Fachartikel
01. April 2014
Heute ist die Firma Tesla in aller Munde: ob als Wunderkind, das der einschlägigen Automobilbranche mit Crash-Test-Traumwerten des aktuellen Modell S das Fürchten lehrt oder als vierrädriges Pendant zu Must-Haves der Apple-Generation.
Der Tesla Roadster wurde gemeinsam mit der Firma AC Propulsion entwickelt und von der englischen Edelschmiede Lotus gebaut. Die zuletzt gebaute Version des gut 1200kg leichten 2-sitzigen Sportwagens wird von einem 225kW leistungsstarken luftgekühlten Drehstrom-Motor angetrieben, dessen 370Nm (400Nmbei der Sportvariante) hohes Drehmoment oberhalb der Hinterachse über ein Eingang-Getriebe auf die Räder gebracht wird. Bei einer Spitzenleistung von 302 PS ist der Fahrer in knapp 4 Sekunden aus dem Stand 100kmh schnell, eine Abriegelung erfolgt zugunsten der durchschnittlichen 300km Reichweite bei einer Geschwindigkeit von 201km/h. Rückwärts wird durch Umpolung des Elektromotors gefahren, begrenzt auf 24km/h.
Bei der Entwicklung des Fahrzeugs stand die elektrische Leistungsfähigkeit im Vordergrund. Daher wurde ein genietetes und mit Kunstharz verklebtes, einteiliges Aluminium–Chassis mit Karosserieteilen aus Karbonfaser kombiniert. Die Räder sind mit Doppelquerlenkern und koaxialen Schraubenfeder-Teleskopdämpfern einzeln aufgehängt. Bei der Sportvariante des Roadsters kann das Fahrwerksverhalten zusätzlich über 10-fach verstellbare Dämpfer und Stabilisatoren justiert werden.
Der unkonventionelle Ansatz Teslas beim Design des Stromspeichers wurde damals von vielen aus der Automobilbranche belächelt. Hier wurden 6831 handelsübliche Lithium-Ionen-Batteriezellen, die auch millionenfach in gleicher Bauform aber mit geringerer Leistungsdichtein Laptops Verwendung finden, eingesetzt. Je 69 parallel geschaltete Zellen wurden zu einem Block verbaut. 69 dieser Blöcke wurden seriell verschaltet, in eine Lage verbaut und mit 10 weiteren Lagen ebenfalls seriell zu einem Fahrzeugaggregat verbunden. Während der Fahrt oder des Ladevorgangs werden die Temperaturwerte der im Aggregat verbauten Sensoren, die die Batteriezellen überwachen, über die Firmware des Fahrzeuges ausgelesen und dementsprechend wird die speziell entwickelte Kühlflüssigkeit im Aggregat gesteuert. Um die erwartete Lebensdauer von sieben Jahren zu erreichen, ist der Roadster standardmäßig mit einer Batterieheizung für Ladevorgänge bei niedrigen Temperaturen bis zu -20 Grad Celsius ausgestattet. Mit einem „Home Connector“ ist die Fahrzeugbatterie bei 240V und 70A in etwa vier Stunden, über eine handelsübliche Kraftstromdose mit 32A in etwa acht Stunden voll geladen.
Die zentrale Steuereinheit im Roadster ist das sogenannte Power Electronics Modul (PEM), das den Stromfluss von außen und innerhalb des Fahrzeugs regelt und je nach Bedarf Gleichstrom aus der Batterie in Wechselstrom für den Antrieb des Elektromotors oder Wechselstrom aus der externen Stromquelle in Gleichstrom zur Speicherung in der Batterie wandelt. Für die Stromerzeugung mittels Energie-Rückgewinnung steuert das PEM den Elektromotor während des Bremsvorgangs in ein rückwärts gerichtetes Drehmoment.
Auch auf einige Komfortfunktionen wie Sitzheizung, elektrische Fensterheber, Tempomat und Klimaanlage mussten Roadster-Fahrer nicht verzichten. Standardmäßig ist ein Fahrerinformationssystem mit Touchscreen verbautet, das Daten wie Drehzahl, aktuellen Verbrauch und Reichweite liefert. Zusätzlich installierten findige Besitzer die Aftermarket-Lösung von OVMS, die Fernabfragen über Mobilgeräte (Apple/Android) ermöglicht. Mittels OBD2-Adapter und GSM-Karte sind so jederzeit Informationen zu Batterieladezustand oder Ladeunterbrechungen, Fahrzeugstandort, Innen- oder Außentemperatur verfügbar. Selbst der Ladevorgang oder die Klimaanlage und das Auf- und Zusperren des Fahrzeugs kann darüber ferngesteuert werden.
Der Roadster ist eines der beliebtesten Elektroautos, wahrscheinlich auch aufgrund der Tatsache, dass er seit 2012 nicht mehr gebaut wird. Doch was bewegte Menschen sich das erste Fahrzeug der Kalifornier zuzulegen, als die Firma noch in den sprichwörtlichen Kinderschuhen steckte?
Manfred Hillinger – Mitbegründer des Tesla Club Austria
Der gebürtige Österreicher und Elektroautofahrer ist jemand, der stets neugierig auf Unbekanntes zugeht. Bevor er sich für eine Sache entscheidet, will er verstehen, was es damit auf sich hat. Seit über zehn Jahren haben er und seine Frau Tamara ein persönliches Interesse an Themen rund um Energieeffizienz und Energieproduktion. Ihr Haus verfügt über eine Pellet-Heizung, eine thermische Solaranlage für Warmwasser und eine Solarstromanlage, die mit einer Leistung von 7kW Peak fast zweihundert Prozent ihres jährlichen Verbrauchs produziert. Das sind ideale Voraussetzungen für ein Elektroauto. Daher legte sich Manfred Hillinger in 2011, knapp drei Jahre nach seiner ersten Testfahrt, einen Tesla Roadster zu. Die Entscheidung fiel zugunsten des kalifornischen Herstellers, da zu dieser Zeit keine attraktive Alternative auf dem Markt zu haben war. Auch hinsichtlich der Ladezeiten war kein vergleichbares Konzept vorhanden. Manfred Hillinger lädt seinen Tesla direkt über die eigene Solaranlage. Seine Begeisterung endet nicht zuhause, er will das einzigartige Fahrerlebnis möglichst vielen Personen vermitteln. Regelmäßig nimmt er daher in seiner Freizeit an Events wie Firmeneröffnungen, Inbetriebnahmen von Energieparks oder Gemeindeveranstaltungen teil und überzeugt mit Probefahrten sogar hartgesottene Rennprofis mit dem sprichwörtlichen Benzin im Blut. Auch bei Rallyes oder Expeditionen mit Elektroautos wie der WAVE Trophy oder der ECOdolomites steht er oft auf dem Siegertreppchen und ist ein gern gesehener Gast. Damit nicht genug. Im Herbst 2012 hat er sich für das Masterstudium „E-Mobility und Energy Management“ an der New Design Universität in St. Pölten entschieden, das er berufsbegleitend absolviert. Neben allgemeinen Grundlagen der Elektro- und Energietechnik werden in der Vertiefungsrichtung E-Mobilität Antriebs- und Regelungstechnik sowie chemische Energiespeicher gelehrt. Seinen Abschluss erhält Manfred Hillinger mit weitern 17 Kommilitonen als erster Jahrgang im Juni 2014.
Kevin Sharpe – Zero Carbon World Inc., Bath, United Kingdom
Kevin Sharpe ist ein Self-Made-Man, der Dinge gern selbst in die Hand nimmt. Nach einem abgebrochenen Studium der Geisteswissenschaften eignete er sich ein umfangreiches Wissen im Elektrotechnik-Bereich an. Neben der Arbeit für große Firmen wie Intel oder Toshiba lötete er abends Dioden auf Leiterplatten. Ein spezielles Produktdesign legte den Grundstein für sein erfolgreiches Unternehmertum – die Mainpine Group. Seither hat Kevin Sharpe alte Technologien wie Telex oder Telefonmodem für teilweise streng geheime Einsatzzwecke, beispielsweise in der Kommunikation unter Schiffen, zu neuem Leben erweckt. Nachdem seine Firmen finanziell im sicheren Hafen gelandet waren, gründete er 2009 eine Wohltätigkeitsorganisation, die Elektromobilität in Verbindung mit lokal gewonnenen erneuerbaren Energien im eigenen Land voranbringt. Kevin Sharpe spendete der Organisation zur Gründung 1.000 Ladestationen und ist als Pate von Zero Carbon World selbst aktiv. Auf Entscheidungen aus der Politik willer nicht warten. Bis heute wurden über 500 Stationen auf Hotel- und Firmenparkplätzen in England installiert, darunter alleine mehr als 70 bei der Hotelkette Best Western, die in den nächsten zwei Jahren alle ihre Residenzen aufrüsten will. Bereits 20% der installierten Ladestationen werden mit erneuerbaren Energien betrieben. Kevin Sharpe sieht man seit 2010 in einem Tesla Roadster fahren, mit dem er bereits knapp 90.000km elektrisch zurückgelegt hat. Auch bei öffentlichen Veranstaltungen steht er gerne für Probefahrten zur Verfügung.
Rafael de Mestre – Chargelocator, Spanien/Deutschland
Rafael de Mestre legte sich Anfang 2011 seinen ersten Tesla zu. Seither hat er mit dem dunkelblauen Roadster weltweit über 107.000km elektrisch zurückgelegt. Der IT-Berater war nicht der erste, der die Welt in einem Elektroauto umrundete, aber in 2012 war de Mestre der erste, der die Welt am schnellsten in einem Elektroauto umrundete. Dafür brauchte er 127 Tage, in denen er 28.282 elektrische Kilometer fuhr. Sein ursprünglich gesetztes Ziel von 80 Tage verfehlte er aufgrund verzögerter Einreisegenehmigungen und eines Unfalls kurz vor der Ziellinie. Eine Wiederholung der Strecke, für die er sich erneut 80 Tage vornimmt, ist bereits für 2016 geplant. In der Zwischenzeit erweitert Rafael de Mestre kontinuierlich den Infoservice Chargelocator, bei dem er 2012 als Geschäftspartner einstieg, mit weltweit verfügbaren Ladestationen. Anfang Januar diesen Jahres begab er sich in einem Tesla Model S auf den „Scandic Circle“ und fuhr in 10 Tagen von Deutschland, Polen,Litauen, Lettland und Estlandüber Finnland nach Russland. Auf dem Rückweg nach Deutschland nahm er Tschechien und Österreich gleich noch mit und legte so insgesamt 5.555km rein elektrisch zurück.
Dieser Artikel wurde auch im Magazin ke-next (verlag moderne industrie – Mediengruppe des Süddeutschen Verlag) veröffentlicht.
