Tesla Roadster

Tesla Motors
Tesla Roadster (Darkstar)
Hersteller:	Tesla Motors
Produktionszeitraum:	seit 2008
Klasse:	Sportwagen, Elektrofahrzeug
Karosserieversionen:	Roadster
Motoren:	4-Pol-3-Phasen-Asynchronmaschine, 225 kW[1]
Länge:	3946 mm
Breite:	1873 mm
Höhe:	1127 mm
Radstand:	2352 mm
Leergewicht:	ca. 1220 kg
Vorgängermodell:	keines
Nachfolgemodell:	keines

Der Tesla Roadster ist ein vollständig elektrisch betriebener, zweisitziger Sportwagen. Er ist das erste Serienfahrzeug von Tesla Motors.

Am 24. Juli 2006 stellte Tesla Motors den Roadster in einer geschlossenen Veranstaltung auf dem Santa Monica Airport vor. Die Kleinserienproduktion begann nach mehreren Verzögerungen am 17. März 2008.

Antrieb

Der zweisitzige Sportwagen wird von einem 215 kW (288 PS) starken Elektromotor im Heck angetrieben. Das maximale Drehmoment von 370 Nm (400 Nm bei Sport Variante)^[2] liegt bei Drehzahlen von 0–5400/min an. Das ursprünglich geplante Hinterachsen-Zweiganggetriebe wurde verworfen, da die Prototypen den Anforderungen an die Langlebigkeit des Fahrzeugs nicht genügten. Stattdessen wird die endgültige Serienform ein Getriebe mit nur einem Gang haben. Alle bis zum Zeitpunkt der Umstellung gefertigten Tesla Roadster erhalten zunächst das zweistufige Vorseriengetriebe, das allerdings im zweiten Gang arretiert ist, um die einwirkenden mechanischen Belastungskräfte zu beschränken. Diese Lösung wird im Rahmen der Herstellergarantie bei allen so ausgelieferten Fahrzeugen später gegen das Einganggetriebe ersetzt.

Mit dem endgültigen Getriebe erreicht das Fahrzeug in etwa 3,7 Sekunden 100 km/h, die früher ausgelieferten Modelle brauchen dafür noch 5,7 Sekunden. Um die Getriebemechanik zu schonen, wird der Roadster bei 201 km/h (125 mph) elektronisch abgeregelt.

Fahrwerk und Karosserie

Heckansicht des Roadsters

Der Roadster wurde zusammen mit AC Propulsion und Lotus entwickelt. Unverkennbar trägt die Karosserie die Design-Handschrift des britischen Sportwagenherstellers Lotus, dessen Werk in Hethel auch die Serienfertigung übernommen hat. Orientierungspunkt war der Lotus Elise, von dem viele Bauteile übernommen wurden. Beide Fahrzeuge nutzen den gleichen Aluminiumrahmen, den der dänische Lotus-Zulieferer Hydro Aluminium entwickelte. Der Rahmen wiegt lediglich 65 kg und ist nicht geschweißt, sondern verklebt und verschraubt. Dieser Rahmen kam ebenfalls beim Opel Speedster zum Einsatz. Die Karosserie ist aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff gefertigt.

Der fertig montierte Wagen wiegt etwa 1240 kg, ist 3,94 m lang und 1,87 m breit.

Neben dem Stoffverdeck ist die Montage eines Hardtops vorgesehen.

Energiespeicher

Der Akku-Raum des Roadsters

Der Energiespeicher besteht aus 6831 Zellen handelsüblicher Lithium-Ionen-Akkus für Laptops. Die Batterie speichert 56 kWh^[3] (ca. 20 % gehen beim Laden verloren, daher werden etwa 70 kWh für eine Aufladung benötigt)^[4], die mit einer Spannung von 375 Volt an den Motor abgegeben werden. Bei den Lithium-Ionen-Akku-Zellen handelt es sich um den Typ 18650, der jährlich in mehreren Millionen Exemplaren hergestellt wird. Die gesamte Batterie setzt sich zusammen aus elf in Serie geschalteten Platten, die jeweils neun ebenfalls in Serie geschaltete Blocks enthalten; in jedem Block sind jeweils 69 Zellen parallel miteinander verbunden (11S 9S 69P). Jede Akkuzelle ist 65 mm lang und hat einen Durchmesser von 18 mm. Das gesamte Paket aus 6831 Zellen wiegt etwa 408 kg. Jede Zelle hat zwei Sicherungen, eine an der Anode sowie eine an der Kathode. Der gesamte Batterieblock wird durch eine Mischung aus Wasser und Glykol gekühlt.

Auf Grundlage des amtlichen US-amerikanischen Fahrzyklus verspricht der Hersteller eine Reichweite von 350 km. In der Praxis beobachtete Reichweiten lagen zwischen 200 km „bei strammer Fahrt“^[5] und 501 km.^[6] Die Ladezeit wird mit 3,5 Stunden angegeben. Für 80 % der ursprünglichen Ladekapazität garantiert der Hersteller bis 100.000 Meilen (etwa 161.000 Kilometer) oder sieben Jahre. Ein neuer Akku soll etwa 10.000 Euro kosten.

Die hohe Reichweite trotz nur 56 Kilowattstunden Energiegehalt (was dem Heizwert von gut 6 Litern Benzin entspricht) ist möglich, weil Elektromotoren in Bezug auf den mechanischen Wirkungsgrad effizienter arbeiten als Verbrennungsmotoren, welche die chemische Energie des Treibstoffes zum großen Teil in Wärme anstatt in gewünschte Bewegung umsetzen (zwischen 25% beim Benziner^[7] und über 40% beim Turbodiesel). Außerdem wirkt der Elektromotor beim Bremsen als Generator und kann so einen Teil der aufgebrachten Bewegungsenergie wieder in elektrischen Strom umwandeln. Dies spart besonders bei Stadtfahrten Energie.

Die Ladezeit beträgt mit Drehstromanschluss bei optimalen Bedingungen 1,5 bis 2 Stunden (400 V Drehstrom bei 63 A). Mit einem 32-A-Drehstromanschluss beträgt die Ladezeit etwa drei Stunden, bei 16-A-Anschluss sechs Stunden. Steht lediglich eine 230-V-Wechselstromsteckdose zur Verfügung, kann ein vollständiger Ladezyklus bis zu 20 Stunden dauern.

Energieumsatz

Angekoppelter Ladestecker

Der Energiebedarf beträgt im Durchschnitt 12,7 kWh/100 km^[8], bezogen auf den Energiegehalt von Motorenbenzin entspricht dies 1,49 Liter auf 100 km. Um diese Energie bereitzustellen, würden bei Erzeugung in einem Wärmekraftwerk etwa vier bis acht Liter Heizöl aufgewandt, zur Deckung mit Solarstrom würden für 20.000 km Jahresfahrleistung etwa 25 Quadratmeter Solarzellen benötigt. Das Fahrzeug selbst ist abgasfrei, CO₂ und andere Schadstoffe können jedoch bei der Elektrizitätserzeugung freigesetzt werden, abhängig von der Art der Stromgewinnung.

Im Widerspruch dazu gibt die Internetseite des Herstellers eine Energieeffizienz einschließlich Energiebereitstellung und -erzeugung (Well-To-Wheel = Quelle bis Rad) von 1,14 km/MJ (entsprechend 24,4 kWh/100 km) an. Dies entspricht Fahrzeugen mit einem Verbrauch von etwa 2,2 Litern Benzin oder Diesel oder 1,5 kg Erdgas (H-Gas) pro 100 km Strecke. Dabei wird die Elektroenergiebereitstellung und -erzeugung aus Erdgas mit einem Wirkungsgrad (Well-To-Station = Quelle bis Tankstelle) von 52,5 % angenommen, der Well-to-Station-Wirkungsgrad bei Diesel mit 90,1 %, Benzin mit 81,7 % und Erdgas mit 86 %.

Kritik

Vielfach skeptisch, gerade auch von Vertretern großer Automobilhersteller, wird die versprochene Haltbarkeit des Batterieblocks im Heck zwischen Fahrersitzbank und Motor gesehen, weil Lithium-Ionen-Akkus nach deren Auffassung keine ausreichende Lebensdauer für die Verwendung in einem Kraftfahrzeug aufwiesen. Tesla Motors vertritt aber die Auffassung, dass es extreme Temperaturen seien, die Akkus rasch altern ließen, nämlich Kälte bei Handys und Hitze bei Laptops. Deshalb werde der Akkublock des Tesla Roadster permanent von temperierter Flüssigkeit umspült, die für optimale Temperaturen von 18 bis 25 °C sorgen soll. Im Mai 2011 erreichte ein Fahrer mit seinem Tesla Roadster 100.000km Reichweite, was als Indiz für eine ausreichende Akku-Haltbarkeit angesehen wird. ^[9]

Kosten und Produktion

Der Innenraum des Wagens

Das Cockpit des Roadsters

Der Preis für die Basisausstattung des Wagens beträgt 109.000 US-Dollar. Ein vollständiges Laden des Akkublocks (für ca. 350 km Reichweite) kostet nach US-amerikanischen Preisen etwa zwei bis drei US-Dollar.^[10] Auf deutsche Strompreise übertragen entspricht dies etwa 11 Euro (bei 20 ct/kWh).

Am Anfang sollten im Lotus-Werk Hethel in England 2000 Exemplare pro Jahr gefertigt werden. Der Produktionsstart erfolgte am 17. März 2008. Interessenten konnten sich auf Teslas Webseite gegen eine Anzahlung von 60.000 US-Dollar (50.000 Euro in Europa) auf eine Warteliste setzen lassen.

Nachdem der Roadster zuerst nur in Nordamerika angeboten wurde, ist er seit Mai 2009 auch in Europa erhältlich. Dafür wurde zuerst ein auf 250 Einheiten limitiertes Sondermodell Signature Edition zum Preis von mindestens 117.810 Euro geschaffen. Das europäische Modell sollte einen stärkeren Motor, ein verändertes Getriebe, spezielle Dämpfer und Sonderfelgen haben.^[11] Das aktuelle erhältliche Modell 2.5 weist gegenüber den ersten Modellen kleinere Anpassungen auf.^[12]

Siehe auch

• Liste der Elektroautos

Literatur

• Christian Wüst: Sause mit Starkstrom. In: Der Spiegel. Nr. 21, 2007, S. 136–138 (online).

Weblinks

 Commons: Tesla Roadster – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• www.teslamotors.com – Tesla Motors Internetpräsenz
• Kerstin Kohlenberg: Der Herausforderer. in: Die Zeit. 2007,13 (22.3.)
• Unter Strom: […] Autohersteller Tesla bietet einen Serien-Elektro-Sportwagen an. bei heise online
• Tesla Roadster – grünes Auto im Test – Bericht und technische Daten aus der Zeitschrift Solarmobil Nr. 71, Okt. 2008 (pdf, 983 kB)

Einzelnachweise

1. ↑ Auto, Motor und Sport, Ausgabe 18/2008, S. 64: "Volta Renn", Fahrbericht Tesla Roadster
2. ↑ Roadster: Technische Daten / Leistungsmerkmale Herstellerseite, eingesehen am 17. Sept. 2011
3. ↑ Tesla Motors, Roadster: Innovationen
4. ↑ VDI nachrichten: Sportliches Kraftpaket mit Stromanschluss, 15. August 2008
5. ↑ auto motor und sport.de: Tesla Roadster Sport im Test: Sportwagen mit Elektromotor – Bericht vom 18. Mai 2010
6. ↑ Tesla Motors: Tesla Roadster Travels 313 Miles on a Single Charge, 27. Oktober 2009
7. ↑ Gloor R., Verbrennungsmotoren auf www.energie.ch
8. ↑ www.teslamotors.com – well-to-wheel via Internet Archive, abgerufen am 10. September 2010
9. ↑ http://www.prnewswire.co.uk/cgi/news/release?id=321428
10. ↑ Die Zeit: Der Herausforderer, 22. März 2007
11. ↑ Spiegel Online: Stromschlag für Europa, 30. Juli 2008
12. ↑ ZEITmagazin: Tesla Roadster Sport 2.5, 25. August 2011