TESLA MODEL S: A FONDO

Publicado en Mecanica

TESLA MODEL S: A FONDO

Muy buenas a todos. Hace un tiempo publicamos un artículo haciendo una comparación entre el nuevo Tesla Model S con el resto de coches del parque automovilístico de características y prestaciones similares.

Hoy, os presentamos un análisis a fondo de este revolucionario vehículo.

Una visión general

El eléctrico puro Tesla Model S es el sedán más rápido jamás construido en los Estados Unidos, con un 0 a 100 km/h de 3.9 segundos, aceleración idéntica al deportivo de la misma marca Tesla Roadster.

Hasta ahí todo bien, dado que ya sabemos que gracias a las excelentes propiedades de los accionamientos eléctricos podemos lograr un par máximo y constante partiendo de 0 rpm.

La parte innovadora en este caso es algo que se ha echado en falta desde siempre en el vehículo eléctrico: la autonomía. Según datos de la marca este modelo puede cubrir una distancia de 265 millas, equivalente a unos 426 km. Esto lo consigue gracias a su sistema de baterías, sobre el que hablaremos más adelante.

Para ir abriendo boca, os presento los datos técnicos más relevantes:

Datos técnicos

  • Tren de potencia: Una disposición con refrigeración líquida que incluye batería, motor eléctrico, inversor y caja de cambios.
  • Batería: Batería de ion litio de 40kWh de energía controlada por microprocesador.
  • Motor eléctrico: Motor de inducción trifásico de 4 polos, con rotor de cobre.
  • Inversor: Inversor con control de frecuencia variable y sistema de frenado regenerativo.
  • Transmisión: Marcha de única velocidad con un radio de reducción de 9.73:1.
  • Largo: 4.978 m.
  • Alto: 1.435 m.
  • Ancho: 1.964 m.
  • Peso del coche: 2180 kg.
  • Distribución de pesos: 48/52.
  • Aceleración: 0-100 km/h en 3.9 s.

Al Model S lo empuja un motor eléctrico capaz de girar a 16000 rpm, entregando una potencia máxima de 421 CV 5000 rpm, y 600 Nm de par instantáneo desde parado.

Pero ¿Por qué pesa tanto? ¿De dónde viene esa autonomía? Ambas preguntas se responden echando un vistazo al sistema de baterías.

Sistema de baterías

 

La batería está formada por una asociación de unas 7000 celdas de ion litio, todas ellas dispuestas a lo largo de la parte inferior del coche, lo que resulta en una enorme capacidad de almacenamiento de energía de 40 kWh.

Según dice el director de Tesla Motors:

En otros coches eléctricos, la batería es algo que se atornilla en un coche ya existente. En el Model S, todo el sistema está fusionado.

Eso sí, también añade un peso adicional de 455 kg. Esto es así por el elevado peso de las baterías de litio cuando es necesaria una cantidad importante de entrega y almacenamiento de energía.

Este sobrepeso, como es natural, penaliza su comportamiento en curvas frente a sus competidores más directos, sedanes de lujo como el BMW M5 o el Mercedes clase E, si bien es cierto que el repaso de pesos casi 50-50 mitiga esta carencia desde el punto de vista de una conducción dentro de los límites legales.

Además, como todos sabemos las baterías tienen un tiempo de vida limitado de varios años tras el cual no rinde lo mismo que al principio (6, 7, 10 dependiendo mucho del tipo de batería y de cada una en particular).

Al ser en los eléctricos convencionales una parte más, y en el Model S ir todo fusionado, es de esperar que el precio por cambio de batería sea exorbitado.

Sin embargo, también hay una jugosa parte buena y es que la compañía Tesla permite la carga gratuita e ilimitada de sus vehículos en su red de estaciones de carga. Traducido al castellano, si vives cerca de una de estas estaciones, conduces gratis.

Para terminar con las baterías, hay varios modelos a elegir en cuanto a tamaño, capacidad y ciclos de carga que variarán el precio del coche final, desde 49900$ a 97900$.

Frenado regenerativo

Otro gran responsable del ahorro de energía eléctrica y ampliación de la autonomía de la batería es el sistema de frenado regenerativo.

Algunos habréis oído hablar de él como el KERS (kinetic energy recovery system), tan utilizado en la fórmula 1.

Básicamente lo que se consigue con este sistema es utilizar los puntos en los que necesitamos reducir la velocidad del coche para transferir la energía producida en el frenado a las baterías, para cargarlas.

A grandes rasgos, cuando tenemos delante una curva y queremos frenar, lo que hacemos en el Model S es levantar el pie del acelerador, momento en el que entra en juego el frenado regenerativo. El motor eléctrico pasa de funcionar como motor a hacerlo como generador eléctrico (gracias a esta característica propia de las máquinas eléctricas), utilizando la velocidad de giro en el eje para generar energía eléctrica, que irá directa a parar a las baterías.

Podemos verlo mejor con la siguiente imagen:

Al convertir la energía mecánica en el eje a energía eléctrica a almacenar en las baterías se consigue una reducción de la velocidad del coche.

Esto da lugar a lo que llama la compañía "conducción de un solo pie".

Es decir, durante una conducción normal utilizaremos sólo el pedal del acelerador. Para aumentar la velocidad o mantenerla, se pisará el acelerador, y cuando queramos "frenar" se levantará el pie del acelerador, dejando el pedal de freno para situaciones en que no sea suficiente el frenado regenerativo.

Conviene observar que cuando se levanta el pie del acelerador, se encienden las luces de freno del vehículo.

Otra cosa a tener en cuenta es que, como todos sabemos, no es conveniente por motivos de seguridad pisar el freno mientras estamos tomando una curva. Esto es menos intuitivo en el Model S, donde levantar el pie del acelerador en medio de una curva equivale a "frenar" en ella, cosa que hay que saber.

 

Suspensión

 

El coche utiliza una suspensión de aire, que si bien no es la más barata, posee propiedades únicas.

Con una suspensión de muelle podrían necesitarse diferentes resortes físicos, mientras que con la suspensión de aire, todo se ajusta dinámicamente.

La suspensión de aire permite calibrar la suspensión al cambiar la altura del vehículo con la velocidad, y ofrece una nivelación automática del tren delantero y trasero dependiendo de la carga. Aunque se le llama suspensión neumática activa, no cambia de forma continua de una curva a otra.

Aerodinámica

Otro de los motivos por el cual el Tesla Model S tiene tanta autonomía es por su gran comportamiento aerodinámico, en el que hasta los tiradores de las puertas están "incrustados" en el chasis para no perturbar el flujo de aire.

 

Estos esfuerzos en la aerodinámica resultan en un coeficiente aerodinámico de 0.24.

Habitáculo interior y maletero

También hay novedades en este aspecto respecto a otras marcas.

Todo el vehículo está controlado hasta el más mínimo detalle por un ordenador de abordo del tamaño de una tablet conun sistema operativo propio de la marca desarrollado en Silicon Valley.

En cuando al maletero, como curiosidad que aparte del maletero trasero de toda la vida tenemos uno en la parte delantera del capó (debido a la ausencia, lógicamente, de motor de combustión).

 

También tenemos la disponibilidad de 2 plazas extras en la parte trasera, lo que resulta en un coche de 5+2 plazas, que pueden ser utilizadas por niños pequeños.

 

Como otro dato curioso, se gana un espacio adicional en las plazas traseras que antes era ocupado por el eje de transmisión en los coches con motor gasolina o diesel.

 

Conclusión e impresiones generales

De todos es sabido que el coche eléctrico es el futuro, aunque el presente sigue siendo de los coches con motor de combustión interna.

Algunos dirán que por muy eléctrico que sea, la energía se tiene que generar igualmente. Esto es cierto, pero más cierto es que mientras un motor diesel o gasolina tiene un rendimiento de un 40% aproximadamente (el 60% se pierde principalmente en calor inútil), los motores eléctricos presentan rendimientos del orden del 98%, por lo que el ahorro en energía es considerable.

Otra ventaja del coche eléctrico es que por sí mismos no emiten CO2 ni otros gases nocivos y cancerígenos para las personas, cuyos efectos pueden ser alarmantes en las grandes ciudades (véase por ejemplo la famosa "boina" de contaminación de la ciudad de Madrid, no digamos ya en ciudades más grandes como sería Nueva York).

Este vehículo presenta una opción muy viable para los interesados en cuidar un poco el medio ambiente a un precio muy razonable en comparación con los sedanes de lujo, que son sus competidores directos.

Es cierto que es una tecnología que aún no está madura y al ser el primero puedes "pagar la novatada", por ejemplo la necesidad de llevar el coche a la casa oficial en caso de revisiones, fallos y demás, dado el desconocimiento que pueden tener aún los mecánicos de los pequeños talleres.

Sin embargo, como hemos visto la marca Tesla ofrece bonificaciones a estos "pioneros" que confían en ellos y compran su coche, siendo la más importante la que hemos visto, recargar gratis las baterías en sus estaciones de servicio, conducir gratis.

Sin más me despido, espero que os haya sido de interés y os dejo un video del Model S "fundiendo" en aceleración al M5, :P.

 https://www.youtube.com/watch?v=vvHTN0Yi1t4