Baterija "Tesla": uređaj, karakteristike, primjena

Tvrtka "Tesla" poznata je prije svega kao proboj u području električnih automobila. Koncept ekološki prihvatljivog prometa odavno su ovladali najveći auto-giganti, ali su američki inženjeri uspjeli približiti ideju stvarnim interesima potrošača. U velikoj mjeri to su olakšali sustavi napajanja električnom energijom, koji su trebali u potpunosti zamijeniti tradicionalni motor s unutarnjim izgaranjem. A linija baterija za električni Tesla Model S označila je novu fazu u razvoju segmenta.

Korištenje baterije

Glavni motivi za razvoj temeljito novih baterija bili su zadaci povećanja performansi električnih automobila. Stoga je osnovna linija usmjerena na osiguranje prijevoza s inovativnim sustavom opskrbe energijom. Osobito za Modeli modela Tesla koriste se verzije litij-ionskih baterija. Njihova značajka je uklanjanje takozvanog hibridnog principa rada akumulatora, u kojem je dopušteno alternativno napajanje stroja iz akumulatora i motora s unutarnjim izgaranjem. Tvrtka namjerava napajanje električnih automobila učiniti potpuno neovisnim od tradicionalnog goriva.

Međutim, programeri nisu ograničeni na sustav napajanja vozila. Do danas je izrađeno nekoliko serija baterija namijenjenih za stacionarnu stambenu i komercijalnu uporabu. A ako je Teslina baterija za automobil usredotočena na podršku funkcionalnosti podvozja i ugrađene elektronike, tada se modeli akumulatora energije mogu smatrati univerzalnim i autonomnim izvorima napajanja. Kapacitet ovih elemenata dovoljan je za servisiranje, na primjer, kućanskih aparata. Koncept akumulacije sunčeve energije također se razvija, ali do sada se ne govori o širokoj distribuciji takvih sustava.

Baterijski uređaj

Baterije imaju posebnu strukturu i konfiguraciju položaja aktivnih elemenata. Prije svega, napajanja se razlikuju na temelju litij-ionske baze. Takvi se elementi odavno koriste kao izvor napajanja mobilni uređaji i električni alati, ali po prvi put su razvijatelji Tesline baterije otkrili zadatak da im se transportira. Za automobil se koristi blok koji se sastoji od 74 dijela koji izvana nalikuju baterijama prstiju. Cijeli blok je podijeljen u nekoliko segmenata (od 6 do 16 ovisno o verziji). Grafit djeluje kao pozitivna elektroda, a cijela skupina kemijskih punila, uključujući aluminijev oksid, kobalt i nikal, daje negativan naboj.

S obzirom na integraciju u dizajn automobila, baterija je pričvršćena na dno. Usput rečeno, upravo to mjesto daje električna vozila smanjenim težištem i, kao rezultat, optimalnom kontrolom. Izravno pričvršćivanje vrši se pomoću potpunih zagrada.

Budući da danas postoje samo analogni modeli sličnih rješenja, najprije se može pojaviti ideja usporedbe Tesline baterije s tradicionalnim baterijama. I u tom smislu, postavlja se logično pitanje sigurnosti, barem, ove metode smještaja. Zadatak pružanja zaštite riješen je slučajem velike čvrstoće u kojem se nalazi Teslina baterija. Uređaj svake jedinice također osigurava prisutnost metalnih ploča koje okružuju. Štoviše, nije izoliran sam unutarnji odjeljak, nego svaki segment odvojeno. Da bi se to dodalo prisutnost plastične obloge, koja je posebno dizajnirana kako bi se uklonili prodor vode u slučaju.

Tehničke specifikacije

Najmoćnija verzija baterije za električni automobil "Tesla" uključuje oko 7104 mini-baterija, duljine 210 cm, debljine 15 cm i širine 150 cm. Napon u jedinici je 3,6 V. Za usporedbu, količina energije koju generira jedan dio baterije odgovara potencijalu koji proizvode baterije stotina prijenosnih računala. No, težina baterije "Tesla" je prilično impresivna - oko 540 kg.

Što daje ove karakteristike električnih automobila? Prema izračunima stručnjaka, baterija kapaciteta 85 kWh (prosječna u sastavu proizvođača) omogućuje vožnju oko 400 km na jednom punjenju. Opet, za usporedbu, ne tako davno, najveći proizvođači automobila u "zelenom" segmentu borili su se za pokazatelje od 250-300 km, što se moglo prevladati bez punjenja. Impresivna i brza dinamika - 100 km / h regrutira se za samo 4,4 sekunde.

Naravno, s takvim svojstvima postavlja se pitanje trajnosti baterije, budući da visoke performanse impliciraju odgovarajuću brzinu trošenja aktivnih elemenata. Odmah treba napomenuti da proizvođač daje 8-godišnje jamstvo na svoje baterije. Vjerojatno će stvarni vijek trajanja baterije "Tesla" biti isti, ali do sada čak ni prvi vlasnici električnih vozila ne mogu potvrditi ili poreći tu brojku.

S druge strane, postoje studije koje pokazuju umjereni gubitak snage baterije. U prosjeku jedinica gubi 5% kapaciteta kapaciteta 80 tisuća km. Postoji još jedan pokazatelj koji ukazuje da se broj zahtjeva od korisnika električnih automobila "Tesla" zbog problema u bateriji smanjuje kako nove verzije postaju dostupne.

Kapacitet baterije

Procjena kapacitivnog indikatora baterije nije sasvim jasna. Razvijajući ravnalo, ova se karakteristika kretala od 60 do 105 kWh, ako uzmemo najznačajnije verzije. Prema tome, prema službenim podacima, trenutni kapacitet baterija Tesline baterije je oko 100 kWh. Međutim, prema rezultatima testiranja prvih vlasnika električnih vozila s takvom opremom, pokazalo se da, na primjer, izmjena 85 kWh zapravo ima kapacitet od 77 kWh.

Postoje obrnuti primjeri u kojima je otkriven višak volumena. Tako se pokazalo da je model akumulatora na 100 kWh u detaljnoj studiji opremljen kapacitetom od 102,4 kWh. Također su otkrivene i nedosljednosti u određivanju broja aktivnih baterija. Konkretno, postoje razlike u procjenama broja baterijskih ćelija. Stručnjaci to pripisuju činjenici da se Teslina baterija stalno nadograđuje, s novim poboljšanjima i poboljšanjima. Sama tvrtka bilježi da svake godine nove verzije uređaja prolaze promjene u arhitekturi, elektroničkim komponentama i sustavima hlađenja. Ali u svakom slučaju, aktivnost inženjera ima za cilj poboljšati performanse proizvoda.

PowerWall modifikacija

Kao što je već spomenuto, paralelno s linijom akumulatora, Tesla razvija i segment uređaji za pohranu energije namijenjene domaćim potrebama. Jedan od najnovijih i najupečatljivijih događaja u ovom segmentu bio je i litij-ionski blok PowerWall. Može se koristiti kao stalni izvor energije za pokrivanje određenih energetskih zadataka i kao pomoćna jedinica s autonomnom funkcijom generatora. Ova baterija "Tesla" predstavljena je u različitim verzijama, koje se razlikuju po kapacitetu. Tako su najpopularniji modeli 7 i 10 kWh.

Što se tiče performansi, energetski potencijal je 3,3 kW pri naponu 350-450 V i struji od 9 A. Masa jedinice je 100 kg, tako da možete zaboraviti na pokretljivost baterije. Iako ne biste trebali odbaciti mogućnost korištenja jedinice u kućici u sezonskom vremenu. Ne biste trebali brinuti o oštećenju baterije tijekom transporta, budući da programeri obraćaju posebnu pozornost na fizičku zaštitu kućišta. Jedino što može uznemiriti novog korisnika ovog proizvoda "Tesla" - vrijeme punjenje baterije što je oko 10-18 sati ovisno o verziji pogona.

PowerPack modifikacija

Ovaj se sustav temelji na elementima PowerWall-a, ali je namijenjen servisiranju poduzeća. To jest, govorimo o komercijalnoj verziji skladišta energije, koja je pogodna za skaliranje i koja je u mogućnosti pružiti visoke performanse ciljnog objekta. Dovoljno je reći da je kapacitet baterije 100 kW, iako taj kapacitet nije maksimalan. Programeri su pružili fleksibilan sustav za kombiniranje nekoliko jedinica s mogućnošću pružanja od 500 kW do 10 MW.

Štoviše, PowerPack pojedinačne baterije također poboljšavaju svoje performanse. Ne tako davno, pojava druge generacije komercijalnih Teslinih baterija, performansi su dosegle 200 kW, a učinkovitost 99%. Ova rezerva skladištenja energije i tehnoloških svojstava razlikuje se.

Inženjeri pružaju mogućnost proširenja volumena korištenjem novog invertera tipa invertera. Zahvaljujući ovoj inovaciji, i snaga i kapacitet jedinice su se povećali. U bliskoj budućnosti tvrtka planira ponuditi koncept uvođenja PowerPack ćelija u strukturu pomoćnih solarnih ćelija Solar Roof. To će omogućiti napajanje energetskog potencijala akumulatora ne preko glavnih vodova nego na štetu slobodne solarne energije u neprekidnom načinu rada.

Gdje se proizvodi Teslina baterija?

Prema proizvođaču, litij-ionske baterije proizvodi vlastitu tvornicu Gigafactory. Osim toga, sam proces montaže provodi se u suradnji s tvrtkom Panasonic. Inače, komponente za segmente baterija isporučuje i japanska tvrtka. Na objektima Gigafactorya posebno se proizvodi najnovija serija agregata za treću generaciju modela električnih automobila. Prema nekim izračunima, ukupna količina proizvedenih baterija u maksimalnom proizvodnom ciklusu trebala bi iznositi 35 GWh godišnje. Za usporedbu, ovaj volumen zauzima polovicu energije proizvedene u svijetu baterija. Takav visoki potencijal služit će 6500 djelatnika poduzeća, iako se u budućnosti planira otvaranje oko 20 tisuća novih radnih mjesta.

Treba napomenuti da model Tesla baterija S ima visok stupanj zaštite od provale, što praktično minimizira rizike krivotvorenih kopija na tržištu. Osim toga, sam proizvodni proces uključuje robotske jedinice visoke preciznosti. Očigledno, danas samo korporacije iste razine kao Tesla mogu ponoviti tehnologiju. Međutim, zainteresiranim tvrtkama to nije potrebno, jer su uključene u vlastiti razvoj u tom smjeru.

Trošak baterije

Cijene Tesla baterija također se redovito mijenjaju, što je povezano s jeftinijim proizvodnim tehnologijama i puštanjem svih novih komponenti s većim performansama. Prije nekoliko godina baterija za električni automobil modela S mogla se kupiti za 45.000 dolara. U ovom trenutku stavke koštaju $ 3,000-5,000. Slične oznake cijena vrijede za kućne aparate PowerWall. Ali najskuplja je komercijalna baterija "Tesla", čija je cijena 25.000 dolara. Ali to se odnosi samo na verziju prve generacije.

Analogi od konkurenata

Kao što je već navedeno, "Tesla" nije monopolist u tom segmentu. Na tržištu postoji dosta sličnih ponuda koje su možda manje poznate, ali su po svojim karakteristikama prilično konkurentne. Dakle, alternativu PowerWall sustavu nudi korejska tvrtka LG, koja je razvila elemente Chem RESU. Jedinica kapaciteta 6.5 kWh procjenjuje se na 4.000 USD. Skladište s rasponom od 6-23 kWh nudi Sunverge. Ovaj proizvod karakterizira mogućnost praćenja naboja i spajanja na solarne ploče. Njegova cijena u prosjeku varira od 10.000 do 20.000 dolara. ElectrIQ nudi kućne uređaje za pohranu energije s kapacitetom od 10 kWh. Jedinica košta 13.000 dolara, ali ova cijena uključuje i pretvarač.

Ostali proizvođači automobila također razvijaju inovativni pravac, koji još više ističe Teslinu bateriju na tržištu u različitim verzijama. Među konkurentima ove veze posebno su istaknuti Nissan i Mercedes. U prvom slučaju, predložena linija baterija XStorage s kapacitetom od 4,2 kWh. Posebnosti ovih elemenata uključuju visok stupanj ekološke sigurnosti, koji se uklapa u zahtjeve najnovijih europskih standarda proizvodnje automobila. S druge strane, Mercedes proizvodi sitne predmete od 2,5 kWh, ali se mogu kombinirati u učinkovitije jedinice, čija snaga doseže 20 kWh.

U zaključku

Proizvođač Tesla je nesumnjivo najpopularniji programer inovativnih sustava opskrbe energijom i ekoloških vozila. No, otvarajući nove horizonte u svijetu tehnologije, ova se tvrtka suočava s ozbiljnim preprekama. Konkretno, električni automobili Tesla Model S s litij-ionskim baterijama redovito kritiziraju stručnjaci za nedovoljno visoku sigurnost u pogledu zaštite od paljenja baterija. Iako su najnoviji inženjeri napravili značajna poboljšanja u tom pogledu.

I dalje ostaje problem nedostupnosti baterija za masovnog potrošača. A ako se ova situacija promijeni s kućanskim uređajima za pohranu zbog jeftinijih elemenata, onda ideja o uparivanju jedinica sa solarnim panelima još uvijek ne može biti uspješna na tržištu zbog visoke cijene. Mogućnosti za akumulaciju slobodne energije su najperspektivnije i korisnije za korisnike, ali kupnja takvih sustava je izvan dosega većine zainteresiranih potrošača. Isto vrijedi i za druga područja u kojima se očekuje korištenje alternativnih izvora energije. Načelo njihovog rada daje puno prednosti, ali se postižu samo na račun sofisticirane high-tech opreme.