Durch das Design einer unter dem Boden platzierten Slim-Line-Batterie und der Kombination von Motor und Leistungselektronik in einem kompakten Modul zwischen den Hinterrädern, entwickelte das Tesla-Konstruktionsteam ein Fahrzeug, in dem die bewährten Tesla Komponenten für den Antrieb vollständig integriert sind. Die innovative Integration ist der Schlüssel zur Nutzung der Vorteile eines Elektrofahrzeugs und schafft neue Möglichkeiten bezüglich Sicherheit und Leistung bei gleichzeitiger Maximierung des Innenraums.
Das Ergebnis der „Hochzeit“ der Batterie mit seiner eigenständigen leichten High-Performance-Struktur mit der hochmodernen Karosserie ist eine Plattform von unübertroffener Integrität. Die Tesla Vehicle-Plattform ermöglicht Effizienz, Sicherheit und Design, die in einer Architektur rund um den Verbrennungsmotor nicht konzipierbar sind.
VORBEREITUNG DER PRODUKTION
Das auf der North American International Auto Show 2011 vorgestellte erweiterte Display präsentiert das Model S in der Alpha-Phase und macht die Fahrzeugingenieurskunst von Tesla deutlich.
Vor dem Beginn der Fertigung des Model S werden Eigenschaften wie Aerodynamik, Stabilität und Handling, Crash-Sicherheit, Leistung und Reichweite gründlich getestet, sowohl in Computersimulationen als auch anhand von Prototypen. Tesla schließt zwei Fahrzeug-Testphasen ab: Alpha und Beta. Die Alpha-Phase begann im Jahr 2010, und diese hat bereits die Vorhersagen der akribischen Computersimulationen übertroffen.
Qualität ist eine Philosophie, und diese wurde bereits von Anfang an in das Produkt konzipiert. Computersimulationen unterstützen die Entwicklung eines qualitativ hochwertigen Produktes mit modularen Komponenten, und eine integrierte Qualitätsfertigung wird durch die Fließbandfertigung mit 20.000 Einheiten pro Jahr unterstützt.
EIN PRACHTSTÜCK IN BEWEGUNG
Das stromlinienförmige Model S ist ein Produkt beispielloser Zusammenarbeit von Aerodynamikern und Designern. Jeder Millimeter der Karosserie wurde anhand von Computersimulationen und Tests im Windkanal untersucht, wodurch diese unvergleichliche aerodynamische Qualitäten aufweist.
Die vollkommen flache Batterie bietet einen idealen Ausgangspunkt für den wichtigen Luftstrom unter dem Fahrzeug und wird durch einen flachen Frontunterzug und Heckdiffusor ergänzt. Das Ergebnis ist aerodynamische Perfektion, die sonst nur von Spitzenklassen-Rennwagen erreicht wird. Spielereien, wie die bei anderen Fahrzeugen verwendeten Wirbelgeneratoren und Spoiler zur Korrektur eines ineffizienten Designs, sind beim Model S unnötig.
Die Luft strömt gleichmäßig rund um das Model S und steigert Effizienz und Reichweite. Tests im Windkanal haben einen hervorragenden cw-Wert ausgewiesen, wie bereits durch Computersimulationen von Tesla prognostiziert.
NICHT NUR FÜR DIE FAHRT
Zur Realisierung der Vorteile des elektrischen Antriebs verwendet Tesla einen ganzheitlichen Ansatz für die Fahrzeugarchitektur - dicht gepackte Komponenten im gesamten Fahrzeug. Das Batteriepaket verstärkt diesen Ansatz: Neben dem Schutz der enthaltenen Zellen erfüllt das Batteriepaket viele weitere Aufgaben.
Durch die Kombination mit der Karosseriestruktur trägt der Satz zur Gesamt-Torsionssteifigkeit bei und bietet ein unvergleichliches Verhältnis von Steifigkeit zu Gewicht bei Serienfahrzeugen. Die Integration des Batteriepaketes steigert die Festigkeit der Fahrgastzelle und verleiht dem Model S eine überlegene Sicherheit. Das Paket verbessert die Unterboden- und Radhaus-Aerodynamik und senkt den Schwerpunkt für eine bessere Handhabung.
Die Platzierung der Batterie unter dem Boden ermöglicht ebenfalls eine schnelle Austauschbarkeit. Das System wurde für eine Ladung in 45 Minuten konzipiert. Das Model S wird in drei Reichweitenoptionen lieferbar sein: 255, 370 und 480 km.
KONTINUIERLICHE INNOVATION
Tesla hat seine Erfahrungen aus der bewährten straßenerprobten Technologie des Roadsters in das Model S einfließen lassen. Die Komponenten für den Antrieb besteht aus Akkusatz, Motor, Ein-Gang-Getriebe, Umrichter und der Steuer-Software. Das System profitiert vom innovativen Flüssigkeitstemperatur-Management.
Der Wirkungsgrad des Tesla-Motor ist fast dreimal so hoch wie ein Verbrennungsmotor und ermöglicht dem Model S die Beschleunigung von 0 bis 96 km/h in weniger als sechs Sekunden.
Nach der Montage des Motors und der Leistungselektronik sind diese fest in das Heckrahmenmodul integriert. Innovationen im strukturellen Aufbau führen zu mehr Platz in der Fahrgastzelle sowie und zu einem niedrigeren Schwerpunkt, als dies bei Verbrennungsfahrzeugen möglich ist.
WEITERE VORTEILE VON STROM
Als das Tesla Design-Team fragte "Wie nutzen wir den Raum, wo normalerweise der Verbrennungsmotor sitzt?", war die Antwort „Mit einem zweiten Kofferraum“. Mit dem in der Hinterachse integrierten Motor bietet das Model S etwa doppelt so viel Kofferraumplatz wie andere Fahrzeuge seiner Klasse. Der Raum des hinteren Kofferraums bietet ausreichend Platz für nach hinten gerichtete Kindersitze. Endlich ist Schluss mit Raumbegrenzungsfaktoren wie Kraftstofftank, Katalysator, Abgasanlage und Motor.
ELEGANTE INTEGRATION
Das Model S bietet dem Fahrer eine hervorragende Fahrqualität bei präziser Handhabung. Die von Tesla entworfenen fortschrittlichen Federungssysteme wurden konzipiert, um mit der steifen und leichten Tesla-Plattform zu harmonieren.
Die Lenkachsen-Vorderradaufhängung mit Doppel-Querlenker sowie die Mehrlenker-Hinterachse sind beides Konstruktionen mit hohem Aluminiumanteil, die den Kontakt der Reifen mit der Straße optimieren. Ein Verbrennungsmotor erfordert eine Zahnstange unter dem Auto, was ein Taubheitsgefühl bei der Lenkung zur Folge hat. Nicht so bei dem Model S: die in einer starren Struktur montierte, programmierbare elektrische Servolenkung optimiert das Feedback der Straße an den Fahrer. Das Batteriepaket verleiht dem Model S einen außergewöhnlich niedrigen Schwerpunkt, wodurch die Stabilität verbessert und das Corner-Roll minimiert wird.
Beide Aufhängungen sind modulare Baugruppen. Das hintere Modul umfasst nicht nur den Hilfsrahmen und die Aufhängung, sondern auch den Motor, das Getriebe, die Leistungselektronik und die Antriebswellen. Die vollständige Baugruppe, ein Beispiel für die Fähigkeit von Tesla zum kompakten und effizienten Baugruppen-Design, können am Fließband als ein Modul installiert werden.
BESESSEN VON EFFIZIENZ, DER SICHERHEIT VERPFLICHTET
Bei der Konstruktion des Model S konzentrierte sich Tesla auf drei Grundsätze zur Steigerung der Effizienz: verbesserte Aerodynamik, Reduzierung des Gewichts und Verringerung des Rollwiderstandes. Gewichtsersparnis lässt Aluminium zu einer natürlichen Wahl für die Karosserie- und die Akkusatzstruktur werden. Strangpress-, Stanz- und Gussteile wurden für eine außergewöhnliche Steifigkeit und Festigkeit kombiniert.
Karosserie- und Batteriepaketstruktur wirken zusammen, um einen effizienten Gesamtnutzen zu erbringen. Im Falle einer Kollision schützt der stabile Rahmen als Knautschzone, die die Energie eines Aufpralls abschwächt und absorbiert, die Insassen. Die Frontpartie des Models S kann ohne die Nachteile eines Verbrennungsmotors für eine maximale Crash-Sicherheit optimiert werden. Das Model S wurde mit der Absicht konstruiert, bis 2012 Fünf-Sterne-NHTSA-Sicherheitsbewertungen zu erreichen.
