Узлы и агрегаты электромобилей

[Touring*]

Начну с Теслы.

Model S была дорогим в производстве авто, на уровне топ-Ауди: не простой алюминиевый кузов, недешёвые алюминиевые подвески, сложные сварные алюминиевые подрамники, массивная заказная электрика, плюс ёмкая батарея.

[Touring*]

Кузов, алюминий.




Навесные элементы, алюминий.



Передний усилитель и рамка, сталь/пластик.



Задний усилитель, сталь.



Зеркало, алюминий /пластик.



Передняя диодная оптика поздних версий.




Колёсные диски, алюминий.

[Touring*]

Передний алюминиевый подрамник.




Задний алюминиевый подрамник.




Электрорейка, корпус алюминий.



Передний алюминиевый кулак.




Передние нижние алюминиевые рычаги.




Передний верхний рычаг, сталь.



Передняя пружинная стойка, сталь.



Опционная передняя пневмостойка, алюминиевая опора и вилка.



Задний алюминиевый кулак.




Набор задних алюминиевых рычагов.



Передний стабилизатор, сталь.



Задняя пружинная стойка, сталь.



Опционная задняя пневмостойка, алюминиевая опора.



Задний стабилизатор, сталь.



Компрессор опциональной пневмоподвески, корпус алюминий.



Ресивер опциональной пневмоподвески, корпус алюминий.

[Touring*]

Главный тормозной цилиндр, корпус алюминий.



Блок АБС.



Передние тормозные суппорты, корпус алюминий (заметно что колодки из-за эффективной рекуперации в электромобилях почти не изнашиваются).




Задние тормозные суппорты, корпус алюминий.

[Touring*]

Задний тяговый мотор и редуктор первых версий, корпус алюминий.





Задний тяговый мотор и редуктор поздних версий, корпус алюминий (заметна возросшая технологичность).





Передний тяговый мотор и редуктор поздних версий, корпус алюминий.





Коммутационный модуль двигателя, корпус алюминий.

[Touring*]

Тяговая батарея, корпус алюминий.




Модуль тяговой батареи с системами управления и охлаждения, содержит 444 типовых элемента от Panasonic. Всего в в 90 kW батарее таких модулей 16.



Отдельные элементы от Panasonic, в 90 kW батарее их всего 7,104 штуки.



Блок управления тяговой батареей, корпус алюминий.



Элетромодуль управления охлаждением батареи, корпус алюминий.



Жидкостная помпа охлаждения батареи.



Термостаты охлаждения батареи.



Коммутационный модуль, корпус алюминий.




Модуль управления зарядкой батареи и электродвигателями, корпус алюминий.




Преобразователь тока, корпус алюминий.




Кабели и порт системы зарядки.

[Touring*]

Электрокомпрессор климы, корпус алюминий.



Один из двух конденсоров климы, алюминий.



Один из двух электровентиляторов охлаждения.



Блок климы.



Трапеция дворников, алюминий.

[Touring*]

Передняя консоль.





Карты дверей.






Механизм стеклоподъёмника, направляющие сталь.



Узел подрулевых переключателей.



Приборная панель.




Планшет управления.




Усилитель опциональной аудиосистемы, корпус алюминий.

[Touring*]

Силовой блок исполнителей автопилота, корпус алюминий.



Модуль обработки данных автопилота, корпус алюминий.



Блок монокамеры автопилота, ранние версии, корпус алюминий.



Блок тройной камеры автопилота, поздние версии.



Модуль тройной камеры автопилота, поздние версии.

[Touring*]

Что характерно, основная часть американского электромобиля Model S действительно произведена в США и Северной Америке: это сам алюминий конструкций, и выполненные из него кузов, колёсные диски, подрамники, тормозные механизмы, корпуса тяговых электродвигателей, редукторов, модуля тяговой батареи. Компоненты подвески произведены в Канаде. Салон сделан в США. Основные электронные блоки собраны в США и Мексике.

Блоки безопасности, комфорта и мехатроники преимущественно европейские, часть из них произведена в Европе, часть в Мексике. Вклад стран Азии: Япония элементы тяговой батареи, Корея часть электронных блоков.

Китая в Model S в виде готовых изделий не видно, только комплектация электронных блоков.

[Touring*]

Model S была для Tesla планово-убыточным пробным шаром.

Так как терять средства инвесторов бесконечно нельзя, а основные деньги вообще говоря зарабатываются на более массовых авто в несколько более низком ценовом сегменте, то перед фирмой стояла задача как можно быстрее выпустить именно такую машину (попутно не забыв сократить издержки на производство). Так появилась Model 3, гораздо лучше приспособленная к большой серии, чем её предшественники. В ней были переработаны кузов и батарея, минимизировано количество узлов, которые были собраны в крупные модули. Что в конечном итоге обычно и позволяет производителям опускать цены реализации.

[Touring*]

В кузове Model 3 разработчики перешли с алюминия (преимущественно) на сталь, и это был рациональный шаг не только с точки зрения снижения издержек.

Благодаря разработкам сплавов высокой и сверхвысокой прочности начиная с 1990-х появилась возможность создать прочный стальной кузов (BIW) за разумные деньги. Полностью алюминиевый конечно же окажется легче, и выигрыш в случае среднеразмерного седана составит примерно 100 кг. Это эквивалентно снижению общей массы подобного авто на 5%. Но так как на трассовых скоростях доминирующую роль начинает играть аэродинамика и площадь поперечного сечения, а не только масса авто, то выигрыш в расходе энергии оказывается не настолько большим, в районе 3%. Подобная экономия вряд ли не перекроет дополнительные энергетические издержки на производство алюминиевого кузова. К тому же стальной кузов в случае его повреждения ремонтируется заметно легче и дешевле, чем полностью алюминиевый.

Итак, если Model S была практически полностью алюминиевой, то в силовой структуре Model 3 из алюминия выполнена лишь задняя часть пола и крыльев, а также перегородка и полка за задними сиденьями.






Основная часть кузова как упоминалось выше стальная.



Низ кузова в задней части алюминиевый.



Задний усилитель, алюминий.



Передние усилители, алюминий.



Навесные элементы: из алюминия выполнены крышка переднего багажника, и панели всех дверей.



Передние и задние крылья, а также крышка заднего багажника стальные.




Зеркала, алюминий/пластик. Их производитель индийская компания SMR.




Передняя диодная оптика. Её производитель Automotive Lightning, собрана она в Мексике. Компания Automotive Lightning это подразделение исходно итальянской фирмы Magnetti Marelli, которая с недавних пор стала японской.




Задняя диодная оптика. Производитель вероятно тот же.




Базовые колёсные диски размерности 18х8,5 дюймов, литые алюминиевые, идут с покрышками размерности 235/45.




Штатно комплектуются съёмными колпаками, выполненными из пластика, аэродинамически оптимизированными ради достижения минимального расхода энергии на трассовых скоростях.




Для покупателей, не сильно заинтересованных в снижении расхода, и готовых жертвовать комфортом езды в угоду внешнему виду, предлагаются опциональные колёсные диски 19х8,5 дюймов с покрышками размерности 235/40 (они приведены на фото ниже). В качестве опции есть и диски 20х8,5 дюймов, с покрышками размерности 235/35.

[Touring*]

Передний подрамник из алюминиевого стал стальным, более дешёвым и технологичным в производстве.




Задний подрамник претерпел такие же изменения.




Передний алюминиевый кулак, материал алюминий, всё аналогично Model S. Произведён в Китае.




Передние нижние алюминиевые рычаги подобны Model S. Их производитель сменился с Канады на Корею, теперь это компания CTR.




Передний верхний рычаг стальной, с пластиковым усилителем, вместо чисто стального в Model S. Произведён в Корее, компанией CTR.



Пневмоподушки вместо пружин в качестве опций как в Model S не предлагаются. Передняя стойка в Model 3 бывает пружинная, материал сталь, материал опоры алюминий. Поставщик амортизаторов и пружин сменился с немецкого Bilstein в Model S на какую-то иную компанию. Судя по маркировке амортизаторы и пружины произведены в Мексике, а опора в Корее.




Задний алюминиевый кулак, алюминий, всё аналогично Model S. Произведён в Китае.




Задних рычагов стало пять, а не четыре, как на Model S, и они стали из алюминиевых стальными. Производятся в Канаде подразделением японской компании F-Tech.




Передний стабилизатор, сталь, всё подобно Model S. Сам стабилизатор произведён в Мексике, а его стойки в Корее, компанией CTR.



Задняя стойка теперь не соосна с пружиной, как в Model S, а разнесена с ней. Материал корпуса сталь, опоры алюминий. Поставщик амортизаторов и пружин сменился с немецкого Bilstein в Model S на какую-то иную компанию. Судя по маркировке амортизаторы и пружины произведены в Мексике, а опора в Корее.



Задние пружины. Пневмоподушек вместо них как в Model S здесь не бывает.



Задний стабилизатор, сталь, всё подобно Model S. Сам стабилизатор произведён в Мексике, а его стойки в Корее, всё той же компанией CTR.



Электрорейка, корпус алюминий. Всё аналогично Model S. Произведена она в США.

[Touring*]

Главный тормозной цилиндр c электромеханическим усилителем от немецкой Bosch называется iBooster, и подобен модулю, применённому в Model S. Произведён в Мексике.




Блок АБС от Bosch, всё также похоже на Model S.



Передние тормозные суппорты, корпус алюминий, от итальянской Brembo, всё близко к Model S.





Задние тормозные суппорты, корпус алюминий, от корейской Mando. Блок электромеханического стояночного тормоза произведён в США.

[Touring*]

Что изменилось в ключевых для электромобиля узлах?

Задний тяговый мотор, инвертор и редуктор как и прежде в едином блоке, с алюминиевым корпусом, технологичность его изготовления по отношению к первым версиям Model S заметна возросла.

Изменения по отношению к Model S: тяговый электромотор изменён с асинхронного на синхронный тип, и получил выделенную линию охлаждения, независимую от блока инвертора, с теплообменником жидкость-масло. Коммутационный модуль двигателя из выделенного стал интегрированным в электронный блок, размещённый на тяговой батарее. Попутно уменьшилась длина высоковольтного кабеля, идущего от тяговой батареи.





Полуоси аналогичны применённым в Model S.



Тяговая батарея с реальной ёмкостью 85 kW-h, номинальное напряжение 350 V. Её вес снизился до 478 кг, с 540 кг на Model S. Корпус батареи алюминий.

Изменения по отношению к Model S: батарея теперь содержит четыре модуля во всю её длину (два длинных, и два более коротких), вместо 16 поперечно расположенных модулей в Model S. Здесь уже 4,416 заказных цилиндрических элементов диаметром 2,1 см и длиной 7 см производства Panasonic, вместо 7,104 типовых элементов диаметром 1,8 см и длиной 6,5 см в батарее Model S. Также изменена конструкция каналов циркуляции охлаждающей жидкости, так как иной тип применённых элементов потребовал более высокой производительности системы нагрева и охлаждения.

Один из модулей, извлечённый из корпуса батареи.




В модули встроена электроника мониторинга температуры и заряда каждого индивидуального элемента, с внешним интерфейсом в виде трёхконтактной последовательной шины I2C.



В Model S модули преобразователя тока, управления зарядкой батареи и электродвигателями, управления охлаждением батареи, а также коммутации реализованы в виде отдельных блоков. В Model 3 они интегрированы в единый блок, размещённый непосредственно на батарее. За счёт этого кроме упрощения конструкции существенно снизилась длина высоковольтной проводки. Сама проводка стала алюминиевой.

От нового единого блока запитываются: электрический компрессор кондиционера (высоковольтная линия), электрически нагреваемый радиатор климатической установки (высоковольтная линия), 12 V AGM батарея на 33 A-h, предназначенной для питания традиционной бортовой электрики (низковольтная линия).






Непосредственно к данному блоку подключается порт зарядки. Коммутирующие высоковольтные кабели собраны в Мексике.



Электрокомпрессор климатической установки. Его поставщик корейская компания Hanon, сделан он также в Корее.




Электрический нагреваемый радиатор климатической установки.



В отличие от Model S расширительный бачок, две жидкостные помпы контура охлаждения, узел, регулирующий потоки охлаждающей жидкости, а также теплообменник между контурами охлаждающей жидкости и климатической установки в Model 3 уже не отдельные блоки. Они интегрированы в единый модуль, названный разработчиками Superbottle. Собран он в Мексике.




Блок климатической установки.



Электровентилятор охлаждения. Его поставщик немецкая компания Mahle-Behr, произведён он в Мексике.



Трапеция дворников. Её поставщик также как и в Model S немецкая компания Bosch.



Модуль контроля электрики передней части авто схож с применяемым в Model S.