Motors, Inc. Todos os direitos reservados. A cabine do Roaster. Imagem © 2006 Tesla Motors, Inc. Todos os direitos reservados.

O coração do Tesla Roadster é seu motor elétrico de indução trifásico e 4 pólos, que pesa apenas 70 libras. As afirmações de Tesla e os testes independentes mostram que o Roadster pode atingir 60 mph em cerca de quatro segundos e sua velocidade atingirá algo em torno de 130 mph. Mas o desempenho do Roadster não se trata apenas de velocidade e aceleração. As propriedades únicas de um motor elétrico dão a ele uma grande vantagem sobre um motor de combustão em termos de torque, força que tende a girar ou girar as coisas, e Faixa de potência, a faixa de velocidades operacionais sob as quais o motor opera com eficiência. O Roadster pode gerar grandes quantidades de torque, mesmo em RPMs muito baixas, e o motor pode sempre produzir uma potência maior. Pode atingir mais de 13.000 RPM, algo que poucos grandes motores de combustão podem fazer. O site da Tesla inclui o seguinte: "Um truque favorito aqui na Tesla Motors é convidar um passageiro e pedir-lhe que ligue o rádio. No exato momento em que pedimos, aceleramos. Nosso passageiro simplesmente não consegue sentar para frente o suficiente para alcançar os dials "[ref].

Esse tipo de resposta do motor elimina a necessidade de uma transmissão complicada, então o Roadster tem apenas três marchas - duas marchas para a frente e uma marcha-ré. A mudança é manual, mas não há embreagem. Isso também significa que não há estol ou "empurrão" quando você muda de marcha.

O Tesla Roadster pode ir muito mais rápido do que os carros elétricos anteriores, mas talvez mais importante, ele pode ir muito mais longe. O alcance estimado do Roadster é de 250 milhas com uma única carga, pelo menos 100 milhas a mais que o EV1 da General Motors, que poderia ir quase 150 milhas em condições ideais.

A maior parte do hype em torno do Roadster é sobre seu status como um veículo elétrico. Mas enquanto os carros elétricos anteriores tendiam a ser apertados e sem recursos, o Tesla Roadster se parece e se sente como um carro esporte. Além de itens básicos como bancos aquecidos, aparelho de som com CD player, freios ABS e airbags duplos, o Roadster tem alguns recursos exclusivos:

  • Um PIN exclusivo para ligar o carro e evitar hot-wiring
  • Um transceptor Homelink que você pode programar para controlar dispositivos controlados por radiofrequência, como o portão da comunidade e a porta da garagem
  • Um conector dock para o seu iPod
  • Maçanetas das portas controladas eletricamente (não há trava mecânica, o que torna mais difícil arrombar o carro)

Por ser um conversível, o Roadster vem de fábrica com uma capota de lona. As opções incluem uma capota rígida, bem como recursos como um interior totalmente em couro e um sistema de navegação por satélite.

Especificações técnicas
  • Aceleração: zero a 60 em cerca de 4 segundos
  • Dimensões: 155,4 polegadas de comprimento, 73,7 polegadas de largura, 44,4 polegadas de altura com uma distância entre eixos de 92,6 polegadas
  • Peso: 2.500 libras (sujeito a alterações devido aos regulamentos de segurança)
  • Velocidade máxima: acima de 130 mph
  • Alcance: 250 milhas da rodovia EPA
  • Vida útil da bateria: Vida útil da bateria superior a 100.000 milhas
Imagem cortesia da Sony Classics The GM EV1

O Tesla Roadster e a empresa Tesla têm uma história incomum. A empresa quase não tem conexão com a indústria automobilística americana tradicional, e seu fundador não tinha experiência na indústria automotiva quando decidiu criar o primeiro carro elétrico de alto desempenho do mundo. Martin Eberhard e seu parceiro de negócios Marc Tarpenning fundaram uma empresa baseada em um leitor de e-book portátil. Frustrado com a incapacidade da indústria automobilística dominante de criar um carro elétrico eficaz que tivesse apelo de massa (ele costuma se referir aos primeiros carros elétricos como "carros de castigo"), Eberhard decidiu criar um ele mesmo.

O chassi do Tesla Roadster é uma versão fortemente modificada do chassi do Lotus Elise. Imagem cortesia do Grupo Lotus PLC Imagem © 2006 Tesla Motors, Inc. Todos os direitos reservados. O chassi do Tesla Roadster é uma versão fortemente modificada do chassi do Lotus Elise. Imagem cortesia do Grupo Lotus PLC Imagem © 2006 Tesla Motors, Inc. Todos os direitos reservados.

Em vez de criar um carro inteiro e todos os seus sistemas do zero, Eberhard aproveitou a terceirização, o que tornou os vários elementos fáceis de adquirir. Depois de lucrar $ 60 milhões em fundos de investimento (incluindo mais de $ 30 milhões de Elon Musk, cofundador do PayPal), a nova empresa escolheu um design da Lotus, com sede na Inglaterra.

A parceria Tesla-Lotus funciona bem por vários motivos. As instalações da Lotus em Hethel, na Inglaterra, são adequadas para a produção de carros em pequenas tiragens. Isso permite que a Tesla basicamente fabrique carros sob encomenda, em vez de construir milhares e gastar dinheiro para armazenar o estoque excedente. Além disso, o Tesla Roadster é baseado no Lotus Elise - eles parecem superficialmente semelhantes e têm o mesmo chassi básico (embora o chassi do Roadster seja bastante modificado) e outras partes. Isso contribuiu para a economia. Enquanto a maioria das peças e sistemas do Roadster, como o aparelho de som, os freios e os carregadores de bateria estão disponíveis no mercado, a montagem final acontece nas instalações da Lotus.

Tesla afirma que o Roadster oferece o dobro da eficiência dos carros híbridos populares, enquanto gera um terço do dióxido de carbono. Imagem © 2006 Tesla Motors, Inc. Todos os direitos reservados.

Os carros elétricos são finalmente a próxima grande novidade?

O plano de negócios da Tesla reconhece que a tecnologia inovadora costuma ser muito cara e que os muito ricos geralmente são as primeiras pessoas a adotá-la. Depois que os preços caem, a tecnologia pode entrar no mercado. É por isso que o primeiro carro da Tesla é um esportivo de última geração feito apenas em número limitado. No entanto, a Tesla está voltada para o lançamento de 2008 de um sedã elétrico de quatro portas (codinome White Star). O Roadster parece ser um sucesso dentro de seus números limitados de produção - os primeiros 100 Roadsters "Signature Series" de edição limitada esgotaram e a próxima tiragem de 100 está pronta para pré-encomendas. Um Roadster totalmente carregado custará $ 100.000, com um pagamento inicial de $ 75.000 necessário para reservar um.

Carros elétricos provavelmente sempre serão mais caros do que carros que usam motores de combustão. A economia vem quando você olha para os custos de combustível e o impacto ambiental. Um carro elétrico tem emissões zero e não aumenta a poluição. Dirigir um carro elétrico por uma milha custa uma fração do que custa dirigir um carro movido a gasolina por uma milha. Os críticos apontam acertadamente que a energia para mover um carro elétrico ainda vem de algum lugar - neste caso, uma usina que fornece energia para a rede elétrica. Mudar a fonte de energia do petróleo para o carvão não o torna necessariamente mais limpo.

Tesla e outros defensores dos carros elétricos respondem que os carros elétricos são mais eficientes por vários motivos. Em primeiro lugar, gerar energia em uma usina elétrica, mesmo uma usina a carvão, é mais eficiente e cria menos poluição do que milhões de pequenos motores de combustão que geram a energia. Além disso, parte da nossa eletricidade vem de usinas mais limpas, como usinas hidrelétricas, parques eólicos e células solares.

Em uma entrevista ao Wired.com, Eberhard afirmou que a energia em um galão de gasolina poderia conduzir um carro elétrico por 110 milhas. Comparando os preços médios do gás e os preços da eletricidade, o Roadster poderia ir 150 milhas pelo preço de um galão de gás. Tesla relata o dobro da eficiência até mesmo dos carros híbridos mais ecológicos.

Para mais informações sobre o Tesla Roadster, Tesla Motors, carros elétricos e tópicos relacionados, verifique os links na próxima página.

Nikola Tesla e EV1, onde você está?

Eberhard batizou sua nova empresa em homenagem ao cientista, inventor e engenheiro Nikola Tesla. A Tesla desenvolveu motores elétricos trifásicos como o usado no Tesla Roadster.

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Mais ótimos links

  • Tesla Motors
  • Notícias com fio: carro movido a bateria vai fumar você
  • Escola de Física da UNSW: Motores de Indução
  • EV World
  • "Quem matou o carro elétrico?" site de filme
  • Planeta verde
  • TreeHugger.com

Fontes

  • Davis, Joshua. "Carro movido a bateria vai fumar você." Wired News, 19 de julho de 2006. http://www.wired.com/news/wiredmag/0,71414-2.html?tw=wn_story_page_next2
  • "Passeio Elétrico". 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. "Zero a 60 em 4 segundos, totalmente com baterias em movimento." New York Times, 19 de julho de 2006. http://www.nytimes.com/2006/07/19/business/19electric.html?ex=1158206400&en=dd66218d2c708a9d&ei=5070
  • "Álbum de fotos do Tesla Roadster". http://blog.wired.com/teslacar/index.album?i=19



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