как модели устроены изнутри и как работают?

Текст Кирилл Сидоров

Убийца двигателя внутреннего сгорания, совершенный «терминатор» современного автопрома — электромобиль Тесла стремительно занял лидирующее место, как на дорогах мира, так и среди передовых технологий будущего. Рассказываем о «приключениях электроника»

Автокомпания Tesla Motors, занимающаяся выпуском знаменитых на весь мир электрокаров, была основана почти двадцать лет назад в 2003 году в Силиконовой долине и лишь пять лет спустя компания дебютировала на автомобильном рынке, выпустив свой первый Roadster в 2008 году. Илон Маск, с именем которого сегодня стойко, если не сказать навязчиво ассоциируется автомобиль на электрической тяге, вовсе не был основателем Tesla Motors. Компанию зарегистрировали Мартин Эберхард и Марк Тарпеннинг, инженеры, занимавшиеся усовершенствованием аккумуляторных батарей. Восемь месяцев спустя они привлекли в проект инвестиции: вот в этот момент и появляется Илон Маск со своим вместительным кошельком.

Дальнейший успех компании рос как на дрожжах, уверенно заполняя выбранную участниками проекта нишу.

В 2019 году Tesla Motors стала самой крупной компанией в мире, производящей электрические автомобили, а в 2021 году она обогнала японского автогиганта Toyota по капитализации (подняв эту планку до одного триллиона долларов). При этом Tesla Model 3 разошлась по миру тиражом в 800 тысяч экземпляров, став самым продаваемым электрокаром. Всего модельный ряд электрокаров, носящих имя именитого физика, ученого и электрика Николы Теслы, насчитывает 8 автомобилей. Поговорим о них подробней.

Модельный ряд

Tesla

Первая модель электрокара, выпущенного компанией Tesla Motors, имеет сходство с автомобилями Lotus, например, модели Elise. Это не случайное совпадение, а родственное начало: разработкой концепта Теслы, пока Илон Маск искал дополнительные инвестиции, занимались дизайнеры Lotus. Впоследствии «электроники» определенное время вообще собирались на заводах Lotus Cars. В какой-то момент директор стартапа Мартин Эберхард, набравшись наглости, «свесил ножки» и стал переманивать инженеров из английской «автоконюшни». В Lotus терпеть такое не стали, пригрозив «электронщикам» выгнать их со своих производственных мощностей.

Tesla Roadster

Дебютный концепт электрокара, ставшего еще до своего рождения легендой, был готов уже в 2006 году. Его демонстрация прошла в Калифорнии — можно было записаться в лист ожидания с возможностью впоследствии приобрести Теслу за 100 тысяч долларов. При этом организаторы «смотрин» решили обойтись без тест-драйва, не дав прокатиться на родстере даже легендарному «терминатору» и по совместительству губернатору Калифорнии на тот момент Арнольду Шварценеггеру.

Полностью электрический родстер выпускался компанией Tesla 4 года, вплоть до 2012. Его технические характеристики на тот момент были весьма впечатляющими, например, электрокар в полной тишине разгонялся до 100 километров в час за 3,7 секунды. На одном заряде мог проехать 350 километров, а максимальная скорость, которую мог развивать Tesla Roadster, составляла 200 км/ч. Кроме того, дебютный электромобиль Маска знаменит тем, что в 2018 году отправился в путешествие в дальний космос на ракете Falcon Heavy. Всего за время производства электрородстера было продано чуть меньше двух с половиной тысяч машин. А еще Илон Маск в открытую критиковал концепцию дебютной модели и называл ее провальной.

Tesla Model S

«Эска» переняла эстафету у Roadster, сойдя с конвейера в год окончания производства дебютной модели Tesla, то есть в 2012 году. Она благополучно выпускается по сей день, подвергаясь время от времени некоторые модификациям и обновлениям. Вторая модель стала для компании первой массовой, то есть рассчитанной не на автомобильных гиков и коллекционеров, а любителей технического прогресса.

Меньше чем за год продаж модели дилеры Tesla реализовали 5 тысяч машин. Model S, получившая, кстати, в 2013 году награду «MotorTrend Car of the Year», представляет собой пятидверный хэтчбек с двумя модификациями привода — задним или полным. До 100 километров «Эска» разгоняется уже за 2,4 секунды, не проронив ни единого плотоядного рыка. Одного заряда хватает в среднем на 600 километров пути. Максимальная скорость, которую развивает машина, достигает отметки в 262 км/ч. А еще Tesla Model S носит гордое звание флагмана компании.

Tesla Model X

«Икс» появился через два года после «Эс» в 2014 году и выпускается до сих пор, получая время от времени обновления аккумуляторной и «мозговой» частей. На сей раз инженеры и дизайнеры Tesla решили «окучить» нишу кроссоверов, сделав пятидверный автомобиль с полным приводом класса «люкс». Внутри электрический кроссовер получился достаточно вместительным — в «Иксе» даже есть опция монтажа третьего ряда сидений. При этом Model X стала настоящим «скороходом», получив звание «самого быстрого кроссовера».

До 100 километров в час машина разгоняется за рекордные 2,7 секунды. Другие характеристики тоже удивляют: максимальная скорость которую развивает «электроник» достигает 262 километра в час. На одном заряде машина преодолевает плюс/минус пятьсот километров. Однако изюминкой Х стала функциональная особенность задних дверей — их сравнивают с крыльями чаек, соколов и прочих пернатых. Дело в том, что открываются они наверх, то есть по принципу работы птичьего крыла. Model X представлена на рынке в двух версиях — Long Range и Plaid.

Tesla Model 3

«Народный электромобиль» от Tesla — возможно, самая точная характеристика «третьей» модели. Потому что это самая доступная в плане цены версия Теслы — разработчики удешевили технологию, предложив более менее бюджетный вариант. Он появился в продаже в 2017 году и в первые сутки было зарезервировано 180 тысяч машин. Рекорды на этом не закончились: в прошлом 2021 году Model 3 была продана миллион раз.

По форме корпуса — это седан с четырьмя дверями и задним приводом. Скоростные показатели у него чуть хуже, чем у предыдущих версий — до 100 километров в час машина разгоняется за 3,2 секунды. При этом максимальная скорость — 260 км/час. Одного заряда аккумулятора, зависимости от условий езды, хватает на 400-500 километров. Model 3 жоступен в трех комплектациях — Standard Range Plus, Long Range и Performance.

Tesla Model Y

Это последняя на данный момент Tesla в модельном ряду — сошла с конвейера в 2020 году. Model Y — это кроссовер, получившийся путем «скрещивания» народной «третьей» модели (пожертвовавшей собрату больше половины своих деталей) и люксового «Икса». По заверениям разработчиков, «Игрик» получился достаточно морозоустойчивым, то есть приспособленным к нашим условиям средней полосы.

До 100 километров кроссовер разгоняется за 3,5 секунды, а максимум, который показывает машина, равен 249 километров в час. На одном заряде едет от 370 километров. Model Y представлена в двух приводных вариантах — заднем и полном. Всего есть три комплектации — Standard Range, Long Range AWD и Performance AWD. В этом году «Игрик» должен получить новый экстерьер и усовершенствованный аккумулятор.

Tesla Cybertruck

Концепт электропикапа Cybertruck был продемонстрирован широкой общественности в 2019 году и произвел неоднозначный эффект — смелый (а многие признавали его аляповатым, будто нарисованным ребенком), рубленный дизайн часто вызывал недоуменные улыбки. Пикап должен был быть запущен в производство в текущем году, однако пока хороших новостей от производителя нет. Предполагается, что электропикап будет доступен также в двух версиях — полноприводной (с несколькими электромоторами) и заднеприводной (с одним двигателем). Разгоняться до отметки в сто километров «кибертрак» должен за рекордные 2,9 секунд. Дальность хода пикапа составит 400-800 километров.

Кроме пикапа, в планах Tesla есть и другие пока еще не реализованные идеи автомобилей. Например, концепт электрического седельного грузовика, получившего название Tesla Semi и способного преодолевать на одном заряде более 800 километров. Также разработчики компании думают о нише квадроциклов. По крайней мере, ими создана концепция электрического внедорожника Tesla Cyberquad, запуск которого, по предварительным данным, запланирован после старта Cybertruck.

Как устроены автомобили Тесла

Все представленные выше Теслы оснащены автопилотом. Кроме того, по периметру автомобили оборудованы 8 камерами, а также 12 датчиками ультразвука и лидаром. В электрокары устанавливаются литий-ионные аккумуляторы, которые располагаются вдоль днища, что позволяет снизить центр тяжести автомобиля и повысить торсионную жесткость. Как правило, ресурса батареи хватает на 7 лет работы или 160 тысяч километров пробега. Кстати, за час от обычной сети в 220 В аккумулятор Теслы заряжается на 50 километров пути. А на станции Tesla Supercharger полный заряд батареи потребует всего полчаса.

Двигатель, который установлен в автомобилях Тесла, стал собственной разработкой компании — это асинхронный трёхфазный двигатель с максимальным (постоянным) крутящим моментом — 600 Нм и табуном в 416 лошадей (в максимальной комплектации). Трансмиссию для Теслы разработала компания Mercedes-Benz. Пневматическая подвеска позволяет изменять клиренс автомобиля, а тормозная система обладает рекуперативной функцией. Это значит, что эффект торможения преобразуется в дополнительную энергию, которая используется для заряда батарей прямо во время движения.

В общем вывод напрашивается сам: в условиях, когда передовое человечество стремится снизить углеводородную зависимость и свое пагубное влияние на окружающую среду, электрокары постепенно переходят из разряда роскоши в средства передвижения.

Использованные источники: Courtesy of Tesla, Inc. , Courtesy of Tesla, Inc., kees torn (CC BY-SA), Courtesy of Tesla, Inc., Courtesy of Tesla, Inc., Courtesy of Tesla, Inc., Steve Jurvetson (CC BY), Courtesy of Tesla, Inc., Courtesy of Tesla, Inc., Courtesy of Tesla, Inc.

Автомобильная компания Tesla (Тесла)

Tesla Motors – американская компания, которая проектирует, производит и продает электромобили. Строят электрические компоненты трансмиссии для транспортных средств от других автомобилестроителей, включая электропривод Смарт Форту от Daimler, Toyota RAV4 EV и шасси для Freightliner Electric Wan. Tesla Motors названа в честь великого ученого Николы Теслы. Автомобили Tesla в основе имеют электродвигатели переменного тока, сконструированные непосредственно на основе оригинальной конструкции Теслы 1882 года. Весь модельный ряд Тесла.

История

Компания была создана в июле 2003 Мартином Эберхардом и Марком Тарпеннингом. Они оба играли ключевые роли в раннем развитии компании до прихода Элона Маска. Маск в феврале присоединился к совету директоров Тесла в 2004 году в качестве его председателя.

Основная цель Tesla Motors состояла в том, чтобы наладить рентабельное производство электромобилей, начиная со спортивного автомобиля премиум-класса, а позднее расширить диапазон на всю гамму транспортных средств. Тесла занимает прочное место на рынке по выпуску компонентов электромобилей, включая литий-ионные аккумуляторы уникальной ёмкости и производительности, оставляя позади таких конкурентов как Даймлер и Тойота. К январю 2014 года в компании работало 6000 сотрудников.

Первой моделью, обратившей на себя пристальное внимание общественности, была Tesla Roadster – первый полностью электрический спорткар, приводимый в движение за счет энергии уникальных литий-ионных аккумуляторов, позволяющие проехать более чем 320 км на одном заряде. 26 марта 2009 компания представила Тесла Модель С: электромобиль с кузовом седан.

Первая поставка Модели S розничному клиенту в Европе состоялась в августе 2013 года. Через полгода начались поставки в Китай. Первоначально компания намеревалась продать в течение 2014 года 35000 автомобилей, однако в итоге было доставлено покупателям около 33000.

Технологические успехи

9 октября 2014 Тесла объявила о выпуске 60D и 85D, модификаций Model S и двухмоторного полноприводного ее варианта P85D. SP85D может ускориться от 0 до 100км/ч за 3.2 секунды и имеет наибольшую скорость 249 км/ч. Модель S 85D может проехать со скоростью в 100км/ч 295 миль на одной зарядке аккумулятора.

Осенью 2014 года Тесла объявила о проведённой модернизации завода во Фремонте, с целью выпуска полноприводной Dual Motor Model S и увеличения выпуска продукции в полтора раза в 2015 году. Начиная с ноября 2014 года на все новых машинах Модели S сверху ветрового стекла устанавливается камера, ультразвуковые локаторы в районе бамперов и обзорные радиолокаторы.

https://www.youtube.com/watch?v=f9XNgjaL77U

Таким образом, обеспечивается круговой обзор зоны вокруг автомобиля. Это оборудование позволяет бортовому компьютеру Model S опознавать разметку и дорожные знаки и оценивать расстояние до других участников дорожного движения и прогнозировать их траекторию. В дополнение к предупреждениям о возможных столкновениях эта система дает возможность полуавтономной парковки.

Ближайшие перспективы

Модель X Тесла была представлена в студии дизайна компании в Хоуторне, Калифорния 9 февраля 2012. В феврале 2013 компания объявила, что производство было перенесено на осень 2014 года, чтобы сосредоточиться «на необходимости повысить доходность компании в 2013 году»

В ноябре 2014 задержали еще раз начало доставок, чтобы продать в розницу и объявили, что компания ожидает, что доставки Модели X начнутся в третьем квартале 2015. Модель 3 будет иметь возможность проезжать до 320 км без «дозарядки». Первые продажи ожидаются предположительно в 2017 году.

По словам главного дизайнера Франца фон Хольцхаузена, модель 3 будет представлена в широком конструктивном и ценовом диапазоне и будет нацелена на массовый рынок. Она будет иметь свой собственный уникальный дизайн, хотя является логическим продолжением предыдущих технологических решений компании.

В планах компании для модели 3 стать третим этапом трехступенчатой стратегии Тесла постепенного снижения цен на продукцию. Если Tesla Roadster имела высокую цену и не предполагалась к широкому распространению, то у модели 3 ожидается сниженная на 20% стоимость даже по отношению к Model S.

Читайте далее:

Строить или покупать? Автопроизводители, гонящиеся за Tesla, переосмысливают зависимость от поставщиков

31 марта (Рейтер) — Автопроизводители, участвующие в разработке автомобилей с программным управлением и питанием от аккумуляторов, чтобы конкурировать с Tesla Inc (TSLA.O), сталкиваются с новой проблемой: какую технологию создать самостоятельно и что продолжать покупать у поставщиков.

Повышение вертикальной интеграции за счет расширения собственного производства представляет собой серьезный сдвиг для большинства мировых автопроизводителей, которые десятилетиями полагались на поставщиков в производстве критических деталей и программного обеспечения, а также в управлении разросшимися производственными сетями в странах с низким уровнем заработной платы.

Но некоторые признанные автопроизводители вносят радикальные изменения в свои давние расчеты по принципу «сборка или покупка». Одним из факторов является успех электромобилей Tesla, которые основаны на запатентованных технологиях, которые компания разрабатывает и производит сама. Другим является финансовый ущерб, нанесенный сбоями в цепочке поставок во время пандемии.

«Самое главное, что мы вертикально интегрируемся. Генри Форд… был прав», — сказал генеральный директор Ford Motor Co (F.N) Джим Фарли на конференции в начале этого месяца. Фарли имел в виду производственный комплекс Rouge основателя компании Генри Форда в Дирборне, штат Мичиган, который в начале 20-го века с одной стороны принимал железную руду и другое сырье, а с другой — сбрасывал модели T с конвейера.

Фарли сказал, что компании пришлось отказаться от своей ранней стратегии покупки электромобилей с полки. Теперь, по его словам, Ford стремится контролировать цепочки поставок «вплоть до шахт», производящих материалы для аккумуляторов.

Reuters Graphics

График доли собственного производства двигателей для электромобилей: https://tmsnrt.rs/36KpTAj

Конкуренты, включая Volkswagen AG (VOWG_p.DE), General Motors Co (GM.N) и Mercedes-Benz AG ( MBGn.DE) придерживаются схожих стратегий. В прошлом году Mercedes приобрел британского производителя высокопроизводительных электродвигателей YASA и переоборудовал завод недалеко от Берлина для производства двигателей на основе технологии YASA. Немецкий производитель автомобилей класса люкс в марте открыл новый завод в Алабаме по производству аккумуляторных блоков для электромобилей американского производства и заявил, что будет сотрудничать с японским производителем аккумуляторов Envision AESC для производства аккумуляторных элементов в Соединенных Штатах.

«Мы углубляемся в поиск поставщиков», — заявил журналистам генеральный директор Mercedes-Benz Ола Келлениус во время брифинга в Алабаме.

ПОБЕДИТЕЛЬНАЯ СТРАТЕГИЯ

Инвестиции автопроизводителей в горнодобывающую промышленность, двигатели и аккумуляторы — это отход от десятилетий передачи контроля над разработкой и производством поставщикам, которые могли бы производить рулевое управление, полупроводники и электронные компоненты в большем масштабе и с меньшими затратами для нескольких автомобилей. производители.

Однако в новом мире электромобилей инвесторы решили, что стратегия Tesla, заключающаяся в прямой закупке сырья, создании собственных аккумуляторов и разработке собственного программного обеспечения, является выигрышной стратегией. Рыночная капитализация Tesla за последние недели снова превысила 1 триллион долларов, что превышает капитализацию Toyota Motor Corp (7203.T), Volkswagen, GM и Ford вместе взятых.

«Крупные игроки осознали, что будущее за электромобилями, но им еще предстоит широко осознать, что им нужно улучшить свою игру с точки зрения двигателей, трансмиссий, аккумуляторных технологий, инверторов и электрических силовых агрегатов», — Питер Роулинсон, генеральный директор стартапа EV. Об этом Lucid Group Inc (LCID.O) заявила в интервью агентству Reuters. Роулинсон ранее был вице-президентом по разработке автомобилей в Tesla.

В период с 1970-х по 2010-е годы доля интеллектуальной собственности автопроизводителей в их автомобилях снизилась с 9По словам аналитика Guidehouse Insights Сэма Абуэльсамида, от 0% до 50%.

Это означало, что многим автопроизводителям не хватало собственного инженерного опыта для разработки собственных платформ для электромобилей, силовых агрегатов и аккумуляторных батарей, когда Tesla, пионер электромобилей, продемонстрировала, что ее вертикально интегрированные автомобили пользовались успехом у потребителей.

«Мы проектируем и производим гораздо больше автомобилей, чем другие OEM-производители, которые в основном будут использовать традиционную базу поставок и [выполнять], как я это называю, проектирование по каталогам», — сказал генеральный директор Tesla Илон Маск во время объявления о доходах в 2020 году. .

Подход Tesla обходится дорого, и за последние несколько лет компания неоднократно повышала цены на автомобили. Несмотря на обещание выпустить модель, которая может стоить около 25 000 долларов, Маск в начале этого года сказал: «В настоящее время мы не работаем над автомобилем за 25 000 долларов. В какой-то момент мы это сделаем. Но у нас сейчас достаточно забот».

TECHNOLOGY RACE

Существует также разрыв между тем, что автопроизводители говорят о своих стратегиях вертикальной интеграции, и тем, что происходит, когда инженеры пытаются уложиться в сроки поставки новых автомобилей, говорят руководители отрасли поставщиков.

«Существует много толкований по поводу инсорсинга и вертикальной интеграции, особенно в таких областях, как программное обеспечение», — сказал аналитикам в феврале Кевин Кларк, исполнительный директор поставщика автомобилей Aptiv Plc (APTV.N). «Практически все OEM-производители, с которыми мы ведем дела, борются с разработкой программного обеспечения».

Reuters Graphics

График ожидаемого собственного производства двигателей для электромобилей: https://tmsnrt.rs/3DAh0FC сложность изготовления в домашних условиях.

«Есть ряд автопроизводителей, которые в некотором роде хотят продолжать покупать и управлять окончательной интеграцией», — сказал Москет, добавив, что потребуется несколько лет, чтобы определить, какой подход будет успешным.

Многие автопроизводители также не решаются полностью производить электромобили самостоятельно, в то время как закупки электромобилей по-прежнему составляют лишь небольшую часть от общего спроса на автомобили.

Сегодня только Tesla, стартап по производству электромобилей Lucid Group Inc (LCID.O) и китайская BYD Co Ltd (002594.SZ) полностью производят свои электродвигатели самостоятельно, согласно данным IHS Markit, за которыми следует Hyundai Motor Co (005380. KS) и альянс Renault-Nissan-Mitsubishi.

Другие автопроизводители, в том числе Mercedes-Benz Group, Ford и Porsche (VOWG_p.DE), используют электродвигатели поставщиков для своих текущих моделей электромобилей.

«Электропривод нельзя купить в готовом виде по мировым стандартам, это не товар», — сказал Роулинсон. «Это гонка технологий, и рынок ее еще не видит».

Компания Mercedes заявила, что планирует производить электродвигатели, аккумуляторные батареи и электронику самостоятельно, начиная с 2024 года. Компания также работает над сокращением затрат за счет получения сырья непосредственно от горняков, сообщил Reuters главный технический директор Маркус Шефер.

Репортаж Тины Беллон в Остине, штат Техас, и Джозефа Уайта в Детройте Дополнительный репортаж Бена Клеймана в Детройте Под редакцией Мэтью Льюиса

Наши стандарты: Принципы доверия Thomson Reuters.

Партнерство с Tesla для создания крупнейшей в мире непрерывной системы зарядки электромобилей

Проекты

Удовлетворение потребности в быстром расширении

Название проекта

Tesla Supercharger Производство в США

Местоположение

США

Клиент

Tesla Motors, Inc.

Tesla Motors производит Tesla Model S, полностью электрический автомобиль, получивший награду Motor Trend 2013 Car of the Year. При разработке автомобиля Tesla запустила программу агрессивного развертывания мощных станций быстрой зарядки — «Superchargers» — вдоль основных транспортных коридоров по всей территории Соединенных Штатов.

Tesla заключила с Black & Veatch контракт на проектирование и строительство пилотных площадок в сети Supercharger. Строительство Tesla Supercharger в США является крупнейшим проектом команды Black & Veatch на сегодняшний день. Услуги включают проектирование, оценку площадки, получение разрешений и услуги по строительству зарядных станций Tesla.

«Одно дело построить одну площадку Supercharger, но совсем другое — построить 100 за раз или иметь 40 или 50 в строительстве в любой момент времени. Black & Veatch привнесла возможность быстрого расширения, привлечения необходимых ресурсов, а также управления строительством такого сложного проекта — и все это одновременно».

Кевин Кассекерт, директор по внедрению нагнетателей и энергоэффективности, Tesla Motors, Inc.

Онлайн-управление проектами

На объектах Tesla Supercharger требуются крупные электрические распределительные устройства, обеспечивающие мощность от 500 до 1000 киловольт-ампер (кВА). Tesla находится в большинстве штатов США, и большинство электроэнергетических компаний предъявляют различные требования к соблюдению требований. Компания Black & Veatch предложила решение этой проблемы, быстро развернув крупную параллельную и географически разнородную телекоммуникационную инфраструктуру.

Компания Black & Veatch смогла удовлетворить потребность Tesla в быстрой установке технологии Supercharger. Две компании совместно разработали онлайн-инструмент управления проектами. Инструмент позволил членам команды отслеживать прогресс с помощью отчетов о состоянии в режиме реального времени и просмотра карты участков проекта в Соединенных Штатах.

Black & Veatch взяла на себя инициативу по разработке объектов Supercharger посредством проектирования, получения разрешений и строительства. После сборки и подачи питания инженеры Tesla руководили вводом в эксплуатацию оборудования Supercharger и окончательной проверкой функциональности объекта.

«Black & Veatch была ключевым партнером в развертывании сети Supercharger, особенно в трех основных областях: скорость, с которой они перемещаются, масштаб, в котором они могут работать, и качество их работы.