Der Tesla Roadster

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


Tesla Roadster (Darkstar)
Produktionszeitraum: 2008–2012[1]
Klasse: Sportwagen
Karosserieversionen: Roadster
Motoren: Elektromotor:
215–225 kW[2]
Länge: 3.946 mm
Breite: 1.873 mm
Höhe: 1.127 mm
Radstand: 2.352 mm
Leergewicht: ca. 1.220 kg
Vorgängermodell: keines
Nachfolgemodell: keines

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

Antrieb

Der zweisitzige Sportwagen wird von einem 215 kW (292 PS) starken Elektromotor im Heck angetrieben. Das maximale Drehmoment von 370 Nm (400 Nm bei Sport-Variante)[3] liegt bei Drehzahlen von 0–5.400/min an. Das ursprünglich geplante Hinterachsen-Zweiganggetriebe wurde verworfen, da die Prototypen den Anforderungen an die Langlebigkeit des Fahrzeugs nicht genügten. Stattdessen hat die endgültige Serienform ein Getriebe mit nur einem Gang. Alle bis zum Zeitpunkt der Umstellung gefertigten Tesla Roadster erhielten zunächst das zweistufige Vorseriengetriebe, das allerdings im zweiten Gang arretiert ist, um die einwirkenden mechanischen Belastungskräfte zu beschränken. Diese Lösung wurde 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 und die Akkubelastung zu verringern, wird der Roadster zugunsten der Reichweite bei 201 km/h (125 mph) elektronisch abgeregelt.

Fahrwerk und Karosserie

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 übernahm. 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 Energiespeicher besteht aus 6.831 Zellen handelsüblicher Lithium-Ionen-Akkus für Laptops. Die Batterie speichert 56 kWh[4] (ca. 20 % Ladungsverlust, daher werden etwa 70 kWh für eine Aufladung benötigt),[5] die mit einer Spannung von 400 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“[6] und 501 km.[7][8] Durch ein Upgrade zum Roadster 3.0 verfügt das Elektroauto danach über eine Reichweite von bis zu 643 Kilometern.[9]

Die hohe Reichweite trotz nur 56 Kilowattstunden Energiegehalt – was dem Heizwert von gut 6 Litern Benzin entspricht – ist möglich, weil Elektromotoren einen höheren Wirkungsgrad haben als Verbrennungsmotoren, welche die chemisch gebundene Energie des Treibstoffes zum großen Teil (ca. 75 %) als Wärme abgeben, statt sie in Bewegung umzusetzen (25 % Wirkungsgrad bei Verbrennungsmotoren,[10] >94 % bei Elektromotoren). Außerdem wirkt der Elektromotor beim Bremsen als Generator und kann so einen Teil der aufgewendeten Beschleunigungsenergie zurückgewinnen. Dies spart besonders bei Stadtfahrten Energie.

Das Ladegerät des Roadsters kann nur einphasig laden. Die Ladedauer beträgt an einem Tesla High Power Wall Connector (HPC) mit 70 A vier Stunden, an einer in Deutschland gebräuchlichen dreiphasigen CEE-Steckdose mit 32 Ampere etwa acht Stunden, wobei hierbei auch nur eine Phase genutzt wird. Steht lediglich eine 230-V-16-A-Schukosteckdose zur Verfügung, die nur mit 10 A dauerbelastet werden darf, benötigt ein vollständiger Ladezyklus etwa 24 Stunden.[11]

Am 26. Dezember 2014 gab Tesla bekannt, dass es ein Upgradekit für den Roadster geben wird. Der Autohersteller nennt den modifizierten Stromer dann Roadster 3.0; ein Teil der Optimierung besteht darin, dass die Batterie 70 kWh groß sein wird.[9]
Lebensdauer und Zyklenfestigkeit

Plug in America hat unter Fahrern des Tesla Roadster eine Umfrage bezüglich der Lebensdauer der verwendeten Akkus durchgeführt. Dabei ergab sich, dass die Akkus nach 100.000 Meilen (ca. 160.000 km) noch eine Kapazität von 80 bis 85 Prozent hatten. Dies war unabhängig davon, in welcher Klimazone das Fahrzeug bewegt wurde.[12][13]

Energieumsatz

Der Energiebedarf beträgt im Durchschnitt 12,7 kWh/100 km,[14] bezogen auf den Energiegehalt von Motorenbenzin entspricht dies 1,49 Liter auf 100 km. Das Fahrzeug selbst ist abgasfrei, CO2 und andere Schadstoffe können jedoch bei der Elektrizitätserzeugung freigesetzt werden, abhängig von der Art der Stromgewinnung. Bei der Erzeugung des derzeitigen Strommixes in Deutschland würden mit einem Primärenergiefaktor von 2,6 (Stand 2009)[15] etwa 33 kWh Primärenergie benötigt, was etwa 3,3 Litern Heizöl (HEL) oder Diesel entspricht.

Die Internetseite des Herstellers gibt 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, wurde 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 100.000 km und ein Jahr später sogar ein weiterer 200.000 km Fahrleistung, was als Indiz für eine ausreichende Akku-Haltbarkeit angesehen wird.[16][17]

Siehe dazu Lebensdauer und Zyklenfestigkeit.
Kosten und Produktion

Der Preis für die Basisausstattung des Wagens betrug 109.000 US-Dollar. Ein vollständiges Laden des Akkublocks (für ca. 350 km Reichweite) kostete nach US-amerikanischen Preisen 2008 etwa zwei bis drei US-Dollar.[18]

Am Anfang sollten im Lotus-Werk Hethel in Großbritannien 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 worden ist, ist er seit Mai 2009 auch in Europa erhältlich gewesen. 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.[19] Das zuletzt produzierte Modell 2.5 weist gegenüber den ersten Modellen kleinere Anpassungen auf.[20]

Ende des Jahres 2012 wurde die Produktion des Roadsters eingestellt und die Produktion des Tesla Model S gestartet.

Siehe auch

Liste von Elektroautos in Serienproduktion


Quelle