Baterii de litiu-ion de tracțiuneTesla., ce e inauntru?
Tesla Motors este creatorul cu adevărat revoluționar de vehicule ecologice - vehicule electrice care nu sunt produse numai în serie, dar, de asemenea, posedă indicatori unici care le permit să utilizeze literalmente zilnic. Astăzi vom privi în interiorul bateriei de vehicule electrice ale modelului Tesla, aflați cum este aranjată și dezvăluie magia succesului acestei baterii.
Livrarea bateriilor către clienți se desfășoară în sertare de la OSB.
Cea mai mare și mai scumpă piesă de schimb pentru Tesla Model S este un bloc al unei baterii de tracțiune.
Un bloc de baterie de tracțiune este situat în partea de jos a mașinii (de fapt este podeaua unei mașini electrice - mașina), datorită căreia modelul Tesla are un centru foarte scăzut de greutate și o manipulare excelentă. Bateria este atașată la partea de alimentare a corpului folosind paranteze puternice (a se vedea fotografia de mai jos) sau efectuează rolul unei părți transportatorului de putere al corpului mașinii.
Potrivit Agenției pentru Protecția Mediului din America de Nord, Agenția pentru Protecția Mediului din SUA (EPA) a unei încărcături de litiu-ion de tracțiune TESLA cu o tensiune nominală de 400V DC, o capacitate de 85 kWh, HP suficient pentru 265 mile (426 km) a unei alergii, care vă permite să depășiți cea mai mare distanță între vehiculele electrice similare. În același timp, o mașină similară accelerează de la 0 la 100 km / h în doar 4,4 secunde.
Secretul succesului modelului Tesla S este bateriile cilindrice cilindrice de înaltă eficiență, furnizorul de elemente de bază ale binecunoscutului Companie japoneză Panasonic. Există câteva zvonuri în jurul acestor baterii.
DESPREdean este suntpericol! Păstrează-te!
Unul dintre proprietarii și entuziaștii Tesla Model S din Statele Unite a decis să dezasambleze complet bateria utilizată pentru intensitatea energetică a modelului Tesla de 85 kWh pentru ao studia în detaliu. Apropo, costul său, ca piese de schimb, în \u200b\u200bStatele Unite, este de 12.000 USD.
De mai sus, acumulatorul este plasat de acoperire termoizolantă și izolatoare, care este închisă cu un film de polietilenă groasă. Eliminăm această acoperire, sub forma unui covor și pregătirea pentru dezasamblare. Pentru a lucra cu bateria, trebuie să aveți un instrument izolat și să utilizați pantofi din cauciuc și mănuși de protecție din cauciuc.
Bateria Tesla. Dezasamblați!
Bateria Tesla (unitatea bateriei de tracțiune) constă din 16 module de baterii, fiecare tensiune nominală de 25V (versiunea acumulatorului - IP56). Șaisprezece module de baterie sunt conectate în serie în baterie cu o tensiune nominală de 400V. Fiecare modul de baterie este alcătuit din 444 elemente (baterii) 18650 Panasonic (greutatea unei baterii 46 g), care sunt conectate în conformitate cu 6S74P (6 elemente secvențial și 74 de astfel de grupări paralele). În total, în bateria de tracțiune Tesla - 7104 a unor astfel de elemente (baterii). Bateria este protejată de mediul înconjurător utilizând o carcasă metalică cu un capac de aluminiu. În interiorul capacului global de aluminiu există căptușeală din plastic, sub forma unui film. Capacul total aluminiu este montat cu șuruburi metalice și garnituri de cauciuc, care sunt sigilate, suplimentar cu etanșantul de silicon. Un bloc dintr-o baterie de tracțiune este împărțit în 14 compartimente, un modul de baterie este plasat în fiecare compartiment. În fiecare compartiment de pe partea superioară și inferioară a modulelor bateriei, sunt plasate foile de mica presate. Foi de mica oferă o izolare bună a bateriei electrice și se încălzește din corpul unui vehicul electric. Separat, două dintre aceleași module baterie sunt plasate în fața bateriei sub capacul său. În fiecare dintre cele 16 module baterie există o unitate BMU încorporată, care este conectată la sistemul General BMS, care gestionează lucrarea, monitorizează parametrii, precum și protejează întreaga baterie. Terminalele de ieșire comune (terminale) se află în partea din spate a blocului de baterii de tracțiune.
Înainte de a fi dezasamblat complet, stresul electric a fost măsurat (a fost de aproximativ 313,8V), ceea ce indică faptul că bateria este descărcată, dar este în stare de funcționare.
Modulele bateriei sunt caracterizate printr-o densitate mare de elemente (baterii) din 18650 Panasonic, care sunt plasate acolo și precizia pieselor de montare. Întregul proces de asamblare de la instalația Tesla trece într-o cameră complet sterilă, folosind roboți, chiar și o anumită temperatură și umiditate sunt rezistente.
Fiecare modul de acumulator este alcătuit din 444 elemente (baterii), care arată extrem de similar cu bateriile simple - acestea sunt acumulatorii cilindrici litiu-ion 18650, fabricați de Panasonic. Intensitatea energetică a fiecărui modul de baterie de la astfel de elemente este de 5,3 kWh.
În acumulatori din 18650 electrod pozitiv Panasonic - grafit și un electrod negativ - nichel, cobalt și oxid de aluminiu.
Bateria de încărcare a Tesla cântărește 540 kg, iar dimensiunile sale sunt de 210 cm lungime, 150 cm lățime și o grosime de 15 cm. Cantitatea de energie (5,3 kWh), produsă de un singur bloc (de 16 module baterie), este egală cu numărul produs de sute de baterii de la 100 de laptopuri. La minusul fiecărui element (baterie), un conector de sârmă (un limitator de curent extern), care, atunci când este acoperit (sau cu un scurtcircuit), arde și protejează circuitul și numai o grupare (de 6 baterii) nu funcționează în care acest element a fost toate celelalte baterii continuă să funcționeze.
Bateria Tesla Tesla este răcită și este încălzită utilizând un sistem lichid pe bază de antigel.
La asamblarea bateriilor sale Tesla, elementele (bateriile) produse de Panasonic în diferite țări, cum ar fi India, RPC și Mexic, se aplică. Rafinarea finală și cazare în carcasa compartimentului pentru baterii sunt fabricate în Statele Unite. Tesla oferă servicii de garanție a produselor sale (inclusiv baterie) timp de până la 8 ani.
În fotografie (de sus), elementele sunt 18650 baterii Panasonic (laminare din elemente din plus "+").
Astfel, am aflat din care modelul Tesla S. constând din bateria Tesla.
Vă mulțumim pentru atenție!
Am revizuit parțial configurația bateriei. Tesla Model S. Capacitate 85 kW * h. Reamintim, elementul principal al bateriei este celula reîncărcabilă litiu-ion a companiei Panasonic, 3400 mAh, 3,7 V.
Celula Panasonic, dimensiuni 18650
Figura arată o celulă tipică. Într-adevăr, celulele sunt ușor modificate în celulă.
Datele de celule. paralel Conectați B. grupuri de 74 buc. Cu o conexiune paralelă, tensiunea grupului este egală cu tensiunea fiecăruia (4,2 V), iar capacitatea grupului este egală cu cantitatea de recipiente ale elementelor (250 AH).
Mai departe Șase grupe Conectați secvențial în modul. În acest caz, tensiunea modulului este însumată din tensiunile grupurilor și este de aproximativ 25 V (4.2 V * 6 grupe). Capacitatea rămâne 250 ah. In cele din urma, modulele sunt conectate secvențial în baterie.. Bateria totală conține 16 module (total 96 de grupuri). Tensiunea tuturor modulelor în același timp este rezumată și se ridică la 400 V (16 module * 25 V).
Ca o încărcătură pentru această baterie, unitatea electrică asincronă este o putere maximă de 310 kW. Deoarece în modul nominal, în modul nominal la o tensiune de 400 V în circuit curge curentul I \u003d P / U \u003d 310000/400 \u003d 775 A. La prima vedere poate părea că este un curent nebun pentru astfel de o baterie". Cu toate acestea, nu trebuie să uitați că cu un compus paralel în conformitate cu prima lege a lui Kirchhoff I \u003d i1 + I2 + în, unde n este numărul de ramuri paralele. În cazul nostru, n \u003d 74. Deoarece în interiorul grupului rezistența internă a celulelor, considerăm că este convențional egală, atunci curenții din ele vor fi aceiași.În consecință, curentul direct prin fluxurile de celule In \u003d i / n \u003d 775/74 \u003d 10,5 a.
Există o mulțime sau puțin? Bun sau rău? Pentru a răspunde la aceste întrebări, consultați caracteristica de descărcare a bateriei litiu-ion. American Craftsmen, dezasamblați bateria, au efectuat o serie de teste. În special, cifra prezintă oscilograme de tensiune atunci când celulele evacuează luate de la real Tesla Model S., curenți: 1a, 3A, 10A.
Splash pe curba 10 A Datorită pornirii manuală a sarcinii pe 3A. Autorul experimentului a rezolvat în paralel o altă sarcină, nu ne vom opri.
După cum se poate observa din figură, descărcarea unui curent de 10 o îndeplinește pe deplin cerințele pentru tensiunea celulei. Acest mod corespunde categoriei curbei 3C. Trebuie remarcat faptul că am luat cel mai critic cazul în care puterea motorului este maximă. Într-adevăr, luând în considerare însăși utilizarea unei unități bidimensionale cu un raport de transmisie optim de cutii de viteze, mașina va funcționa cu o descărcare 2 ... 4 A (1C). Numai la momentele de accelerare foarte ascuțită, atunci când conduceți un munte la viteză mare, curentul celular poate ajunge într-un vârf de 12 ... 14 A.
Ce alte beneficii oferă? Pentru această încărcare în cazul curentului direct, secțiunea transversală a conductorului de cupru poate fi aleasă 2 mm.kv. Motoarele Tesla. Ucide două iepure aici. Toate conductorii de conectare efectuează, de asemenea, funcția de siguranțe. În consecință, nu este nevoie să utilizați un sistem de protecție scump, să utilizați suplimentar siguranțe. Conductorii de conectare înșiși în cazul supraîncărcării curente datorită secțiunii mici topite și împiedică o urgență. Am scris mai multe despre asta.
În imagine, conductorii 507 sunt cei mai mulți conectori.
În cele din urmă, luați în considerare ultima întrebare, care îngrijorează mintea modernității și provocând un val de litigii. De ce se utilizează bateriile litiu-ion Tesla?
Imediat face o rezervare, care în mod specific în această chestiune îmi voi exprima opinia proprie, subiectivă. Nu poți fi de acord cu el)
Realizăm o analiză comparativă a diferitelor tipuri de baterii.
Evident, bateria litiu-ion are astăzi cei mai înalți indicatori specifici. Cea mai bună baterie pe densitatea energetică și raportul dintre masă / dimensiuni nu sunt încă din păcate, nu există o producție în masă. De aceea B. Tesle. Sa dovedit a face o baterie atât de echilibrată, oferind un accident vascular cerebral de până la 500 km.
Al doilea motiv, în opinia mea, marketing. Toate acestea, în medie, resursa unor astfel de celule este de aproximativ 500 de cicluri de descărcare de încărcare. Și acest lucru înseamnă că, cu utilizarea activă a mașinii, va trebui să înlocuiți bateria maximă în doi ani. Deși compania este într-adevăr.
Această mașină este, în general, desigur, recent, o atitudine destul de controversată. Mulți discută despre ce este el, alții. Există oameni care consideră că mașina Tesla cu un element excelent al unei campanii PR construite pe vânzarea faptului că a existat de mult, dar nu a avut loc niciodată nimănui de la acest lucru pentru a face o mașină și el are puțin și chiar există
Dar să lăsăm aceste controverse "peste bord" și să privim elementul principal al acestor mașini - baterii. Au existat oameni care nu erau leneși și nu au urcat pe o anumită sumă de bani au luat și au văzut bateria din mașină.
Așa arăta
Tesla Motors este creatorul autoturismelor ecologice cu adevărat revoluționare, care nu numai că au fost produse în serie, ci și indicatori unici care le permit să utilizeze literalmente zilnic. Astăzi vom privi în interiorul bateriei electrice Tesla Model S Aflați cum este aranjat și dezvăluie magia succesului acestei baterii.
Potrivit Agenției Americane de Protecție a Mediului American (Ele), modelul S este suficient de baterii post-85 kW pentru depășirea a mai mult de 400 km, ceea ce reprezintă cel mai semnificativ indicator între mașinile prezentate pe piața specializată. Pentru overclockare până la 100 km / oră, doar 4,4 secunde sunt suficiente pentru electrocaria.
Cheia succesului acestui model este prezența bateriilor litiu-ion, ale cărei componente sunt expediate pentru Tesla de Panasonic. Bateriile Tesla sunt legende de pantofi. Și, prin urmare, unul dintre proprietarii unei astfel de baterii a decis să-și rupă integritatea și să afle ce este înăuntru. Apropo, costul unei astfel de baterii este egal cu 45 000 USD.
Bateria este situată în partea de jos, datorită căreia Tesla are un centru scăzut de greutate și o manipulare excelentă. Se alătură corpului prin paranteze.
Bateria Tesla. Dezasamblați.
Compartimentul bateriei este format din 16 blocuri care sunt paralele și gardându-se din mediu prin intermediul plăcilor metalice, precum și o suprapunere din plastic care împiedică intrarea apei.
Înainte de a fi dezasamblat complet, tensiunea electrică a fost măsurată, confirmată starea de lucru a bateriei.
Acumularea bateriilor se distinge prin piese de înaltă densitate și de precizie. Întregul proces de configurare trece într-o cameră complet sterilă utilizând roboți.
Fiecare bloc este alcătuit din 74 de elemente, se pare extrem de similar cu bateriile simple de Palter (celule de litiu-ion Panasonic) împărțite în 6 grupe. În același timp, aflați schema de plasare și de muncă este aproape nerealistă - acesta este un mare secret, ceea ce înseamnă că replica acestei baterii va fi extrem de dificilă. Analogul chinezesc al bateriei modelului Tesla este puțin probabil să vedem!
Rolul unui electrod pozitiv este grafit și negativ - nichel, cobalt și oxid de aluminiu. Cantitatea specificată de tensiune electrică în capsulă este de 3,6V.
Cele mai puternice dintre bateriile existente (volumul său este de 85 kW * H) constă din 7104 baterii similare. Și cântărește aproximativ 540 kg, iar parametrii săi sunt de 210 cm în lungime, lățimea de 150 cm și o grosime de 15 cm. Cantitatea de energie produsă de doar un bloc de 16 este egală cu numărul produs de sute de baterii de la computerele laptopului.
La asamblarea bateriilor sale Tesla, elementele fabricate în diferite țări, cum ar fi India, RPC, Mexic, dar în Statele Unite sunt realizate rafinament și echipament final. Compania oferă servicii de garanție pentru produsele sale de până la 8 ani.
Așa că ați învățat din care bateria modelului Tesla și principiul activității sale.
Un alt lucru interesant despre Tesla: Aici ești, și aici este
Este alimentat exclusiv de la electricitatea stocată în baterii.
De la începutul producției de Tesla pe electrocarii sa din modelul modelului S, și mai târziu, iar pe modelul X a instalat bateria cu o capacitate de la 40 la 100 kWh, fiecare constă din 8, 12 sau 16 secțiuni.
Fiecare secțiune este interconectată de mici "degete" baterii Panasonic, ușor depășind bateriile standard AA în dimensiune. Bateriile cilindrice Tesla au un diametru de 18 mm și o înălțime de 65 mm. De asemenea, merită remarcat faptul că avantajul lor este în durabilitate, fiabilitate și productivitate în condiții de mașini aspre.
1 - Baterie reîncărcabilă; Convertor de tensiune (DC / DC); 3 - cablu de înaltă tensiune (culoarea portocalie); 4 - Încărcătorul principal de la bord 10 kW; 5 - Încărcător suplimentar de 10 kW (opțional); 6 - încărcător; 7 - modul de antrenare;
Baterie 40 kWh.
Bateria de 40 de cilindri este de două tipuri: baterie de 40 kilowatt cu 8 secțiuni (segmente / celule) (create pe baza bateriei EV TOYOTA RAV4) și bateria de 60 de kilyatt în care au fost 12 celule și a fost programate să perceapă până la 40 kilowatt.
Tesla Model S 40 kWh nu a folosit popularitatea, astfel încât producția lor a fost încheiată în curând.
Baterie 60 kWh.
Baterie de 60 kW a constat din 12 sau 16 secțiuni. Secțiunea 12 a fost instalată pe modelul S40, bateria cu 16 secțiuni a primit denumirea "nouă" și a fost modificată radical.
Baterie 70/75 kWh.
În plus, această baterie a fost instalată pe modelul S60 (S60D), a fost instalat și pe S70 (S70D) și S75 (S75D), dar cu
Caracteristici extinse.
Bateria de 60 kWh pentru modelul 60 a fost distinsă prin lipsa de 77 de baterii cu degetul, pentru modelul 70, toate cele 16 secțiuni au fost umplute complet cu baterii, datorită creșterii capacității globale a bateriei.
Baterie 85/90 kWh.
Bateria Tesla 85, 90 și 100 kWh este formată din 16 secțiuni. Fiecare celulă este compusă din 444 de baterii "deget" și are propriul card BMS, care gestionează echilibrarea tuturor celulelor.
Cel mai popular acumulator furnizat Tesla (85 kWh), conține 7104 baterii 18650.
În 2015, Panasonic a schimbat proiectarea anodului, mărind capacitatea bateriei de aproximativ 6%, permițând blocurilor bateriei să stocheze până la 90 kW de energie. Ca rezultat, între bateria de 90 kilowați diferă de 85 de kilograme, fără capacitate:
- În primul rând, capacitatea bateriei Panasonic 18650 într-o baterie de 85 kilowați are o greutate - 46 grame, într-o baterie de 90 kilowați, aceeași baterie cântărește 48,5 grame;
- În al doilea rând, există un moment curent în bateria a 85-a - 10c, în 90th - 25c (din acest motiv, modul ridicol este disponibil numai pe Tesla cu bateria de 90 și 100 kWh, deoarece capabilitățile tehnice vă permit să dați o mașină mai mult zburdalnic);
Baterie de 100 kWh.
Cea mai puternică baterie Tesla. Elementele interne ale bateriei au fost reconfigurate astfel încât 516 18650 baterii în fiecare modul.
În total, 8256 de baterii Panasonic au fost plasate într-o baterie de 100 kilowați, capabili să stocheze puțin mai mult de 100 kWh de energie și permițând meșteșugurilor electrice de Tesla să treacă mai mult de 500 de kilometri.
Această baterie are Tokotdach 25c și reprezintă "ultimul cuvânt al tehnologiei" în ingineria bateriei de la compania Tesla.
Și chiar și în acest sens, dezvoltarea și îmbunătățirea nu se opresc. Pentru a îmbunătăți în continuare eficiența bateriilor și a reduce costurile, Tesla a construit o fabrică de baterii mari în scântei, Nevada, numită GigaFactory 1.
Fabrica produce un nou design al bateriei numit 2170. Are un diametru de 21 mm și o înălțime de 70 mm și utilizată inițial în Tesla Powerwall și PowerPack, precum și în noul model Tesla 3 sedan, care este mai mic și mai ieftin de la Modelul S.
Bateria 2170 este de 46% mai mare decât 18.650 și 10-15% mai eficientă din punct de vedere energetic decât 18650.
Este foarte important să încărcați corect bateria, și anume, cu un încărcător adecvat - original sau de la un producător de înaltă calitate, deoarece bateria este supraîncălzită, contactele rele și curentul de calitate slabă, ca urmare a căreia îi afectează cu tărie capacitatea și durabilitatea bateriei.
În timpul funcționării, producătorul nu recomandă expunerea mașinii la efectele continue ale temperaturii peste + 60 ° C sau sub -30C mai mult de 24 de ore
Se recomandă prevenirea descărcării complete a bateriei. Dacă mașina nu este acționată, energia este petrecută treptat pe puterea electronicii de la bord (bateria este evacuată zilnic cu o medie de 1%).
Pentru a preveni descărcarea completă, se recomandă transferul mașinii la modul de economisire a energiei, care oprește alimentarea electronicii de la bord, care va reduce descărcarea la 4% pe lună. De asemenea, merită remarcat faptul că în modul de economisire a energiei, încărcarea unei baterii de 12 volți se oprește că timp de 12 ore va conduce la o descărcare completă. Prin urmare, în acest caz, va trebui să vă conectați la o baterie externă de pornire sau să o înlocuiți.
Dar, nu trebuie să uitați că atunci când activați modul de economisire a energiei - trebuie să conectați mașina la sursa de alimentare timp de 2 luni pentru a preveni descărcarea completă a bateriei Tesla.
Pierderea capacității bateriei în timpul funcționării este una dintre problemele vehiculelor electrice, în ciuda faptului că acest proces este norma pentru orice dispozitive echipate cu baterii litiu-ion. Cu toate acestea, experții companiei de organizare a Americii au descoperit că vehiculul electric în această privință este o excepție.
Așa că au petrecut studiu independent care a arătat că pierderea puterii bateriei modelului chiar și în timpul scurgerii pe termen lung este mică. În special, pachetul de baterii a acestei mașini, media pierde 5% din capacitatea sa după ce a depășit mașina de 50 mii kilometri (80 mii km), și când rulează mai mult de 100 de mii de kilometri (160 mii km) - și la toate cele 8 8 %. Studiul a fost realizat pe baza datelor 500 de electrocaruri de model Tesla, al cărui kilometraj total a fost de peste 12 milioane de mile (20 milioane km).
În plus, plug-inul America a organizat un alt studiu care a arătat că, în patru ani (din momentul eliberării modelului Tesla S pe piață), numărul de apeluri la stațiile de service TESLA din cauza problemelor cu acumulatorul, electric motor sau încărcător a scăzut dispozitivul.
Capacitatea bateriei poate depinde de mai mulți factori, cum ar fi frecvența încărcării complete a containerului, perioadele de ședere în starea neîncărcată și numărul de încărcare rapidă. Datele Plugin America arată, de asemenea, că coeficienții de înlocuire pentru componentele principale s-au îmbunătățit semnificativ:
Aceste date sunt încurajate, dar în ciuda acestei TESLA continuă să lucreze la îmbunătățirea bateriei și tehnologiei celulare. Compania a început cooperarea științifică cu echipa de cercetare Jeff Dahn din Dalhaus. Acest departament este specializat în creșterea duratei de viață a celulelor bateriilor litiu-ion, iar scopul său este extinderea maximă a alergii pe baterie cu o scădere mică de putere.
Rețineți că bateria modelului TESLA, precum și mașina însăși din 2014 are o garanție pentru o perioadă de 8 ani și fără restricții privind kilometrajul. Apoi, șeful Mască de Tesla Ilon a explicat adoptarea unei astfel de soluții ca aceasta: "Dacă credem cu adevărat că motoarele electrice sunt mult mai fiabile decât motoarele de combustie internă, cu mai puține părți în mișcare ... atunci politica noastră de garanție ar trebui să o reflecte . "
