Artikel Pilihan

BICARA TEKNIKAL: BAGAIMANA KERETA ELEKTRIK TESLA BERFUNGSI

Kereta elektrik sebenarnya sudah membuat kemunculan pada tahun 1880an lagi bermula dengan rekaan Thomas Parker di London yang menghasilkan kereta elektrik dengan bateri yang boleh dicas semula. Manakala pencipta Jerman Andreas Flocken turut mencipat kenderaan yang sama diberikan nama Flocken Electrowagon

Namun menjelang 1990an, enjin pembakaran dalam yang menggunakan petrol dan juga diesel mula menjadi lebih baik, lebih cekap dan boleh bergerak lebih jauh menjadikan kereta elektrik semakin ketinggalan. Namun pengenalan teknologi baru seperti bateri lithium ion menjadikan kereta semakin relevan untuk digunakan.

Artikel kali ni akan menerangkan komponen utama kereta elektrik Tesla dan bagaimana kereta elektrik boleh berfungsi.

Motor Induksi

Komponen ini sebenarnya telah diperkenalkan oleh Nikola Tesla iaitu jurutera elektrik yang berbangsa Serbia namun tinggal di Amerika kira-kira 100 tahun yang lepas. Motor induksi memiliki 2 komponen utama iaitu Stator dan Rotor. Rotor merupakan satu bar konduktor elektrik yang disusun secara berlapis dan dipasang di dalam Stator

Stator pula dipasang dengan kuasa elektrik ulang alik AC (Alternate Current) tiga fasa yang bertujuan menghasilkan medan magnet yang wujud secara berputar. Medan magnet yang wujud ini akan memaksa rotor untuk berputar. Berbeza dengan teknologi lama, motor induksi tidak memerlukan magnet kekal dan kelajuan motor boleh dikawal dengan frekuensi arus elektrik ulang alik.

Jadi dengan mengubah frekuensi arus elektrik ulang alik, jurutera boleh mengubah kelajuan motor berputar. Ia senang dikawal dan juga memiliki daya tahan yang tinggi untuk tempoh yang lama. Halaju motor induksi boleh diubah dari 0 hingga 18,000 RPM. Berbanding dengan enjin pembakaran dalam yang hanya boleh menghasilkan tork dan kuasa kuda yang efektif dalam RPM yang tertentu.

Jadi enjin pembakaran dalam memerlukan sistem transmisi untuk mengekstrak kuasa enjin secara efektif. Manakala motor induksi boleh menghasilkan tork dan kuasa kuda yang efektif dalam mana-mana RPM menjadikan ia tidak memerlukan sistem transmisi. Tambahan pula pergerakan piston di dalam silinder adalah secara lurus dan perlu ditukar kepada gerakan berputar yang memerlukan Aci Engkol digunakan pada enjin.

Tambahan pula enjin memerlukan komponen lain seperti flywheel bagi menghasilkan pergerakan yang lebih rata dan lancar berbanding dengan motor induksi. Banyak komponen tambahan pada enjin pembakaran dalam boleh disingkirkan dari komponen motor menjadikan motor induksi lebih ringan, lebih responsif dan nisbah kuasa dengan berat yang lebih baik. Secara kasar motor induksi memiliki berat sekitar 30-40kg sahaja berbanding dengan enjin dengan berat 150-200kg.

Mazda CX30

Motor induksi berupaya menjana kuasa maksima sekitar 270kW (Tesla) manakala bagi enjin 2500cc secara purata ia berupaya menjana kuasa 140kW sahaja.

Inverter

Motor mendapat kuasa daripada bateri Lithium Ion. Namun arus yang dihasilkan oleh bateri ialah arus terus dan perlu ditukar kepada arus ulang alik melalui penggunaan Inverter. Inverter juga bertanggung jawab untuk mengubah frekuensi arus dan seterusnya mengubah halaju motor induksi. Inverter juga digunakan untuk mengubah kekuatan arus yang digunakan bagi mengawal tork yang dihasilkan oleh motor.

Bateri Lithium Ion

Bateri Lithium Ion mula menggantikan bateri dengan teras Nikel Hidrid disebabkan keupayaan Lithium untuk menampung jumlah tenaga yang lebih besar pada saiz yang lebih keci. Bagi kereta Tesla, ia menggunakan bateri sel Lithium yang kecil dipasang secara bersiri dan selari antara satu sama lain.

Salah satu isu keselamatan berkaitan dengan bateri Lithium ialah ia menjana haba yang perlu disingkirkan semasa operasi. Jika anda pernah memandu kereta berkuasa Hibrid dengan bateri Lithium, anda akan perasan terdapat satu lubang penyejukan di bahagian kabin yang akan menyejukkan pek bateri.

Namun Tesla telah meningkatkan kualiti penyejukan dengan memasang cecair penyejuk glicol di antara bateri. Cecair ini akan dihantar pada unit radiator yang dipasang pada bahagian hadapan yang bertindak sebagai heat exchange. Haba ini perlu disingkirkan daripada sel bateri bagi mengurangkan risiko kebakaran, menjadikan bateri lebih efisyen kerana haba yang tinggi menyebabkan berlakunya rintangan dalam bateri serta memanjangkan jangka hayat bateri.

Sel bateri Lithium ini akan disusun dalam 16 pek modul yang mengandungi 7000 sel bateri dan disusun pada bahagian bawah cesi. Berat pek bateri ini menyumbangkan pada kestabilan cesi dengan memberikan pusat graviti yang rendah dan berat yang sekata pada cesi. Pek bateri ini juga menyumbangkan pada ketegaran cesi itu sendiri dan memberikan perlindungan yang baik untuk hentaman sisi.

Gear

Seperti yang dibincangkan di atas, kereta elektrik tidak memerlukan sistem transmisi yang kompleks dan hanya menggunakan sistem gear tunggal sahaja disebabkan keupayaan motor elektrik menghasilkan tork dan kuasa kuda pada mana-mana RPM dengan efektif. Untuk mengundurkan kereta, hanya ubah sahaja pergerakan arus elektrik

Sistem ini juga mengandungi sistem Differential yang bertindak untuk memindahkan kuasa mekanikal daripada motor kepada tayar. Bagi mengawal sistem brek, sistem elektronik dengan bantuan algoritma pintar digunakan bagi mengawal sistem brek secara individu.

Sistem Brek Regeneratif

Salah satu komponen yang ada pada kereta elektrik ialah brek regeneratif dimana sebaik sahaja pemandu melepaskan pedal yang mengawal motor induksi, tenaga kinetik yang dihasilkan oleh kereta elektrik akan digunakan untuk memacu motor induksi dan menukar tenagak kinetik kepada tenaga elektrik. Kereta enjin petrol akan menukar tenaga kinetik ini kepada tenaga haba yang akan dibuang pada persekitaran.

Motor induksi akan bertindak sebagai generator manakala inverter akan mengawal kuasa dan frekuensi motor agar putarannya kurang berbanding dengan putaran tayar. Elektrik akan dijana pada bahagian stator dan disimpan balik ke dalam sistem pek bateri Lithium Ion. Kuasa magnetik yang wujud pada bahagian rotor ini akan membuatkan kereta menjadi perlahan dan pemandu hanya perlu menekan pedal brek untuk berhenti sepenuhnya.

Tesla Model S Varian Plaid

Sebuah model naik taraf Tesla yang dikenali Varian Plaid telah diuji di Litar Nurburgring dan dipandu oleh Thomas Mutsch telah mencatatkan masa 7 minit 23 saat untuk satu pusingan penuh iaitu 19 saat lebih pantas berbanding dengan Porsche Taycan. Berbanding dengan model biasa, varian ini menggunakan sistem 3 motor berbanding dengan 2 motor bagi varian biasa.

Klik video di bawah untuk perbandingan antara Tesla S dengan McLaren 720S

Tags
Google ads
Back to top button