Батерия "Tesla": устройство, характеристики, приложение

Компанията "Тесла" е известна преди всичко като пробив в областта на електрическите автомобили. Концепцията за екологосъобразен транспорт отдавна е овладяна от най-големите автомобилни гиганти, но американските инженери успяха да доближат идеята до истинските интереси на потребителя. До голяма степен това беше улеснено от електрозахранващите системи, които трябваше напълно да заменят традиционния двигател с вътрешно горене. А линията на батериите за електрическия Tesla Model S бележи нов етап в развитието на сегмента.

Използване на батерията

Основните мотиви за разработването на принципно нови батерии бяха причинени от задачите за повишаване на производителността на електрическите автомобили. Поради това основната линия е насочена към осигуряване на транспорт с иновативна система за енергийно снабдяване. По-специално, за Модели на модел Tesla Използват се версиите на литиево-йонни батерии. Тяхната характеристика е премахването на така наречения хибриден принцип на работа на батерията, при който е разрешено алтернативното захранване на машината от акумулаторната батерия и двигателя с вътрешно горене. Компанията се стреми да направи електрозахранването на електрически автомобили напълно независимо от традиционното гориво.

Разработчиците обаче не се ограничават до системата за електрозахранване на превозното средство. Към днешна дата са създадени няколко серии с батерии, предназначени за стационарна жилищна и търговска употреба. А ако батерията на Tesla за кола е фокусирана върху поддържането на функционалността на ходовите съоръжения и бордовата електроника, тогава моделите на акумулаторните батерии могат да се разглеждат като универсални и автономни източници на захранване. Капацитетът на тези елементи е достатъчен за обслужване, например, домакински уреди. Концепцията за натрупване на слънчева енергия също се развива, но досега не се говори за широко разпространение на такива системи.

Устройство за батерии

Батериите имат специална структура и конфигурация на местоположението на активните елементи. Първо, захранващите устройства се отличават на базата на литиево-йонна база. Такива елементи отдавна се използват като източник на енергия мобилни устройства и електроинструменти, но за първи път разработчиците на батерията на Тесла откриха задачата да им доставят транспорт. За колата се използва блок, състоящ се от 74 компонента, които наподобяват външни батерии. Целият блок е разделен на няколко сегмента (от 6 до 16 в зависимост от версията). Графитът действа като положителен електрод, а цяла група химически пълнители, включително алуминиев оксид, кобалт и никел, дава отрицателен заряд.

По отношение на интегрирането в конструкцията на автомобила, батерията е прикрепена към дъното. Между другото, именно този вид разположение осигурява електрически превозни средства с намален център на тежестта и като резултат - оптимално управление. Директното фиксиране се извършва с помощта на пълни скоби.

Тъй като днес има само аналози на подобни решения, може да дойде идеята за сравняване на батерията на Tesla с традиционните батерии. И в този смисъл възниква логичният въпрос за безопасността на този метод на поставяне. Задачата за осигуряване на защита се решава чрез високоякостен корпус, в който е включена батерията на Tesla. Устройството на всяка единица също така осигурява наличието на ограждащи метални пластини. Освен това не е изолирано самото вътрешно отделение, а всеки сегмент поотделно. Към това трябва да се добави и наличието на пластмасова подплата, която е специално предназначена да елиминира проникването на вода под кутията.

Технически спецификации

Най-мощната версия на батерията за електрическия автомобил "Тесла" включва около 7104 мини-батерии, с дължина 210 см, дебелина 15 см и ширина 150 см. T Напрежението в устройството е 3,6 V. За сравнение, количеството енергия, генерирана от една секция на батерията, съответства на потенциала, произведен от батериите на стотици преносими компютри. Но теглото на батерията "Tesla" е доста впечатляващо - около 540 кг.

Какво дава тези характеристики на електрическите автомобили? Според изчисленията на специалистите, батерия с капацитет от 85 kWh (средно в гамата на производителя) ви позволява да карате около 400 км на един заряд. Отново, за сравнение, не толкова отдавна, най-големите автопроизводители в "зеления" сегмент се бориха за показатели от 250-300 км, които могат да бъдат преодолени без презареждане. Впечатляваща и бърза динамика - 100 км / ч се набират за 4,4 секунди.

Разбира се, с такива свойства възниква въпросът за издръжливостта на батерията, тъй като високата производителност предполага съответна степен на износване на активните елементи. Веднага трябва да се отбележи, че производителят дава 8-годишна гаранция на батериите. Вероятно действителният живот на батерията "Tesla" ще бъде същият, но досега дори първите собственици на електрически превозни средства не могат да потвърдят или отрекат тази цифра.

От друга страна, има изследвания, които показват умерена загуба на батерията. Средно, единицата губи 5% от мощността на капацитета от 80 хил. Км. Има и друг индикатор, който показва, че броят на заявките от потребители на електрически автомобили "Тесла" поради проблеми в батерията намалява с появата на нови версии.

Капацитет на батерията

Оценката на капацитивния индикатор на батерията не е ясна. С развитието на владетеля, тази характеристика премина от 60 на 105 kWh, ако вземем най-забележителните версии. Съответно, според официални данни, настоящият пиков капацитет на батерията на Tesla е около 100 kWh. Въпреки това, според резултатите от тестването на първите собственици на електрически превозни средства с такова оборудване, се оказа, че например 85 kWh модификация има капацитет от 77 kWh.

Има обратни примери, в които се открива излишък от обем. Така, моделът на батерията на 100 kWh при подробно проучване се оказа, че е снабден с капацитет от 102,4 kWh. Също така разкриха и несъответствия при определяне на броя на активните батерии. По-специално, съществуват несъответствия в оценките за броя на батерийните клетки. Експертите обясняват това с факта, че батерията на Tesla непрекъснато се модернизира, включваща нови подобрения и подобрения. Самата компания отбелязва, че всяка година новите версии на апарата претърпяват промени в архитектурата, електронните компоненти и охладителните системи. Но във всеки случай, дейността на инженерите има за цел да подобри работата на продукта.

Модификация на PowerWall

Както вече споменахме, паралелно с линията на акумулатора на автомобила, Tesla също развива сегмент устройства за съхранение на енергия предназначени за вътрешни нужди. Едно от последните и най-впечатляващи разработки в този сегмент е и литиево-йонният блок PowerWall. Може да се използва като постоянен източник на енергия за покриване на определени енергийни задачи и като резервно устройство с автономна генераторна функция. Тази батерия "Tesla" е представена в различни версии, които се различават по капацитет. Така че, най-популярните модели са 7 и 10 kWh.

Що се отнася до производителността, енергийният потенциал е 3,3 kW при напрежение 350–450 V и ток от 9 A. Масата на уреда е 100 kg, така че можете да забравите мобилността на батериите. Въпреки, че не трябва да се отхвърли възможността за използване на единица в къщата в сезонното време. Не трябва да се притеснявате за повредата на батерията по време на транспортиране, тъй като разработчиците обръщат специално внимание на физическата защита на кутията. Единственото нещо, което може да разстрои новия потребител на този продукт "Tesla" - време зареждане на батерията което е около 10-18 часа в зависимост от версията на устройството.

Модификация на PowerPack

Тази система е базирана на елементите на PowerWall, но е предназначена за обслужване на предприятия. Това означава, че ние говорим за търговската версия на енергийния магазин, който е податлив на мащабиране и е в състояние да осигури висока производителност на целевия обект. Достатъчно е да се каже, че капацитетът на батерията е 100 kW, въпреки че този капацитет не е максимален. Разработчиците са осигурили гъвкава система за комбиниране на няколко блока с възможност да осигурят от 500 kW до 10 MW.

Освен това, PowerPack единични батерии също подобряват работата си. Не толкова отдавна, появата на второто поколение на търговската Tesla батерия, характеристиките на ефективност достигат 200 kW, а ефективността 99%. Този резерв за съхранение на енергия и технологични свойства се различава.

Инженерите, които предоставят възможност за разширяване на обема, използват нов инверторен инверторен тип. Благодарение на това нововъведение, мощността и производителността на уреда са се увеличили. В близко бъдеще компанията планира да предложи концепцията за въвеждане на клетки PowerPack в структурата на соларните клетки на Слънчевия покрив. Това ще даде възможност за попълване на енергийния потенциал на батерията не през главните електропроводи, а поради свободната слънчева енергия в непрекъснат режим.

Къде се произвежда батерията на Tesla?

Според производителя, литиево-йонни батерии произвежда собствена фабрика Gigafactory. Освен това самият процес на сглобяване се осъществява съвместно с компанията Panasonic. Между другото, компонентите за сегментите на батерията се доставят и от японска компания. В съоръженията на Gigafactory, по-специално, се произвежда най-новата серия от агрегати за третото поколение електрически автомобили. Според някои изчисления общият обем на произведените батерии в максималния производствен цикъл трябва да бъде 35 GWh годишно. За сравнение този обем заема половината от цялата мощност, произведена в света на батериите. 6500 служители на предприятието ще обслужват такъв висок потенциал, въпреки че в бъдеще се планира да се създадат около 20 хил. Работни места.

Трябва да се отбележи, че моделът на акумулаторната батерия Tesla S има висока степен на защита срещу взлом, което на практика намалява до минимум рисковете от фалшиви контрагенти на пазара. В допълнение, самият производствен процес включва роботизирани агрегати с висока точност. Очевидно е, че само корпорации на същото ниво като Тесла могат да повторят технологията днес. Заинтересованите фирми обаче не се нуждаят от това, тъй като те са ангажирани в собствените си разработки в тази посока.

Цената на батерията

Цените на акумулаторите Tesla също се променят редовно, което е свързано с по-евтини производствени технологии и освобождаване на всички нови компоненти с по-висока производителност. Преди няколко години батерията за електрическия автомобил Model S можеше да бъде закупен за 45 000 долара. В момента стоките струват $ 3,000-5,000. Подобни ценови етикети важат и за домакинските уреди на PowerWall. Но най-скъпата е търговската батерия "Tesla", чиято цена е $ 25,000. Но това се отнася само за версията от първо поколение.

Аналози от конкуренти

Както вече беше отбелязано, "Тесла" не е монополист в този сегмент. На пазара има много подобни предложения, които може да са по-малко известни, но са доста конкурентни по отношение на характеристиките си. Така алтернатива на системата PowerWall предлага корейската фирма LG, която разработи елементите на Chem RESU. Единица с капацитет от 6,5 kWh се оценява на 4000 долара. Съхранение с диапазон от 6-23 kWh предлага Sunverge. Този продукт се характеризира със способността да следи заряда и да се свързва със слънчевите панели. Цената му варира средно от 10 000 до 20 000 долара. ElectrIQ предлага домашни устройства за съхранение на енергия с капацитетен капацитет от 10 kWh. Единицата струва $ 13,000, но тази цена включва и инвертор.

Други производители на автомобили също развиват иновативната посока, която още повече притиска батерията на Tesla на пазара в различни версии. Сред конкурентите на тази връзка са специално отбелязани Nissan и Mercedes. В първия случай, предложената линия от батерии XStorage с капацитет от 4,2 kWh. Специалните характеристики на тези елементи включват висока степен на екологична безопасност, която се вписва в изискванията на най-новите европейски стандарти за производство на автомобили. От своя страна Мерцедес произвежда малки предмети от 2,5 kWh, но те могат да бъдат комбинирани в по-ефективни единици, мощността на които достига 20 kWh.

В заключение

Производителят Тесла е несъмнено най-популярният разработчик на иновативни енергийни системи и екологични превозни средства. Но, отваряйки нови хоризонти в света на технологиите, и тази компания е изправена пред сериозни пречки. По-специално, електрическите автомобили Tesla Model S с литиево-йонни батерии са редовно критикувани от експерти за недостатъчно висока безопасност по отношение на защита срещу запалване на батериите. Въпреки че последните версии на инженерите са направили значителни подобрения в това отношение.

Проблемът с липсата на батерии за масовия потребител също остава. И ако тази ситуация се промени с устройства за домашно съхранение поради по-евтини елементи, тогава идеята за сдвояване на устройства със слънчеви панели все още не може да бъде успешна на пазара поради високата цена. Възможностите за натрупване на свободна енергия са най-обещаващите и ползотворни за потребителите, но закупуването на такива системи е извън обсега на повечето заинтересовани потребители. Същото се отнася и за други области, в които се очаква използването на алтернативни енергийни източници. Принципът на тяхната работа дава много предимства, но те се постигат само чрез сложно високотехнологично оборудване.