Tesla Cybercab: Neue Details zu Batterie, Motor und Produktion
Der YouTube-Kanal Munro Live wurde bereits mehrfach hier empfohlen. In letzter Zeit hat sich der Kanal häufig mit Themen befasst, die nicht unbedingt Elektroautos betreffen. Mit einem Video über den Tesla Cybercab hat das amerikanische Ingenieurbüro jedoch erneut ins Schwarze getroffen. Die Tesla-Ingenieure erklären den Tesla Cybercab – und es geht dabei nicht um Autonomiefunktionen, sondern um die Produktion, die Batterie sowie den Motor.
Lars Moravy, Chefingenieur bei Tesla, Eric Earley, Leiter der Cybertruck-Entwicklung, sowie weitere Experten zeigen sich überraschend offen bezüglich dieser Technologie. Das Video aus der Gigafactory in Texas, wo der Tesla Cybercab hergestellt wird, dauert fast eineinhalb Stunden und ist auf Englisch. Wir haben die interessantesten Erkenntnisse zusammengefasst.
Unboxing-Prozess | Batterie/BMS | Wärmemanagement/Motor
Unboxing-Prozess
Es beginnt mit dem Unboxing-Prozess, also der besonderen Fertigungsweise des Modells, über die Tesla bereits seit längerem spricht. Die Grundidee ist, dass man parallel an den einzelnen Karosserieteilen arbeiten kann, wodurch der Arbeitsablauf verbessert wird. Beispielsweise können Roboter gleichzeitig von allen vier Seiten am vorderen Modul arbeiten. Die Anzahl der Arbeitsplätze soll im Vergleich zum Model Y auf nur 25 gesunken sein.
Das Munro Live-Video über den Tesla Cybercab
Zum Unboxing-Prozess gehört auch das Gigacasting, das bereits in anderen Modellen eingesetzt wird – also die Gießtechnik zur Herstellung außergewöhnlich großer Karosserieteile. Mit dem Cybercab geht Tesla noch einen Schritt weiter: Der Wagen besteht zu einem großen Teil aus Aluminium für den Unterboden des vorderen und hinteren Bereichs. Diese Teile werden in einer einzigen Arbeitsphase hergestellt. Dann gibt es noch den mittleren Bereich mit der Batterie und den Sitzen sowie die Türen, die beim Cybercab als Scherenklapptüren ausgeführt sind – hauptsächlich, weil das, wie im Video gesagt wird, „cool“ ist.
Zur Montage der Sitze verwendet Tesla dieselbe Methode wie beim Cybertruck: Sie werden direkt auf den Batteriekasten geschraubt. Anschließend wird die Batterie von unten in die Karosserie eingesetzt – wodurch später keine mühsame Durchführung durch die Türen notwendig ist.
In dem vorderen Bereich, der mit Komponenten gefüllt ist, befinden sich neben einer kleinen 48-Volt-Batterie und dem Thermomanagementsystem hauptsächlich der Motor – schließlich handelt es sich beim Cybercab um ein Fahrzeug mit Frontantrieb – einschließlich der Inverter. Letzterer soll ohne Demontage des gesamten Autos reparierbar sein. Daher können Elemente wie das Thermomanagementsystem und der Klimakompressor leicht entfernt werden, um von oben auf den Inverter zuzugreifen.
Die beiden Sitze sind direkt auf der Batterie befestigt
Bild von: Munro Live (YouTube)
Eine weitere grundlegende Idee ist die Modularität. Die einzelnen Module werden vor dem Einbau ins Auto getestet. Zudem vermeidet Tesla Hochspannungsleitungen zu vielen Komponenten im vorderen Bereich; stattdessen werden diese über den Inverter verbunden.
Wegen des niedrigen vorderen Kotflügels wurden die Stoßdämpfer nicht vertikal, sondern leicht schräg montiert. Der Cybercab verfügt außerdem über Teslas erstes Brake-by-Wire-System. Dadurch können die Bremsen getrennt voneinander getestet werden. Zudem entfallen hydraulische Leitungen.
Der vordere Bereich mit der direkten Wärmeverwaltung
Bild von: Munro Live (YouTube)
Eine weitere Vereinfachung besteht darin, dass Tesla auf die traditionelle Lackierung verzichtet. Da ein großer Teil der Außenkarosserie aus Kunststoff besteht, werden die Farbpigmente direkt in den Kunststoffmaterial eingearbeitet.
Batterie und BMS (nach etwa 25 Minuten)
Die Energie für den Cybercab stammt bekanntermaßen von einem 48 kWh großen Batteriepaket. Es setzt sich, genauso wie beim Cybertruck und beim Semi, aus 4680-Zylinderröhrenzellen zusammen. Die Batteriekonfiguration ist 88s6p, wie der Batterieexperte Robbie im Video erklärt. Das bedeutet, sie besteht aus sechs parallelen Gruppen von 88 in Reihe geschalteten Zellen. Insgesamt sind es mindestens 528 Zellen.
Die Zellen sind nicht mit Schaum wie in der „strukturellen Batterie“ des Model Y, das einst mit 4680-Zellen ausgestattet war, befestigt, sondern befinden sich in vier längs angeordneten Modulen. Die Energie eines Aufpralls wird teilweise vom Stahlgehäuse der Batterie und teilweise von den Modulen aufgenommen. Deshalb bezeichnen Tesla-Experten diese Batterie als „halbstrukturell“. Dadurch sinkt die Energiedichte um etwa zehn Prozent, doch die einzelnen Module können ausgetauscht werden.
Die Batterie besteht aus Hunderten zylindrischer Zellen
Bild von: Munro Live (YouTube)
Zu den Neuheiten des Cybercab gehört auch die Tatsache, dass es keine Kabelverbindungen zur Batterie gibt – die Anbindung an das Batteriemanagementsystem erfolgt kabellos über Funk. Zudem befindet sich das Batteriemanagementsystem nicht als „Dachboden“ über der Batterie, sondern dahinter auf derselben Ebene. Dadurch kann es von unten ausgetauscht werden. Erfahrungen zeigen, dass es wahrscheinlicher ist, dass die Elektronik defekt geht als die Batterie selbst. Außerdem kann Tesla auf einen pyrotechnischen Sicherungsschalter für die Batterie verzichten, da die Elektronik die Stromversorgung genauso schnell unterbrechen kann.
Das Batteriemanagementsystem befindet sich dahinter, nicht darüber
Bild von: Munro Live (YouTube)
Wärmemanagement und Motor (nach etwa 42 Minuten)
Was die Effizienz betrifft, so sagt einer der Ingenieure: Normalerweise sind die Reifen das Wichtigste, danach kommt die Aerodynamik (obwohl sich diese Faktoren bei hohen Geschwindigkeiten verschieben) und an dritter Stelle stehen das Wärmemanagement sowie die Klimaanlage. Für die Wärmepumpe verwendet Tesla ein System mit reinem Ethylenglykol. Es gibt kein herkömmliches Kühlsystem mit Kältemitteln wie R1234yf oder CO₂. Zudem wurde der Kompressor der Klimaanlage direkt in das Wärmemanagement-System integriert, wodurch Wärmeverluste über die Rohrleitungen vermieden werden.
Das Wärmemanagement des Cybercab
Bild von: Munro Live (YouTube)
Der vordere Motor mit 163 kW im Cybercab ist vertikal montiert. Eine Besonderheit ist, dass der Wechselrichter vor dem Motor angebracht ist, also auf der Seite, die weiter vom Fahrerabteil entfernt ist. Dies hat Vorteile bei der Reduzierung von Vibrationen. Zudem erleichtert es die Wartung des Wechselrichters und die Verbindung zum Thermomanagementsystem ist kurz.
Der Wechselrichter ist der quadratische Teil links; er befindet sich an der Vorderseite des Motors
Bild von: Munro Live (YouTube)
Da sich der Cybercab hauptsächlich mit niedriger Geschwindigkeit bewegt, wurde das Übersetzungsratio des Eingangsschaltgetriebes verkürzt: Während die meisten Tesla-Modelle ein Verhältnis von etwa 9 haben, beträgt es hier 11. Der Motor wird weiterhin mit Öl gekühlt, doch die Kühlkanäle befinden sich nicht mehr im Elektromagneten, sondern im Aluminiumgehäuse des Stators. Der Wechselrichter wird wassergekühlt. Die Ölpumpe funktioniert hier mechanisch und nicht elektrisch wie in den anderen Tesla-Modellen. Das bedeutet, dass die Pumpe von den rotierenden Teilen des Motors angetrieben wird.
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