Nowa generacja akumulatorów Tesli jest opracowywana w tajnym obszarze

Alexander Klimnov, fot. Tesla i Teslarati.com

Dzisiaj Tesla Inc. bardzo ciężko pracuje nad kolejną generacją własnych akumulatorów. Powinny magazynować znacznie więcej energii, a jednocześnie stać się znacznie tańsze.

W obiecującym pick-upie Tesli mogą zacząć być stosowane nowe akumulatory (rysunek możliwego wyglądu pickupa, który według innych źródeł może stać się bardziej brutalny, gdyż będzie musiał zmieść z aktualnego bestsellera amerykańskiego Forda serii F sklep)

To Kalifornijczycy stworzyli pierwsze wysokoenergetyczne akumulatory litowo-jonowe nadające się do masowej produkcji pojazdów elektrycznych, radykalnie zwiększając tym samym ich zasięg. W tamtym czasie akumulatory modelu Roadster, pierworodnego marki Tesla, składały się z tysięcy zwykłych akumulatorów AA do laptopów, ale obecnie akumulatory litowo-jonowe tworzone są specjalnie do pojazdów elektrycznych. Obecnie produkuje je wielu producentów, jednak zaawansowana technologia Tesli wciąż pozwala jej pozostać liderem w segmencie akumulatorów energochłonnych. Jednak do światowych mediów zaczęły wyciekać pierwsze informacje o kolejnej, jeszcze potężniejszej generacji akumulatorów Tesli.

Przełom technologiczny poprzez przejęcie przedsiębiorstw
Rewolucyjny skok w rozwoju konstrukcji akumulatorów Tesli prawdopodobnie nastąpi dzięki przejęciu Tesla Inc. z Maxwell Technologies z San Diego. Maxwell produkuje superkondensatory (jonizatory) i aktywnie bada technologię elektrod półprzewodnikowych (suchych). Według Maxwella przy zastosowaniu tej technologii w prototypach akumulatorów osiągnięto już energochłonność na poziomie 300 Wh/kg. Zadaniem na przyszłość jest osiągnięcie poziomu energochłonności powyżej 500 Wh/kg. Ponadto koszt produkcji akumulatorów półprzewodnikowych powinien być o 10-20% niższy od obecnie stosowanych przez Teslę akumulatorów z ciekłym elektrolitem. Kalifornijska firma ogłosiła także kolejny bonus – przewidywane podwojenie czasu pracy baterii. W ten sposób Tesla będzie w stanie osiągnąć pożądany zasięg swoich pojazdów elektrycznych wynoszący 400 mil (643,6 km) i osiągnąć pełną konkurencyjność cenową w stosunku do samochodów konwencjonalnych.

Nowy supersamochód Tesla Roadster 2020 będzie w stanie osiągnąć deklarowany zasięg 640 km tylko na zupełnie nowych akumulatorach

Tesla zaplanowała własną produkcję akumulatorów?
Niemiecka strona internetowa magazynu Auto motor und sport donosi o ciągłych pogłoskach o wdrożeniu przez Teslę własnej produkcji akumulatorów. Do tej pory ogniwa akumulatorowe (ogniwa) dostarczał Kalifornijczykom japoński producent Panasonic – w przypadku Modelu S i Modelu X są one importowane bezpośrednio z Japonii, zaś w przypadku Modelu 3 ogniwa produkowane są w Gigafactory 1 w amerykańskim stanie Nevada. Produkcją w Gigafactory 1 zarządzają wspólnie Panasonic i Tesla. Wywołało to jednak ostatnio ogromne kontrowersje, gdyż Panasonic był najwyraźniej rozczarowany wynikami sprzedaży Tesli, a także obawiał się, że Kalifornijczycy nie będą w przyszłości zwiększać produkcji tych akumulatorów.

Źródłem akumulatorów była intryga związana z wprowadzeniem na rynek kompaktowej Tesli Model Y w 2020 roku

W szczególności zapowiadane na jesień 2020 r. rytmiczne dostawy akumulatorów do Modelu Y zostały zakwestionowane przez dyrektora generalnego Panasonic, Kazuhiro Tsugę. Obecnie Panasonic w ogóle zaprzestał inwestycji w Gigafactory 1. Być może Tesla chce uniezależnić się od Japończyków, opanowując własną produkcję ogniw akumulatorowych.
Tesla jest obecnie liderem w technologii akumulatorów o dużej pojemności do pojazdów elektrycznych, a Kalifornijczycy są zdeterminowani bronić tej fundamentalnej przewagi konkurencyjnej. Decydującym krokiem mógłby być zakup Maxwell Technologies, ale zależy to od tego, jak duży postęp poczynili specjaliści z San Diego we wprowadzaniu na rynek swojej rewolucyjnej technologii akumulatorów półprzewodnikowych.

Jeśli rewolucyjna technologia akumulatorów półprzewodnikowych rzeczywiście powstanie, możliwe, że elektryczny ciągnik Tesla Semi stanie się bestsellerem na rynku samochodów ciężarowych, podobnie jak Model 3 w samochodach osobowych.

Jak dotąd wielu producentów samochodów rozpoczyna własną produkcję ogniw akumulatorowych. Wygląda na to, że Tesla także chce uniezależnić się od swojego dostawcy Panasonic i dlatego też prowadzi badania w tym obszarze.
Dzięki dostępności w wystarczających ilościach rewolucyjnych, wysokoenergetycznych akumulatorów półprzewodnikowych Tesla zyska zdecydowaną przewagę na rynku i wreszcie wypuści na rynek naprawdę tanie i dalekiego zasięgu pojazdy elektryczne obiecywane od dawna przez swojego właściciela Elona Muskowa, co spowoduje lawinowy rozwój rynku pojazdów BEV.
Według źródeł CNBC tajne laboratorium Tesli mieści się w osobnym budynku w pobliżu fabryki Tesli we Fremont (zdjęcie za ekranem powitalnym). Wcześniej pojawiały się doniesienia o zamkniętej „strefie laboratoryjnej” zlokalizowanej na drugim piętrze przedsiębiorstwa. Jest prawdopodobne, że obecny dział akumulatorów jest następcą tego dawnego laboratorium, ale jeszcze bardziej tajnym.

Prawdziwy przełom na rynku motoryzacyjnym Tesla może osiągnąć jedynie wtedy, gdy jej linia modeli stanie się jeszcze bardziej „dalekiego zasięgu” przy znacznej obniżce ceny

Według analityków IHS Markit najdroższym elementem nowoczesnego samochodu elektrycznego jest akumulator, ale to Panasonic, a nie Tesla, otrzymuje za niego większość pieniędzy.
Znawcy nie są jeszcze w stanie zgłosić prawdziwych osiągnięć tajnego laboratorium Tesli. Oczekuje się, że Elon Musk podzieli się nim pod koniec roku podczas tradycyjnej telekonferencji z inwestorami.
Wcześniej informowano, że Tesla planuje sprzedawać 1000 pojazdów elektrycznych Tesla Model 3 dziennie. Obecny miesięczny rekord Tesli w zakresie dostaw Modelu 3 wynosi 90 700 pojazdów elektrycznych. Jeśli w czerwcu firmie uda się dostarczyć planowaną liczbę pojazdów elektrycznych, rekord ten może zostać pobity.

Częściowo sprawdziliśmy konfigurację baterii Model Tesli S o wydajności 85 kW*h. Przypomnijmy, że głównym elementem akumulatora jest firmowe ogniwo akumulatora litowo-jonowego Panasonica, 3400 mAh, 3,7 V.

Ogniwo Panasonic, rozmiar 18650

Rysunek przedstawia typową komórkę. W rzeczywistości ogniwa Tesli są nieco zmodyfikowane.

Dane komórki równoległy połączyć się z grupy po 74 sztuki. Przy połączeniu równoległym napięcie grupy jest równe napięciu każdego z elementów (4,2 V), a pojemność grupy jest równa sumie pojemności elementów (250 Ah).

Dalej sześć grupłączyć szeregowo do modułu. W tym przypadku napięcie modułu jest sumowane z napięć grupowych i wynosi około 25 V (4,2 V * 6 grup). Pojemność pozostaje 250 Ah. Wreszcie, moduły są połączone szeregowo, tworząc baterię. W sumie bateria zawiera 16 modułów (łącznie 96 grup). Napięcie wszystkich modułów sumuje się i ostatecznie wynosi 400 V (16 modułów * 25 V).

Obciążeniem dla tego akumulatora jest asynchroniczny napęd elektryczny o maksymalnej mocy 310 kW. Ponieważ P=U*I, w trybie nominalnym przy napięciu 400 V, w obwodzie płynie prąd I=P/U=310000/400=775 A. Na pierwszy rzut oka może się wydawać, że jest to prąd szalony taka „bateria”. Należy jednak pamiętać, że w połączeniu równoległym zgodnie z pierwszym prawem Kirchhoffa I=I1+I2+…In, gdzie n jest liczbą równoległych gałęzi. W naszym przypadku n=74. Ponieważ w grupie uważamy, że wewnętrzne opory ogniw są warunkowo równe, wówczas prądy w nich będą takie same. W związku z tym prąd przepływa bezpośrednio przez ogniwo In=I/n=775/74=10,5 A.

Czy to dużo czy mało? Dobry czy zły? Aby odpowiedzieć na te pytania, przejdźmy do charakterystyki rozładowania akumulatora litowo-jonowego. Amerykańscy rzemieślnicy po zdemontowaniu akumulatora przeprowadzili serię testów. W szczególności rysunek pokazuje oscylogramy napięcia podczas rozładowywania ogniwa pobrane z rzeczywistego Model Tesli S, prądy: 1A, 3A, 10A.

Skok na krzywej 10 A wynika z ręcznego przełączenia obciążenia na 3 A. Autor eksperymentu rozwiązał równolegle inny problem; nie będziemy się nad nim rozwodzić.

Jak widać na rysunku, prąd rozładowania wynoszący 10 A całkowicie spełnia wymagania dotyczące napięcia ogniwa. Ten tryb odpowiada wyładowaniu wzdłuż krzywej 3C. Należy zauważyć, że przyjęliśmy najbardziej krytyczny przypadek, gdy moc silnika jest maksymalna. W rzeczywistości biorąc pod uwagę zastosowanie napędu dwusilnikowego o optymalnym przełożeniu, samochód będzie pracował przy rozładowaniu 2...4 A (1C). Tylko w momentach bardzo gwałtownego przyspieszania, podczas jazdy pod górę z dużą prędkością, prąd ogniwa może osiągnąć wartość szczytową 12...14 A.

Jakie inne korzyści to zapewnia? Dla danego obciążenia w przypadku prądu stałego przekrój przewodu miedzianego można dobrać na 2 mm2. Silniki Tesli tutaj zabija dwie pieczenie na jednym ogniu. Wszystkie przewody łączące służą również jako bezpieczniki. Dzięki temu nie ma potrzeby stosowania drogiego systemu zabezpieczeń ani dodatkowo stosowania bezpieczników. Ze względu na mały przekrój same przewody łączące topią się w przypadku przeciążenia prądowego i zapobiegają sytuacji awaryjnej. Pisaliśmy o tym więcej.

Na rysunku 507 przewodów to te same złącza.

Na koniec rozważmy ostatnie pytanie, które niepokoi umysły naszych czasów i powoduje falę kontrowersji. Dlaczego Tesla używa akumulatorów litowo-jonowych?

Od razu zastrzegam, że konkretnie w tej kwestii wyrażę swoją subiektywną opinię. Nie musisz się z nim zgadzać)

Przeprowadźmy analizę porównawczą różnych typów akumulatorów.

Oczywiście akumulator litowo-jonowy ma obecnie najwyższą wydajność właściwą. Niestety najlepszy akumulator pod względem gęstości energii i stosunku masy do rozmiaru nie istnieje jeszcze w masowej produkcji. Dlatego w Tesli Udało się wykonać taki zrównoważony akumulator, zapewniający rezerwę mocy do 500 km.

Moim zdaniem drugim powodem jest marketing. Mimo to zasoby takich ogniw wynoszą średnio około 500 cykli ładowania i rozładowania. Oznacza to, że jeśli aktywnie korzystasz z samochodu, to po maksymalnie dwóch latach będziesz musiał wymienić akumulator. Chociaż firma naprawdę.

Głównym problemem samochodów elektrycznych nie jest wcale infrastruktura, ale same „baterie”. Zainstalowanie ładowarek na każdym parkingu nie jest wcale takie trudne. Całkiem możliwe jest zwiększenie wydajności sieci energetycznej. Jeśli ktoś w to nie wierzy, niech pamięta gwałtowny rozwój sieci komórkowych. W ciągu zaledwie 10 lat operatorzy wdrożyli na całym świecie infrastrukturę, która jest wielokrotnie bardziej złożona i kosztowna niż ta, która jest potrzebna w przypadku samochodów elektrycznych. Będzie „nieograniczony” przepływ gotówki i perspektywy rozwoju, więc temat zostanie poruszony szybko i bez większego zamieszania.

Proste obliczenie zużycia baterii dla modelu Tesli S

Najpierw zastanówmy się, „z czego jest zrobiony ten twój hot dog”. Niestety na stronie producenta publikowane są dane dotyczące charakterystyki działania dla kupującego, który nie lubi nawet pamiętać prawa Ohma, więc musiałem poszukać informacji i dokonać własnych przybliżonych szacunków.
Co wiemy o tej baterii?
Istnieją trzy opcje oznaczone kilowatogodzinami: 40, 60 i 85 kWh (40 zostało już wycofane).

Wiadomo, że akumulator składa się z seryjnych akumulatorów Li-Ion 18650 3,7 V. Wyprodukowany przez firmę Sanyo (aka Panasonic), pojemność każdej puszki to podobno 2600mAh, a waga to 48g. Najprawdopodobniej istnieją alternatywne dostawy, ale charakterystyka działania powinna być taka sama, a większość linii produkcyjnej nadal pochodzi od światowego lidera.

(W samochodach produkcyjnych zespoły akumulatorów wyglądają zupełnie inaczej =)
Mówią, że waga pełnego akumulatora to ~500 kg (oczywiście zależy to od pojemności). Pozbądźmy się obudowy ochronnej, układu ogrzewania/chłodzenia, drobiazgów i okablowania ważącego, powiedzmy, 100 kg, zostaje ~ 400 kg akumulatorów. Z jednej puszki ważącej 48 g wychodzi około 8000-10000 puszek.
Sprawdźmy założenie:
85 000 watogodzin / 3,7 wolta = ~23 000 amperogodzin
23000/2,6 = ~8850 puszek
Czyli ~425kg
Więc to mniej więcej się zgadza. Można powiedzieć, że elementów ~2600mAh jest w ilości około 8k.
Tak natknąłem się na film po wykonaniu obliczeń =). Niejasno podano tutaj, że bateria składa się z ponad 7 tysięcy ogniw.

Teraz możemy łatwo oszacować finansową stronę problemu.
Każda puszka jest DZIŚ sprzedawana przeciętnemu nabywcy po cenie ~6,5 dolara.
Żeby nie było bezpodstawnie, potwierdzam zrzutem ekranu. Pary za 13,85 USD:


Cena hurtowa z fabryki będzie podobno prawie 2 razy niższa. Czyli około 3,5-4 dolarów za sztukę. można kupić nawet jedną bibikę (8000-9000 sztuk - to już poważna hurtownia).
I okazuje się, że koszt samych ogniw akumulatorowych wynosi dziś ~30 000 dolarów. Oczywiście Tesla kupuje je znacznie taniej.
Według specyfikacji producenta (Sanyo) mamy gwarantowane 1000 cykli ładowania. Właściwie jest napisane minimum 1000, ale faktem jest, że dla ~8000 puszek minimum będzie istotne.
Zatem jeśli przyjmiemy, że standardowy średni roczny przebieg samochodu wynosi 25 000 km (czyli około 1-2 ładowań tygodniowo), otrzymamy około 13 lat, zanim będzie on CAŁKOWICIE w 100% bezużyteczny. Ale te banki tracą prawie połowę swojej pojemności po 4 latach w tym trybie (fakt ten odnotowano dla tego typu baterii). Faktycznie na gwarancji jeszcze działają, ale auto ma połowę przebiegu. Operacja w tej formie traci wszelki sens.
Oznacza to, że w ciągu 4 lat normalnego użytkowania marnuje się około 30–40 tys. dolarów. Na tym tle wszelkie obliczenia kosztów ładowania wyglądają śmiesznie (w całym okresie życia baterii będzie prąd wart ~2-4 tys. dolarów =).
Nawet na podstawie tych przybliżonych liczb można oszacować perspektywy wyparcia „śmierdzi ICE” z rynku samochodowego.
W przypadku sedana podobnego do Modelu S z silnikiem spalinowym na 25 000 km rocznie benzyna będzie kosztować ~2500-3000 dolarów. Odpowiednio w ciągu 4 lat ~10-14 tys. dolarów.

wnioski

Dopóki cena akumulatorów nie spadnie 2,5-krotnie (lub ceny paliw nie wzrosną 2,5-krotnie=), jest za wcześnie, aby mówić o masowym przejęciu rynku.
Perspektywy są jednak doskonałe. Producenci akumulatorów będą zwiększać pojemność. Baterie staną się lżejsze. Będą zawierać mniej metali ziem rzadkich.
Już w przypadku podobnych puszek (3.7v) przystępna cena hurtowa za pojemność 1000 sztukmAh zostanie zmniejszona do 0,6-0,5 dolara, rozpocznie się masowy ruch w kierunku samochodów elektrycznych(benzyna będzie miała taką samą cenę).
Zalecam monitorowanie innych czynników kształtu baterii. Być może ich ceny będą zmieniać się nierównomiernie.
Zakładam, że takie obniżki cen nastąpią jeszcze przed nową rewolucją w technologii akumulatorów chemicznych. To będzie szybki proces ewolucyjny, który zajmie 2-5 lat.
Pozostaje oczywiście ryzyko gwałtownego wzrostu popytu na takie akumulatory. W efekcie brakuje surowców czy zaopatrzenia, ale wydaje mi się, że wszystko się ułoży. Podobne ryzyko było w przeszłości znacznie przeszacowane i w rezultacie wszystko jakoś się ułożyło.
Warto w tym miejscu zwrócić uwagę na jeszcze jedną ciekawą kwestię. Tesla nie tylko zamyka 8 tys. puszek w jednej „puszce”. Akumulatory przechodzą skomplikowane testy, są do siebie dopasowywane, tworzony jest wysokiej jakości obwód, dodawany jest sprytny układ chłodzenia, cała masa sterowników, czujników i innych podzespołów wysokoprądowych, które nie są jeszcze dostępne dla przeciętnego nabywcy. Taniej będzie więc kupić nowy akumulator od Tesli, niż oszczędzać i kupować jakikolwiek kajak. I okazuje się, że Tesla natychmiast zapisała wszystkich klientów na materiały eksploatacyjne, które kosztują 10 razy więcej niż sama energia ładowania. To dobry biznes =).
Inną rzeczą jest to, że wkrótce pojawią się konkurenci. Przykładowo BMW ma wkrótce rozpocząć produkcję elektrycznej serii i (najprawdopodobniej przez wiele lat zainwestuję w akcje BMW zamiast Tesli). No cóż – więcej.

Premia. Jak zmieni się rynek globalny?

Jeśli chodzi o główny surowiec do produkcji samochodów, zużycie stali gwałtownie spadnie. Aluminium z silników spalinowych będzie migrowało do części karoserii, bo ze stali nie da się już robić karoserii samochodów elektrycznych (zbyt ciężkich). Bez silnika spalinowego skomplikowane i ciężkie elementy stalowe nie są potrzebne. W samochodzie (i infrastrukturze) będzie znacznie więcej miedzi, więcej polimerów, więcej elektroniki, ale prawie nie będzie stali (minimum w elementach trakcyjnych + podwoziu i pancerzu. Wszystko). Nawet opakowania akumulatorów obejdą się bez puszki =).
Zużycie olejów, smarów, płynów i wszelkich dodatków zostanie zredukowane niemal do zera. Cuchnące paliwo stanie się historią. Potrzebnych będzie jednak coraz więcej polimerów, więc Gazprom pozostaje na koniu =). Ogólnie rzecz biorąc, „spalanie” oleju jest irracjonalne. Można z niego wykonać twarde i trwałe wyroby na najwyższym poziomie technologicznym. Era węglowodorów nie zakończy się więc na samochodach elektrycznych, ale reformy na tym rynku będą poważne i bolesne.

Trakcyjne akumulatory litowo-jonoweTesli, co jest w środku?

Tesla Motors to twórca prawdziwie rewolucyjnych eko-samochodów – pojazdów elektrycznych, które nie tylko są produkowane masowo, ale także posiadają unikalne cechy, które pozwalają na używanie ich dosłownie na co dzień. Dziś zajrzymy do wnętrza akumulatora trakcyjnego samochodu elektrycznego Tesla Model S, dowiemy się, jak on działa i odkryjemy magię sukcesu tego akumulatora.

Baterie dostarczane są do klientów w takich pudełkach OSB.

Największą i najdroższą częścią zamienną Tesli Model S jest zespół akumulatora trakcyjnego.

Zespół akumulatora trakcyjnego znajduje się w dolnej części samochodu (w zasadzie na podłodze samochodu elektrycznego), dzięki czemu Tesla Model S ma bardzo nisko położony środek ciężkości i doskonałe prowadzenie. Akumulator mocuje się do części zasilającej nadwozia za pomocą mocnych wsporników (patrz zdjęcie poniżej) lub działa jako część nośna nadwozia.

Według Północnoamerykańskiej Agencji Ochrony Środowiska Amerykańskiej Agencji Ochrony Środowiska (EPA) jedno ładowanie trakcyjnego akumulatora litowo-jonowego Tesli o napięciu znamionowym 400 V DC i pojemności 85 kWh wystarcza na przejechanie 265 mil (426 km), co pozwala na pokonanie największego dystansu spośród podobnych pojazdów elektrycznych. Jednocześnie taki samochód przyspiesza od 0 do 100 km/h w zaledwie 4,4 sekundy.

Sekretem sukcesu Tesli Model S są wysokowydajne cylindryczne akumulatory litowo-jonowe o dużej pojemności energetycznej, dostawcą podstawowych elementów jest znana japońska firma Panasonic. Wokół tych akumulatorów narosło wiele plotek.

ODziekan zoni - toniebezpieczeństwo! Trzymaj się z daleka!

Jeden z właścicieli i entuzjastów Tesli Model S z USA postanowił całkowicie zdemontować zużyty akumulator do Tesli Model S o pojemności energetycznej 85 kWh, aby szczegółowo przestudiować jego konstrukcję. Nawiasem mówiąc, jego koszt jako części zamiennej w USA wynosi 12 000 USD.

Na bloku akumulatora znajduje się powłoka izolująca ciepło i dźwięk, pokryta grubą folią z tworzywa sztucznego. Usuwamy to pokrycie w postaci dywanu i przygotowujemy do demontażu. Do pracy z akumulatorem należy posiadać izolowane narzędzie oraz używać gumowego obuwia i gumowych rękawic ochronnych.

Bateria Tesli. Uporządkujmy to!

Bateria trakcyjna Tesli (zespół akumulatora trakcyjnego) składa się z 16 modułów akumulatorowych, każdy o napięciu znamionowym 25V (wersja zespołu akumulatorowego - IP56). Szesnaście modułów akumulatorowych połączonych szeregowo tworzy akumulator o napięciu nominalnym 400V. Każdy moduł akumulatorowy składa się z 444 ogniw (baterii) 18650 Panasonic (waga jednego akumulatora 46 g), które połączone są w układzie 6s74p (6 ogniw szeregowo i 74 takie grupy równolegle). Łącznie w akumulatorze trakcyjnym Tesli znajduje się 7104 takich elementów (baterii). Bateria jest zabezpieczona przed wpływem środowiska poprzez metalową obudowę z aluminiową osłoną. Po wewnętrznej stronie zwykłej aluminiowej osłony znajdują się plastikowe okładziny w postaci folii. Całość aluminiowej pokrywy zabezpieczona jest śrubami z metalowymi i gumowymi uszczelkami, które dodatkowo uszczelnione są uszczelniaczem silikonowym. Zespół akumulatora trakcyjnego jest podzielony na 14 przedziałów, z których każdy zawiera moduł akumulatora. Każda komora zawiera prasowane arkusze miki na górze i na dole modułów akumulatorowych. Arkusze mikowe zapewniają dobrą izolację elektryczną i termiczną akumulatora od nadwozia pojazdu elektrycznego. Oddzielnie przed akumulatorem, pod jego pokrywą znajdują się dwa podobne moduły akumulatorowe. Każdy z 16 modułów akumulatorowych posiada wbudowany BMU, który podłączony jest do wspólnego systemu BMS, który kontroluje pracę, monitoruje parametry, a także zapewnia ochronę całego akumulatora. Wspólne zaciski wyjściowe (zacisk) znajdują się z tyłu zespołu akumulatora trakcyjnego.

Przed całkowitym demontażem zmierzono napięcie elektryczne (wyniosło około 313,8V), które wskazuje, że akumulator jest rozładowany, ale jest sprawny.

Moduły akumulatorowe wyróżniają się dużą gęstością umieszczonych w nich elementów (baterii) Panasonic 18650 oraz precyzją spasowania części. Cały proces montażu w fabryce Tesli odbywa się w całkowicie sterylnym pomieszczeniu, przy użyciu robotów, przy czym zachowana jest nawet określona temperatura i wilgotność.

Każdy moduł baterii składa się z 444 elementów (baterii), które wyglądem niezwykle przypominają proste baterie AA - są to cylindryczne baterie litowo-jonowe 18650 produkowane przez firmę Panasonic. Energochłonność każdego modułu akumulatorowego takich elementów wynosi 5,3 kWh.

W akumulatorach Panasonic 18650 elektrodą dodatnią jest grafit, a elektrodą ujemną nikiel, kobalt i tlenek glinu.

Bateria trakcyjna Tesli waży 540 kg, a jej wymiary to 210 cm długości, 150 cm szerokości i 15 cm grubości. Ilość energii (5,3 kWh) wytworzona przez tylko jedną jednostkę (z 16 modułów akumulatorowych) jest równa ilości wyprodukowanej przez sto baterii ze 100 laptopów. Do minusa każdego elementu (akumulatora) przylutowany jest przewód (zewnętrzny ogranicznik prądu) jako złącze, które w przypadku przekroczenia prądu (lub w przypadku zwarcia) przepala się i zabezpiecza obwód, a jedynie grupa (6 akumulatorów) w której znajdował się ten element nie działa, wszystkie pozostałe akumulatory działają dalej.

Akumulator trakcyjny Tesli jest chłodzony i podgrzewany za pomocą układu płynów na bazie środka zapobiegającego zamarzaniu.

Podczas montażu swoich akumulatorów Tesla wykorzystuje ogniwa (baterie) produkowane przez firmę Panasonic w różnych krajach, takich jak Indie, Chiny i Meksyk. Ostateczne modyfikacje i umiejscowienie komory baterii zostały przeprowadzone w Stanach Zjednoczonych. Tesla zapewnia serwis gwarancyjny na swoje produkty (w tym akumulator) aż do 8 lat.

Na zdjęciu (powyżej) elementy to akumulatory 18650 Panasonic (elementy są zwinięte na plus „+”).

W ten sposób dowiedzieliśmy się, z czego składa się akumulator trakcyjny Tesli Model S.

Dziękuję za uwagę!

Utrata pojemności akumulatora podczas pracy to jeden z problemów pojazdów elektrycznych, mimo że proces ten jest normą w przypadku każdego urządzenia wyposażonego w akumulatory litowo-jonowe. Eksperci z organizacji Plug-in America ustalili jednak, że samochód elektryczny stanowi pod tym względem wyjątek.

Tak zrobili niezależne badania, które pokazało, że utrata mocy z akumulatora Modelu S nawet podczas długich przebiegów jest niewielka. W szczególności akumulator tego samochodu traci średnio 5% swojej mocy po przejechaniu przez samochód granicy 50 tys. mil (80 tys. km), a przy przejechaniu ponad 100 tys. mil (160 tys. km) - nawet mniej niż 8% . Badanie przeprowadzono na podstawie danych z 500 samochodów elektrycznych Tesla Model S, których łączny przebieg wyniósł ponad 20 milionów km.

Ponadto firma Plug-in America przeprowadziła kolejne badanie, które wykazało, że w ciągu czterech lat (od wejścia na rynek Tesli Model S) liczba zgłoszeń do stacji Tesli z powodu problemów z akumulatorem, silnikiem elektrycznym czy ładowarką znacząco spadła . urządzenie.

Pojemność baterii może zależeć od kilku czynników, takich jak częstotliwość pełnego ładowania baterii, okresy czasu bez ładowania i liczba szybkich ładowań. Dane Plugin America pokazują również, że wskaźniki wymiany głównych komponentów znacznie wzrosły:

Dane te napawają optymizmem, ale mimo to Tesla nadal pracuje nad udoskonaleniem technologii akumulatorów i ogniw. Firma rozpoczęła współpracę naukową z grupą badawczą Jeffa Dahna na Uniwersytecie Dalhousie. Dział ten specjalizuje się w wydłużaniu żywotności ogniw akumulatorów litowo-jonowych, a jego celem jest maksymalizacja przebiegu akumulatorów przy niewielkich stratach mocy.

Należy pamiętać, że akumulator Tesli Model S, jak i sam samochód, objęty jest 8-letnią gwarancją i od 2014 roku nie obowiązują żadne ograniczenia dotyczące przebiegu. Następnie dyrektor generalny Tesli, Elon Musk, wyjaśnił tę decyzję w ten sposób: „Jeśli naprawdę wierzymy, że silniki elektryczne są znacznie bardziej niezawodne niż silniki spalinowe i mają mniej ruchomych części… wówczas nasza polityka gwarancyjna powinna to odzwierciedlać”.