Tesla'nın "Elektrikli Araba" projesi ile ilgili doğrudan patentli veya tam anlamıyla geliştirilmiş bir araç projesi bulunmamaktadır. Ancak, Tesla'nın elektrikli araçlar ve elektrik motorları konusundaki çalışmaları, endüksiyon motorları ve alternatif akım prensiplerini kullanarak gelecekteki elektrikli araç teknolojisinin temelini oluşturmuştur. Tesla'nın zamanında, batarya teknolojisi ve enerji depolama sistemleri bugünkü gibi gelişmiş olmadığından, bu projeyi gerçekleştirebileceği somut bir araç bulunmamaktadır. Ancak, Tesla'nın teorik çalışmaları ve ilkeleri, günümüzde kullanılan elektrikli motorlarda büyük ölçüde uygulanmıştır.

Elektrikli arabalar için Tesla'nın temel katkı sağladığı alanları ve teorik açıklamaları şöyle sıralayabiliriz:

1.Endüksiyon Motorlarının Kullanımı

Tesla'nın dönen manyetik alan prensibi ve endüksiyon motorları, modern elektrikli araç motorlarının temelini oluşturmaktadır. Elektrikli araçlarda kullanılan asenkron motorlar, Tesla'nın geliştirdiği üç fazlı AC endüksiyon motorlarına dayanmaktadır. Endüksiyon motorları, verimli enerji kullanımı, yüksek güç ve dayanıklılık sağladıkları için elektrikli araçlarda yaygın olarak kullanılır.

Üç Fazlı Endüksiyon Motorunun Matematiksel Temeli

Tesla'nın üç fazlı endüksiyon motorları, stator üzerinde üç fazlı akımların uygulanması ile dönen bir manyetik alan oluşturur. Bu manyetik alan rotorda EMF indükler ve bu da motorun dönmesini sağlar. Motorun senkron hızını veren formül:

• n_s: Senkron hız (devir/dk),
• f: Frekans (Hz),
• p: Kutup çifti sayısı.

Bu senkron hızda dönen manyetik alan, rotorda bir kayma meydana getirir. Bu kayma sayesinde rotorun dönme hızı motorun verimliliğini belirler.

2. Enerji Yönetimi ve Batarya Teknolojisi

Tesla'nın zamanında enerji depolama teknolojisi sınırlıydı. Ancak Tesla'nın alternatif akım sistemleri ve endüksiyon motorları sayesinde batarya yönetimi oldukça verimli hale getirilmiştir. Elektrikli araçlar için temel enerji depolama prensibi, günümüzde lityum-iyon bataryalarla sağlanmaktadır. Batarya yönetim sistemi (BMS), bu enerjiyi optimize ederek motorun çalışmasını sağlamak için Tesla'nın alternatif akım ve manyetik alan teorilerinden faydalanır.

Elektrikli araçlarda bataryadan sağlanan doğru akım (DC), Tesla'nın prensiplerine uygun olarak bir evirici (invertör) kullanılarak alternatif akıma (AC) çevrilir. Bu AC güç daha sonra motorun stator bobinlerine uygulanarak manyetik alan oluşturulur.

3. Verimlilik ve Tork Üretimi

Elektrikli araçlarda kullanılan Tesla tipi indüksiyon motorlarının avantajlarından biri de yüksek tork üretimidir. İndüksiyon motorlarında tork, akım ve manyetik alan yoğunluğuna bağlı olarak şu formülle hesaplanır:

• T : Motor torku,
• k : Motor sabiti,
• Φ : Manyetik akı,
• I _r: Rotor akımı.

Bu tork değeri, elektrikli araçların yüksek hızlarda bile sabit bir güç sağlayarak etkili bir sürüş sunmasına olanak tanır. Tesla'nın motorları, yüksek verimliliği ve düşük kayıpları sayesinde enerji tüketimini minimize eder, bu da batarya ömrünü uzatır ve menzil avantajı sağlar.

4. Tesla'nın Elektrikli Araç Teknolojisine Olan Katkıları

Tesla, elektrikli araçların en temel bileşeni olan motorları geliştirirken, motorlarda kayıp ve ısı üretimini azaltarak uzun süreli çalışma sağlayacak bir yapı hedeflemiştir. Elektrikli araçlarda verimliliğin artırılması için, Tesla'nın motor yapısında bakır sargılar, düşük dirençli materyaller ve verimli ısı dağıtımı sağlanmıştır.

Tesla'nın sağladığı bu katkılar, elektrikli araç motorlarının geniş çapta ticari uygulanabilirliğini mümkün kılmıştır. Özellikle düşük kayıp ve yüksek verimlilik ile maliyetleri azaltmak, Tesla'nın elektrikli araçlar üzerindeki en büyük bilimsel katkısı olarak görülmektedir.

Tesla'nın elektrikli araç projesi üzerine yaptığı çalışmalar ve geliştirdiği ilkeler, bugün elektrikli araç teknolojilerinin temelini oluşturarak yüksek performans, uzun menzil ve verimlilik gibi birçok alanda gelişim sağlanmasına öncülük etmiştir.