Didesnė talpa, didesnė galia, mažesnis dydis, lengvesnis svoris, lengvesnė masinė gamyba ir pigesnių komponentų naudojimas yra iššūkiai kuriant elektromobilių baterijas. Kitaip tariant, tai priklauso nuo išlaidų ir našumo. Pagalvokite apie tai kaip balansavimo veiksmą, kai pasiekta kilovatvalandė (kWh) turi užtikrinti maksimalų diapazoną, tačiau už priimtiną gamybos kainą. Todėl dažnai matysite baterijų paketų aprašymus, kuriuose nurodomos jų gamybos sąnaudos su skaičiais nuo 240 iki 280 USD/kWh. pavyzdžiui, gamybos metu.
Ir nepamirškime saugumo. Prisiminkite prieš kelerius metus įvykusį „Samsung Galaxy Note 7“ nesėkmę ir EV baterijų atitikmenį, susijusį su transporto priemonių gaisrais ir Černobylio avarijomis. Nelaimės atveju, kai vyksta grandininės reakcijos nelaimės scenarijus, atstumas tarp akumuliatoriaus elementų ir šiluminis valdymas. pakuotę, kad viena ląstelė neuždegtų kitos, kitos ir pan., dar labiau apsunkina elektromobilių baterijų kūrimą. Tarp jų net Tesla turi problemų.
Nors elektromobilių akumuliatorių sudaro trys pagrindinės dalys: akumuliatoriaus elementai, akumuliatoriaus valdymo sistema ir tam tikra dėžė ar konteineris, laikantis juos kartu, kol kas pažvelgsime tik į baterijas ir kaip jos vystėsi naudojant Tesla. bet vis tiek Toyota problema.
Cilindrinė 18650 baterija yra 18 mm skersmens, 65 mm ilgio ir maždaug 47 gramų svorio ličio jonų akumuliatorius. Esant 3,7 voltų vardinei įtampai, kiekviena baterija gali įkrauti iki 4,2 volto ir išsikrauti taip mažai. kaip 2,5 volto, vienoje ląstelėje saugo iki 3500 mAh.
Panašiai kaip elektrolitiniai kondensatoriai, Tesla elektromobilių akumuliatoriai susideda iš ilgų anodo ir katodo lakštų, atskirtų krūvį izoliuojančia medžiaga, susuktų ir sandariai supakuotų į cilindrus, kad būtų sutaupyta vietos ir sukaupta kuo daugiau energijos. Šie katodai (neigiamai įkrauti) ir Anodiniai (teigiamai įkrauti) lakštai turi skirtukus, skirtus panašiems įkrovimams sujungti tarp elementų, todėl gaunama galinga baterija – jei norite, jų yra iki vieno.
Kaip ir kondensatorius, jis padidina savo talpą, sumažindamas atstumą tarp anodo ir katodo lakštų, pakeisdamas dielektriką (minėtą izoliacinę medžiagą tarp lakštų) į didesnį skvarbą ir padidindamas anodo ir katodo plotą. Kitas (galios) Tesla EV akumuliatoriaus žingsnis yra 2170, kurio cilindras yra šiek tiek didesnis nei 18650, 21 mm x 70 mm ir sveria apie 68 gramus. Esant 3,7 voltų vardinei įtampai, kiekviena baterija gali įkrauti iki 4,2 voltų ir iškraunama iki 2,5 volto, viename elemente išsaugoma iki 4800 mAh.
Tačiau yra kompromisas, kuris daugiausia susijęs su atsparumu ir šiluma, palyginti su tuo, kad reikia šiek tiek didesnio indo. 2170 atveju, padidėjus anodo / katodo plokštės dydžiui, įkrovimo kelias pailgėja, o tai reiškia didesnį pasipriešinimą, taigi daugiau. energija, išeinanti iš akumuliatoriaus kaip šiluma ir trukdanti greito įkrovimo reikalavimui.
Norėdami sukurti naujos kartos bateriją su didesne galia (bet be padidinto pasipriešinimo), Tesla inžinieriai sukūrė žymiai didesnę bateriją su vadinamąja „stalų“ konstrukcija, kuri sutrumpina elektros kelią ir taip sumažina atsparumo generuojamą šilumos kiekį. Didžioji dalis to gali būti siejama su geriausiais baterijų tyrinėtojais pasaulyje.
Akumuliatorius 4680 yra suprojektuotas spiralės formos plytelėmis, kad būtų lengviau gaminti, o pakuotės dydis yra 46 mm skersmens ir 80 mm ilgio. Svorio nėra, tačiau pranešama, kad kitos įtampos charakteristikos yra panašios arba identiškos;tačiau kiekvieno elemento talpa yra maždaug 9000 mAh, todėl naujosios „Tesla“ plokščiosios baterijos yra tokios geros. Be to, jos įkrovimo greitis vis dar tinkamas esant dideliam poreikiui.
Nors gali atrodyti, kad kiekvieno elemento dydžio didinimas, o ne susitraukimas prieštarauja akumuliatoriaus projektavimo reikalavimams, patobulinus 4680 galią ir šiluminį valdymą, palyginti su 18650 ir 2170 modeliais, elementų buvo daug mažiau, palyginti su 18650 ir 2170 baterijomis. Varomuose ankstesniuose „Tesla“ modeliuose yra daugiau galios to paties dydžio akumuliatoriaus pakete.
Skaitiniu požiūriu tai reiškia, kad reikia tik apie 960 „4680“ elementų, kad užpildytų tą pačią erdvę kaip ir 4 416 „2170“ elementų, tačiau turi papildomų privalumų, tokių kaip mažesnės gamybos sąnaudos už kWh ir naudojant 4680 Akumuliatoriaus blokas žymiai padidina galią.
Kaip minėta, 4680, palyginti su 2170 baterija, turėtų 5 kartus daugiau energijos ir 6 kartus didesnę galią, o tai reiškia, kad naujesnėje Teslas Rida padidės iki 16%.
Atminkite, kad tai tik „Tesla“ akumuliatorių pagrindai, už technologijos slypi dar daugiau. Tačiau tai gera ateities straipsnio pradžia, nes sužinosime, kaip valdyti akumuliatoriaus energijos suvartojimą, taip pat valdyti saugos problemas. šilumos generavimas, energijos praradimas ir... žinoma... EV akumuliatoriaus gaisro pavojus.
Jei jums patinka „All-Things-Tesla“, čia yra jūsų galimybė įsigyti „Hot Wheels“ RC „Tesla Cybertruck“ versiją.
Timothy Boyeris yra „Tesla“ ir elektromobilių reporteris „Torque News“ Sinsinatyje. Turėdamas ankstyvo automobilių restauravimo patirties, jis reguliariai restauruoja senesnes transporto priemones ir modifikuoja variklius, kad pagerintų našumą. Stebėkite Timą „Twitter“ @TimBoyerWrites, kad gautumėte kasdienes Tesla ir EV naujienas.
Paskelbimo laikas: 2022-02-21