Come funzionano le auto elettriche: Tesla Model S pt.1

Auto elettriche: il futuro?

Al giorno d’oggi, le auto elettriche stanno portando grandi cambiamenti nell’industria dell’automotive. Questi veicoli silenziosi, non inquinanti e dalle alte prestazioni potrebbero rendere obsoleti i motori a combustione interna entro il 2025.

Questo articolo svelerà le tecnologie nascoste dietro la Tesla Model S che, recentemente, è diventata l’auto elettrica dall’accelerazione più veloce al mondo.

Vedremo come le auto elettriche hanno ottenuto prestazioni superiori, analizzando la tecnologia che sta dietro al motore a induzione, all’inverter, all’alimentazione della batteria agli ioni di litio e, soprattutto, alla sincronizzazione dei meccanismi del veicolo, in maniera logica e passo dopo passo.

La tecnologia di Tesla Motors

Il cuore di una Tesla è un’invenzione fatta dal grande scienziato Nikola Tesla (1856-1943) circa 100 anni fa: il motore a induzione.
Il motore a induzione ha 2 parti principali: rotore e statore.

Il rotore è un pacco di barre elettricamente conduttive cortocircuitate all’estremità da anelli. Lo statore viene alimentato da corrente alternata trifase. Nelle bobine la corrente alternata trifase produce un campo magnetico rotante.

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Fonte: http://www.squarethec.com/wp-content/uploads/2016/02/rotor-stator-shaft.png

Il motore Tesla produce un campo magnetico a quattro poli. Questo campo magnetico rotante induce corrente sulle barre del rotore, facendolo ruotare (il motore per funzionare ha bisogno che si avveri questa relazione: velocità di rotazione del rotore < velocità di rotazione del campo magnetico).

La particolarità di un motore a induzione è che la sua velocità dipende dalla frequenza di alimentazione in corrente alternata; così, variando la frequenza dell’alimentazione, saremo in grado di modificare la velocità della ruota motrice. Questo rende facile e affidabile il controllo di velocità dell’auto elettrica, che può variare da 0 a 18000 giri/min.

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screenshot da: https://www.youtube.com/watch?v=WDu9HpPD8VY

L’alimentazione del motore viene fornita da un driver a frequenza variabile, il quale, a sua volta, controlla la velocità del motore. Questo è il vantaggio più consistente che le auto elettriche hanno rispetto a quelle a combustione interna.

Un motore a combustione interna produce coppia e potenza utilizzabili solo entro un intervallo di tempo e una velocità limitata. Pertanto, la connessione diretta della rotazione del motore alla ruota motrice non è un’idea intelligente. È necessario introdurre una trasmissione per variare la velocità della ruota motrice. Diversamente, un motore a induzione funziona in modo efficiente in qualsiasi campo di velocità e, quindi, non è necessaria alcuna trasmissione di velocità variabile per un’auto elettrica.

Un motore a combustione interna non produce moto rotativo diretto del pistone ma lineare che dovrà, quindi, essere convertito in moto rotativo. Questo causa maggiori problemi per il bilanciamento meccanico. Inoltre, non è auto-avviante e l’uscita di potenza è sempre irregolare. Molti sono gli accessori necessari per risolvere questi problemi. Dall’altra parte, con un motore a induzione, si ha moto rotativo diretto e potenza uniforme in uscita; molti componenti del motore a combustione interna possono essere evitati.

Come risulta da questi fattori, un motore a induzione ha un maggior grado di risposta e un più elevato rapporto peso/potenza che determina prestazioni superiori per il veicolo.

A questo punto, la domanda da porci è: da dove riceve l’alimentazione il motore?

Ti lasciamo con questa domanda per il fine settimana, continueremo l’articolo lunedì. Nel frattempo ti auguriamo buon weekend e non dimenticare di farci sapere con un commento le tue idee sulle auto elettriche!

Aggioramento:

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Come funzionano le auto elettriche: Tesla Model S pt.1 ultima modifica: 2017-10-20T15:55:53+00:00 da Cosmin Mesenschi

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