„Der Ludicrous-Modus vom Model S schafft im Test von Motor Trend 0-60 mph in 2.6 Sekunden und die Viertelmeile in 10.9 Sekunden“

Elon Musk, CEO Tesla Motors 2015

Da aktuell nur wenig offizielles Bildmaterial vom Model 3 verfügbar ist, wurde in diesem Abschnitt - dort wo es nötig war - das erfolgreiche Oberklasse-Vorgängermodell "Model S" abgebildet.

Im Gegensatz zu einem klassischen Verbrennerauto ist ein Tesla-Elektrofahrzeug völlig anders aufgebaut. Neben der Illustration des Fahrzeugaufbaus werden auf dieser Unterseite zudem das Akkupack und die Elektromotoren näher beleuchtet.

  1. Aufbau eines Tesla
  2. Der Akku in einem Tesla Elektrofahrzeug
  3. Elektromotor und Antriebsstrang

Aufbau eines Tesla

Bisher waren bei den meisten Automobilen vorne schwere Motoren verbaut, in der Mitte musste bei Heck- und Allradantrieb die Kardanwelle eine Verbindung zwischen Motor und Antrieb herstellen und hinten schwappte fröhlich das Benzin hin und her, was für die Fahreigenschaften alles andere als optimal ist.

Bei einem Tesla gibt es keinen großen und schweren Verbrennungsmotor, keinen Tank, keine Abgasanlage und keine Kardanwelle. Stattdessen ist das bis zu 750 kg schwere Akkupack über fast den gesamten Fahrzeugboden verteilt, was einen sehr ausgewogenen und unglaublich tiefen Schwerpunkt ergibt, der sogar unter den Fahrzeugachsen liegt. Dies merkt man deutlich am Fahrverhalten des Fahrzeugs und Tesla hat viel Lob für die positiven Eigenschaften, wie etwa der Kurvenstabilität, eingeheimst.

Tesla Model 3 - Aufbau mit Akku und Elektromotor des Tesla Model S

Karosserie, Fahrwerk und Akkupack eines Tesla Model S

Der niedrige Schwerpunkt hat zudem den Vorteil, dass es fast unmöglich ist einen Tesla zum Überschlagen zu bringen. Bei den entsprechenden Tests der amerikanischen NHTSA (National Highway Traffic Safety Administration) mussten die Tester sich neue Methoden einfallen lassen, da mit dem bestehenden Testaufbau der Bolide nicht auf das Dach gelegt werden konnte.

Das und die Tatsache, dass die Motoren an den Fahrzeugachsen sitzen und somit kein schwerer Motor beim Unfall in Richtung Fahrgastzelle geschoben wird, hat maßgeblich zu der herausragenden Bewertung des Model S, des Model X und auch des Model 3 beim NHTSA-Sicherheitstest beigetragen. Alle drei erhielten in jeder der untersuchten Kategorien Bestnoten, die bisher kein anderes Fahrzeug erreicht hat.

Der Akku in einem Tesla Elektrofahrzeug

Das Akkupack von Tesla Motors mit einer Kapazität von 85 Kilowattstunden besteht aus ca. 7000 Einzellzellen der Größe 18650 (Durchmesser 18 mm, Höhe 65 mm). Die größten Herausforderungen bei der Entwicklung waren die Kühlung, das Akkumanagement sowie der Schutz gegen äußere Einwirkungen bei Unfällen, der durch eine Titanplatte unter dem Akkupack realisiert wurde.

Tesla Model 3 - Aufbau des Akkupack beim Model S

Das geöffnete Akkupack eines Tesla Model S

Als in der Anfangszeit des Unternehmens die Tesla-Ingenieure die ersten Versuche zur Sicherheit der Akkupacks durchführten, taten sie das in der Firmenhalle und lösten so manche unschöne Explosion und ansehnliche Feuerspiele aus. Irgendwann setzte dann die Vernunft ein und man verlagerte die Experimente auf ein Sprengstoff-Testgelände der Feuerwehr. Durch die vielen Tests gewann man wertvolle Informationen zur optimalen Anordnung der Zellen und konnte das Sicherheitslevel so hoch schrauben, dass ein Brand bei einem Elektrofahrzeug mittlerweile um mindestens den Faktor 10 unwahrscheinlicher ist als bei einem benzinbetriebenen Verbrennerauto. Zudem verhält sich ein Akku im Brandfall wesentlich gutmütiger, bisher konnte in allen bekannten Fällen bei Tesla-Modellen problemlos das Fahrzeug an den Fahrbahnrand gefahren und sämtliches Gepäck ausgeladen werden.

In der Nahansicht sieht man gut die Standardgröße der Panasonic 18650er Lithium-Ionen-Zellen, die allerdings von der Zellchemie her auf die Nutzung in Elektrofahrzeugen optimiert sind, also nicht wie oft behauptet 1:1 den Consumer-Zellen entsprechen:

Tesla Model 3 - Aufbau Akkupack Detailansicht vom Model S

Sicht auf die einzelnen 18650er Zellen eines Tesla Akkupacks

Bei den zukünftig in der Gigafactory produzierten Zellen für das Tesla Model 3 wird eine Größe von wahrscheinlich 26650 gewählt, da diese sich ähnlich zusammmenschalten lassen wie die 18650er Akkus, aber eine höhere Kapazität mit nur halb so vielen Zellen ermöglichen.

Elektromotor und Antriebsstrang

Der Antrieb der Tesla-Fahrzeuge liegt sehr kompakt zwischen den beiden Rädern und verbindet in einer Einheit den Elektromotor, das Getriebe (Einganggetriebe mit starrem Gang und Übersetzungsverhältnis 9,73:1) und den Wechselrichter, siehe in der Mitte vom Bild von links nach rechts angeordnet:

Tesla Model 3 - Antrieb bzw. Drive Unit vom Model S

Antriebsstrang (Drive Unit) der Tesla-Plattform

Tesla hat in der Anfangszeit viel mit Zweigang-Getrieben experimentiert, was Vorteile beim Beschleunigen von 100-200 km/h gehabt hätte. Aber nachdem keiner der bekannten Hersteller in der Lage war ein entsprechend robustes und langlebiges Getriebe zu liefern, hat man sich für das Einganggetriebe mit starrem Gang entschieden.

Aktuell existieren die folgenden Leistungsvarianten des Elektromotors (Maximale Nettoleistung in kW):

Die mit dem Buchstaben "D" (Dualmotor) gekennzeichneten Modelle haben Allradantrieb und an beiden Fahrzeugachsen einen Elektromotor verbaut:

Tesla Model 3 - Allradantrieb bzw. Dual Motor beim Model S

Position der Elektromotoren im Tesla Model S mit Allradantrieb

Je nach der verbauten Elektrik (Wandler, Sicherung etc.) kann aus diesen Motoren mehr oder weniger an Leistung abgerufen werden, außerdem können die Parameter per Software von Tesla konfiguriert werden.

Die Allradvariante des Tesla Model S P100D mit der Ludicrous-Option beschleunigt in 2,7 Sekunden von 0 auf 100 km/h und in weiteren 8 Sekunden, ohne die von Schaltvorgängen gewohnten Ruckler, bis auf 200 km/h. Das sind für eine 2,5 Tonnen schwere Familien-Limousine fantastische Werte, die mit einem Verbrennungsmotor nur mit irrsinnigem Aufwand und eingeschränkter Praxistauglichkeit erreichbar wären.

Aufgrund der starren Übersetzung und des hohen Drehmoments wird bis 100 km/h fast linear mit ca. 10,288 m/s² beschleunigt, was sogar den freien Fall übertrifft (9,81 m/s²). Ein Tesla Model S P100D beschleunigt also auf der Straße in kürzerer Zeit auf eine Geschwindigkeit von 100 km/h, als wenn man es aus einem Flugzeug werfen würde.

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