Baterija "Tesla": naprava, značilnosti, aplikacija

Podjetje "Tesla" je znano predvsem kot preboj na področju električnih avtomobilov. Koncept okolju prijaznega prometa že dolgo obvladujejo največji avtomobilski velikani, vendar so ameriški inženirji uspeli idejo približati resničnim interesom potrošnika. V veliki meri so to olajšali sistemi oskrbe z električno energijo, ki naj bi popolnoma nadomestili tradicionalni motor z notranjim izgorevanjem. In linija baterij za električni model Tesla S je zaznamovala novo stopnjo razvoja segmenta.

Uporaba baterije

Glavne motive za razvoj popolnoma novih baterij so povzročile naloge povečanja učinkovitosti električnih avtomobilov. Zato je osnovna linija usmerjena v zagotavljanje prevoza z inovativnim sistemom oskrbe z energijo. Zlasti za Modeli modela Tesla Uporabljajo se različice litij-ionskih baterij. Njihova značilnost je odprava tako imenovanega hibridnega načela delovanja akumulatorja, pri katerem je dovoljeno izmenično napajanje stroja z akumulatorja in motorja z notranjim izgorevanjem. Družba si prizadeva, da bi oskrba z električno energijo električnih avtomobilov popolnoma neodvisna od tradicionalnega goriva.

Vendar pa razvijalci niso omejeni na sistem oskrbe z električno energijo vozila. Do danes je bilo izdelanih več serij z baterijami, namenjenimi za stacionarno stanovanjsko in komercialno uporabo. In če je baterija Tesla za avto osredotočena na podpiranje funkcionalnosti podvozja in elektronike na vozilu, se lahko modeli akumulatorjev za energijo obravnavajo kot univerzalni in avtonomni viri napajanja. Zmogljivost teh elementov zadostuje za servisiranje, na primer, gospodinjskih aparatov. Razvija se tudi koncept akumulacije sončne energije, vendar do zdaj ni govora o široki distribuciji takšnih sistemov.

Naprava baterije

Baterije imajo posebno strukturo in konfiguracijo lokacije aktivnih elementov. Prvič, napajalniki se razlikujejo na osnovi litij-ionske baze. Takšni elementi se že dolgo uporabljajo kot vir energije mobilne naprave in električna orodja, vendar so razvijalci baterije Tesla prvič odkrili nalogo, da jim zagotovijo prevoz. Za avtomobil se uporablja blok, sestavljen iz 74 komponent, ki so zunaj podobne prstnim baterijam. Celoten blok je razdeljen na več segmentov (od 6 do 16, odvisno od različice). Grafit deluje kot pozitivna elektroda in celotna skupina kemičnih polnil, vključno z aluminijevim oksidom, kobaltom in nikljem, daje negativen naboj.

Pri vgradnji v konstrukcijo avtomobila je baterijski paket pritrjen na dno. Mimogrede, tovrstna namestitev zagotavlja električna vozila z zmanjšanim težiščem in s tem optimalnim ravnanjem. Neposredno pritrjevanje se izvede s popolnimi oklepaji.

Ker danes obstajajo samo analogi podobnih rešitev, lahko najprej zamislimo primerjavo Teslinih baterij s tradicionalnimi baterijami. In v tem smislu se postavlja logično vprašanje o varnosti vsaj takega načina namestitve. Naloga zagotavljanja zaščite rešuje z visoko trdnostjo, v kateri je tesla baterija. Naprava vsake enote zagotavlja tudi prisotnost kovinskih plošč. Poleg tega ni izoliran notranji prostor, ampak vsak segment posebej. Za to je treba dodati prisotnost plastične podloge, ki je posebej zasnovana za odpravo prodora vode v primeru.

Tehnične specifikacije

Najmočnejša različica baterije za električni avtomobil "Tesla" vključuje približno 7104 mini-baterij, dolžine 210 cm, debeline 15 cm in širine 150 cm. Napetost v enoti je 3,6 V. Za primerjavo, količina energije, ki jo proizvede en del akumulatorja, ustreza potencialu, ki ga proizvedejo baterije več sto prenosnih računalnikov. Toda teža baterije "Tesla" je precej impresivna - okoli 540 kg.

Kaj daje te lastnosti električnih avtomobilov? Po izračunih strokovnjakov lahko baterija z zmogljivostjo 85 kWh (povprečno v seriji proizvajalca) omogoča vožnjo približno 400 km z enim polnjenjem. Še enkrat, za primerjavo, ne tako dolgo nazaj, so se največji avtomobilski proizvajalci v "zelenem" segmentu borili za kazalnike ceste 250-300 km, ki bi jih lahko premagali brez ponovnega polnjenja. Impresivna in hitra dinamika - 100 km / h se zaposli v samo 4,4 sekunde.

Seveda se pri takšnih lastnostih postavlja vprašanje trajnosti baterije, saj visoka zmogljivost pomeni ustrezno stopnjo obrabe aktivnih elementov. Takoj je treba opozoriti, da proizvajalec na svoje baterije daje 8-letno garancijo. Verjetno bo dejanska življenjska doba baterije "Tesla" enaka, vendar doslej tudi prvi lastniki električnih vozil te številke ne morejo potrditi ali zanikati.

Po drugi strani pa obstajajo študije, ki kažejo zmerno izgubo baterije. Enota izgubi v povprečju 5% moči 80 tisoč km. Obstaja še en kazalnik, ki kaže, da se število zahtevkov uporabnikov električnih avtomobilov "Tesla" zaradi težav v baterijskem paketu zmanjšuje, ko so na voljo nove različice.

Zmogljivost baterije

Ocena kapacitivnega indikatorja baterije ni povsem jasna. Ko se je razvil ravnilo, se je ta značilnost povečala s 60 na 105 kWh, če vzamemo najbolj opazne različice. Skladno s tem je po uradnih podatkih trenutna maksimalna zmogljivost akumulatorja Tesla približno 100 kWh. Vendar pa se je po rezultatih testiranja prvih lastnikov električnih vozil s takšno opremo izkazalo, da je na primer sprememba 85 kWh dejansko zmogljivost 77 kWh.

Obstajajo povratni primeri, v katerih je zaznan presežni volumen. Tako se je izkazalo, da je model akumulatorja na 100 kWh pri podrobni študiji opremljen z zmogljivostjo 102,4 kWh. Prav tako je razkrila in nedoslednosti pri določanju števila aktivnih baterij. Predvsem obstajajo razlike v ocenah števila baterijskih celic. Strokovnjaki to pripisujejo dejstvu, da se baterija Tesla nenehno nadgrajuje in vključuje nove izboljšave in izboljšave. Družba sama ugotavlja, da se vsako leto nove različice naprave spremenijo v arhitekturi, elektronskih komponentah in hladilnih sistemih. Toda v vsakem primeru je namen dejavnosti inženirjev izboljšati učinkovitost izdelka.

Spreminjanje PowerWall

Kot smo že omenili, Tesla vzporedno z linijo akumulatorjev razvija tudi segment naprave za shranjevanje energije namenjene domačim potrebam. Eden od najnovejših in najbolj presenetljivih dogodkov v tem segmentu je bil tudi litij-ionski blok PowerWall. Lahko se uporablja kot stalni vir energije za pokrivanje določenih energetskih nalog in kot rezervna enota z avtonomno funkcijo generatorja. Ta baterija "Tesla" je predstavljena v različnih izvedbah, ki se razlikujejo po zmogljivosti. Najbolj priljubljeni modeli so 7 in 10 kWh.

Kar zadeva zmogljivost, je moč 3,3 kW pri napetosti 350–450 V in tok 9 A. Masa enote je 100 kg, tako da lahko pozabite na mobilnost baterij. Čeprav ne smete zavrniti možnosti uporabe enote na koči v sezonskem času. Ne bi smeli skrbeti za poškodbe baterije med prevozom, saj razvijalci posebno pozornost posvečajo fizičnemu varovanju ohišja. Edina stvar, ki lahko vznemirja novega uporabnika tega izdelka "Tesla" - čas polnjenje baterije približno 10-18 ur, odvisno od različice pogona.

PowerPack modifikacija

Ta sistem temelji na elementih PowerWall, vendar je namenjen servisiranju podjetij. To pomeni, da govorimo o komercialni različici skladišča energije, ki je primerna za skaliranje in je sposobna zagotoviti visoko zmogljivost ciljnega objekta. Dovolj je reči, da je zmogljivost baterije 100 kW, čeprav ta zmogljivost ni najvišja. Razvijalci so zagotovili prilagodljiv sistem za združevanje več enot s sposobnostjo, da zagotovijo od 500 kW do 10 MW.

Poleg tega PowerPack enojne baterije izboljšujejo tudi njihovo zmogljivost. Ne tako dolgo nazaj, videz druge generacije komercialnih baterij Tesla, karakteristike učinkovitosti dosegel 200 kW, in učinkovitost 99%. Ta rezerva za shranjevanje energije in tehnološke lastnosti se razlikuje.

Inženirji, ki zagotavljajo možnost razširitve obsega, so uporabili nov inverter pretvornika. Zahvaljujoč tej inovaciji sta se povečala moč in zmogljivost enote. V bližnji prihodnosti namerava družba ponuditi koncept uvajanja celic PowerPack v strukturo pomožnih sončnih celic sončne strehe. To bo dalo priložnost za obnovitev energetskega potenciala akumulatorja ne preko glavnih napajalnih vodov, temveč na račun proste sončne energije v neprekinjenem načinu.

Kje se proizvaja baterija Tesla?

Po navedbah proizvajalca, litij-ionske baterije izdeluje lastno tovarno Gigafactory. Poleg tega se sam montažni postopek izvaja v povezavi s podjetjem Panasonic. Mimogrede, komponente za segmente baterij dobavlja tudi japonska družba. Na objektih Gigafactory se izdeluje najnovejša serija agregatov za tretjo generacijo modelov električnih avtomobilov. Po nekaterih izračunih naj bi skupna količina proizvedenih baterij v največjem proizvodnem ciklu znašala 35 GWh na leto. Za primerjavo, ta prostornina zavzema polovico vse energije, proizvedene v svetu baterij. Tako visok potencial bo služilo 6500 zaposlenim v podjetju, čeprav se v prihodnje načrtuje ustvariti približno 20 tisoč novih delovnih mest.

Opozoriti je treba, da ima model Tesla baterije S visoko stopnjo zaščite pred vlomi, kar praktično zmanjšuje tveganje ponaredkov na trgu. Poleg tega sam proizvodni proces vključuje visoko natančne robotske enote. Očitno je, da lahko danes korporacije, ki so iste ravni kot Tesla, ponovijo tehnologijo. Vendar pa zainteresirana podjetja tega ne potrebujejo, saj se ukvarjajo z lastnim razvojem v tej smeri.

Stroški baterije

Cene Teslinih baterij se prav tako redno spreminjajo, kar je povezano s cenejšimi proizvodnimi tehnologijami in sprostitvijo vseh novih komponent z večjo zmogljivostjo. Pred nekaj leti je bilo baterijo za električni avtomobil Model S mogoče kupiti za 45.000 dolarjev. Stroški trenutno stanejo od 3.000 do 5.000 dolarjev. Podobne oznake cen veljajo za gospodinjske aparate PowerWall. Najdražja pa je komercialna baterija "Tesla", katere cena je 25.000 dolarjev. Vendar to zadeva samo prvo generacijo.

Analogi konkurentov

Kot smo že omenili, "Tesla" v tem segmentu ni monopolist. Na trgu obstaja kar nekaj podobnih ponudb, ki so lahko manj znane, vendar so po svojih značilnostih precej konkurenčne. Tako alternativo sistemu PowerWall ponuja korejsko podjetje LG, ki je razvilo elemente Chem RESU. Enota s kapaciteto 6,5 kWh je ocenjena na 4000 $. Skladišče z razponom 6-23 kWh ponuja Sunverge. Za ta izdelek je značilno, da lahko spremlja polnjenje in se priključi na sončne kolektorje. Njegovi stroški se gibljejo v povprečju od 10.000 do 20.000 $. ElectrIQ ponuja domače naprave za shranjevanje energije z kapacitivnim potencialom 10 kWh. Enota stane 13.000 $, vendar ta cena vključuje tudi pretvornik.

Tudi drugi proizvajalci avtomobilov razvijajo inovativno smer, ki še bolj tesno pritiska Tesla baterijo na trg v različnih izvedbah. Med konkurenti te povezave so posebej izpostavljeni Nissan in Mercedes. V prvem primeru je predlagana linija baterij XStorage z zmogljivostjo 4,2 kWh. Posebnost teh elementov je visoka stopnja okoljske varnosti, ki ustreza zahtevam najnovejših evropskih standardov za proizvodnjo avtomobilov. Mercedes pa proizvaja drobne predmete po 2,5 kWh, vendar jih je mogoče združiti v učinkovitejše enote, katerih moč doseže 20 kWh.

Za zaključek

Proizvajalec Tesla je nedvomno najbolj priljubljen razvijalec inovativnih sistemov oskrbe z energijo in ekoloških vozil. Toda odpiranje novih obzorij v svetu tehnologije in to podjetje se sooča z resnimi ovirami. Še posebej, električni avtomobili Tesla Model S z litij-ionskimi baterijami so redno kritizirali strokovnjaki za nezadostno visoko varnost v smislu zaščite pred vžigom baterij. Čeprav so najnovejše različice inženirjev v zvezi s tem naredile pomembne izboljšave.

Ostaja tudi problem nerazpoložljivosti baterij za množičnega potrošnika. In če se ta situacija spremeni z gospodinjskimi napravami za shranjevanje zaradi cenejših elementov, potem zamisel o povezovanju enot s sončnimi kolektorji zaradi visoke cene še ne more biti uspešna na trgu. Priložnosti za kopičenje proste energije so najbolj obetavne in koristne za uporabnike, vendar je nakup takšnih sistemov izven dosega večine zainteresiranih potrošnikov. Enako velja za druga področja, kjer se pričakuje uporaba alternativnih virov energije. Načelo njihovega dela daje veliko prednosti, vendar se dosegajo le s prefinjeno visokotehnološko opremo.