แบตเตอรี่เทสลาทำมาจากอะไร? แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบลาก Tesla มีอะไรอยู่ข้างใน? ประโยชน์ของแบตเตอรี่ Tesla Powerwall

มาดูภายในแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าของ Tesla รุ่น S และดูว่ามันทำงานอย่างไร

ตามรายงานของสำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมแห่งอเมริกาเหนือ (EPA) โมเดล S ต้องการการชาร์จแบตเตอรี่ 85 kWh เพียงครั้งเดียวเพื่อให้ครอบคลุมระยะทางมากกว่า 400 กม. ซึ่งเป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญที่สุดในบรรดารถยนต์ที่คล้ายคลึงกันในตลาดเฉพาะ ในการเร่งความเร็วถึง 100 กม. / ชม. รถยนต์ไฟฟ้าใช้เวลาเพียง 4.4 วินาทีเท่านั้น

กุญแจสู่ความสำเร็จของรุ่นนี้คือการมีแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักที่ Panasonic จัดหาให้ Tesla แบตเตอรี่เทสลาถูกปกคลุมไปด้วยตำนาน ดังนั้นหนึ่งในเจ้าของแบตเตอรี่ดังกล่าวจึงตัดสินใจละเมิดความสมบูรณ์และค้นหาว่าข้างในเป็นอย่างไร อย่างไรก็ตาม ราคาของแบตเตอรี่ดังกล่าวอยู่ที่ 45,000 ดอลลาร์สหรัฐ

แบตเตอรี่อยู่ด้านล่าง ต้องขอบคุณ Tesla ที่มีจุดศูนย์ถ่วงต่ำและการควบคุมที่ยอดเยี่ยม มันถูกยึดติดกับร่างกายโดยใช้วงเล็บ

การแยกวิเคราะห์:

ช่องใส่แบตเตอรี่ประกอบด้วย 16 บล็อกซึ่งเชื่อมต่อแบบขนานและป้องกันจากสิ่งแวดล้อมโดยใช้แผ่นโลหะ เช่นเดียวกับแผ่นพลาสติกที่ป้องกันไม่ให้น้ำเข้า

ก่อนถอดแยกชิ้นส่วนอย่างสมบูรณ์ วัดแรงดันไฟฟ้าซึ่งยืนยันสภาพการทำงานของแบตเตอรี่

การประกอบแบตเตอรี่มีลักษณะเป็นส่วนประกอบที่มีความหนาแน่นสูงและมีความเที่ยงตรงสูง กระบวนการหยิบสินค้าทั้งหมดเกิดขึ้นในห้องปลอดเชื้อโดยใช้หุ่นยนต์

แต่ละบล็อกประกอบด้วยองค์ประกอบ 74 ชิ้น ซึ่งมีลักษณะคล้ายกับแบตเตอรี่แบบนิ้วธรรมดามาก (เซลล์ลิเธียมไอออนของพานาโซนิค) แบ่งออกเป็น 6 กลุ่ม ในเวลาเดียวกันแทบเป็นไปไม่ได้เลยที่จะค้นหาโครงร่างของตำแหน่งและการใช้งาน - นี่เป็นความลับที่ยิ่งใหญ่ ซึ่งหมายความว่าจะสร้างแบบจำลองของแบตเตอรี่นี้ยากมาก เราไม่น่าจะเห็นแบตเตอรี่เทสลารุ่น S แบบอะนาล็อกของจีน

อิเล็กโทรดบวกคือกราไฟต์ และอิเล็กโทรดลบคือนิกเกิล โคบอลต์ และอะลูมิเนียมออกไซด์ ปริมาณแรงดันไฟฟ้าที่ระบุในแคปซูลคือ 3.6V

แบตเตอรี่ที่ทรงพลังที่สุดที่มีอยู่ (ปริมาตรของมันคือ 85 kWh) ประกอบด้วยแบตเตอรี่ดังกล่าว 7104 ก้อน และมีน้ำหนักประมาณ 540 กก. และมีขนาดความยาว 210 ซม. กว้าง 150 ซม. และหนา 15 ซม. ปริมาณพลังงานที่สร้างขึ้นโดยหน่วย 16 หน่วยเพียงหน่วยเดียว เท่ากับปริมาณที่สร้างจากแบตเตอรี่ร้อยก้อนจากคอมพิวเตอร์แล็ปท็อป

เมื่อประกอบแบตเตอรี่ Tesla ใช้ส่วนประกอบที่ผลิตในประเทศต่างๆ เช่น อินเดีย จีน เม็กซิโก แต่การกลั่นกรองขั้นสุดท้ายและบรรจุภัณฑ์ผลิตในสหรัฐอเมริกา บริษัทให้บริการรับประกันสินค้านานถึง 8 ปี

ตอนนี้คุณรู้แล้วว่าแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า Tesla Model S ประกอบด้วยอะไร

เราตรวจสอบการกำหนดค่าของแบตเตอรี่บางส่วน เทสลารุ่น Sด้วยความจุ 85 กิโลวัตต์ชั่วโมง จำได้ว่าองค์ประกอบหลักของแบตเตอรี่คือเซลล์แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนของบริษัท พานาโซนิค 3400 mAh 3.7 V.

เซลล์พานาโซนิค ขนาด18650

รูปแสดงเซลล์ทั่วไป ในความเป็นจริง เซลล์ในเทสลามีการปรับเปลี่ยนเล็กน้อย

ข้อมูลเซลล์ ขนานเข้าร่วม กลุ่ม 74 ชิ้น. เมื่อเชื่อมต่อแบบขนาน แรงดันไฟฟ้าของกลุ่มจะเท่ากับแรงดันไฟฟ้าของแต่ละองค์ประกอบ (4.2 V) และความจุของกลุ่มจะเท่ากับผลรวมของความจุขององค์ประกอบ (250 Ah)

ไกลออกไป หกกลุ่มเชื่อมต่อ ตามลำดับไปยังโมดูล. ในกรณีนี้ แรงดันไฟฟ้าของโมดูลจะรวมจากแรงดันไฟฟ้าของกลุ่มและเท่ากับประมาณ 25 V (4.2 V * 6 กลุ่ม) ความจุยังคง 250 Ah ในที่สุด, โมดูลเชื่อมต่อเป็นอนุกรมเพื่อสร้างแบตเตอรี่. รวมแบตเตอรี่มี 16 โมดูล (รวม 96 กลุ่ม) แรงดันไฟฟ้าของโมดูลทั้งหมดถูกรวมเข้าด้วยกันและรวมเป็น 400 V (16 โมดูล * 25 V)

โหลดสำหรับแบตเตอรี่นี้เป็นไดรฟ์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสที่มีกำลังสูงสุด 310 กิโลวัตต์ ตั้งแต่ P = U * I ในโหมดระบุที่แรงดันไฟฟ้า 400 V กระแส I = P / U = 310000/400 = 775 A ไหลในวงจร เมื่อมองแวบแรกอาจดูเหมือนว่านี่เป็นกระแสที่บ้าคลั่ง สำหรับ "แบตเตอรี่" ดังกล่าว อย่างไรก็ตาม อย่าลืมว่าด้วยการเชื่อมต่อแบบขนานตามกฎหมาย Kirchhoff ฉบับแรก I = I1 + I2 + ... ใน โดยที่ n คือจำนวนสาขาขนาน ในกรณีของเรา n=74 เนื่องจากเราพิจารณาว่าความต้านทานภายในของเซลล์ภายในกลุ่มมีเงื่อนไขเท่ากัน กระแสในเซลล์เหล่านั้นจะเท่ากันดังนั้นกระแสจึงไหลผ่านเซลล์โดยตรง ใน=I/n=775/74=10.5 A.

มันมากหรือน้อย? ดีหรือไม่ดี? เพื่อตอบคำถามเหล่านี้ ให้เรามาดูลักษณะการคายประจุของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ช่างฝีมือชาวอเมริกันได้ทำการถอดแบตเตอรี่แล้วทำการทดสอบหลายครั้ง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง รูปแสดงออสซิลโลแกรมของแรงดันระหว่างการปล่อยเซลล์ที่นำมาจากของจริง เทสลารุ่น S, กระแส: 1A, 3A, 10A.

สไปค์บนเส้นโค้ง 10A เกิดจากการสลับโหลดด้วยตนเองเป็น 3A ผู้เขียนการทดลองกำลังแก้ปัญหาอื่นควบคู่กันไปเราจะไม่พูดถึงมัน

ดังที่เห็นได้จากรูป การคายประจุด้วยกระแส 10 A เป็นไปตามข้อกำหนดสำหรับแรงดันไฟฟ้าของเซลล์อย่างเต็มที่ โหมดนี้สอดคล้องกับการคายประจุตามเส้นโค้ง 3C ควรสังเกตว่าเราใช้กรณีที่สำคัญที่สุดเมื่อกำลังเครื่องยนต์สูงสุด ในความเป็นจริง เมื่อพิจารณาถึงการใช้งานระบบขับเคลื่อนสองมอเตอร์ที่มีอัตราทดเกียร์ที่เหมาะสมแล้ว รถจะทำงานโดยมีการคายประจุ 2 ... 4 A (1C) ในช่วงเวลาที่มีอัตราเร่งที่เฉียบคมมากเท่านั้น เมื่อขับขึ้นเนินด้วยความเร็วสูง กระแสเซลล์จะไปถึงจุดสูงสุดที่ 12 ... 14 A.

มันให้ประโยชน์อะไรอีกบ้าง? สำหรับโหลดนี้ในกรณีของกระแสตรง สามารถเลือกหน้าตัดของตัวนำทองแดงเป็น 2 mm2 เทสลา มอเตอร์สฆ่านกสองตัวด้วยหินก้อนเดียวที่นี่ ตัวนำเชื่อมต่อทั้งหมดยังทำหน้าที่ของฟิวส์ ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องใช้ระบบป้องกันราคาแพง แต่ใช้ฟิวส์เพิ่มเติม ตัวนำไฟฟ้าเชื่อมต่อตัวเองในกรณีที่มีกระแสเกินเนื่องจากส่วนตัดขวางขนาดเล็กละลายและป้องกันเหตุฉุกเฉิน เราเขียนเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้

ในรูป ตัวนำ 507 เป็นตัวเชื่อมเดียวกัน

สุดท้ายนี้ ลองมาพิจารณาคำถามสุดท้ายที่ทำให้จิตใจของเรากังวลและก่อให้เกิดการโต้เถียงกัน เหตุใดเทสลาจึงใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

จองทันทีว่าในเรื่องนี้ฉันจะแสดงความคิดเห็นส่วนตัวของฉันโดยเฉพาะ อาจไม่เห็นด้วยกับเขา)

เราจะทำการวิเคราะห์เปรียบเทียบแบตเตอรี่ประเภทต่างๆ

เห็นได้ชัดว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีประสิทธิภาพเฉพาะสูงสุด แบตเตอรี่ที่ดีที่สุดในแง่ของความหนาแน่นของพลังงานและอัตราส่วนมวล / ขนาดอนิจจายังไม่มีอยู่ในการผลิตจำนวนมาก นั่นคือเหตุผลที่ใน เทสลามันกลายเป็นแบตเตอรี่ที่สมดุลซึ่งให้พลังงานสำรองสูงถึง 500 กม.

เหตุผลที่สองในความคิดของฉันคือการตลาด โดยเฉลี่ยแล้วทรัพยากรของเซลล์ดังกล่าวมีประมาณ 500 รอบการคายประจุ และนี่หมายความว่าด้วยการใช้งานรถอย่างต่อเนื่อง คุณจะต้องเปลี่ยนแบตเตอรี่หลังจากผ่านไปไม่เกินสองปี แม้ว่าบริษัทจริงๆ

การคำนวณอย่างง่ายของการประหยัดแบตเตอรี่ tesla รุ่น S

เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าแบตเตอรี่ประกอบขึ้นจากแบตเตอรี่แบบอนุกรม 18650 Li-Ion 3.7v. ผู้ผลิตซันโย (หรือที่รู้จักว่า Panasonic) ความจุของกระป๋องแต่ละกระป๋องน่าจะอยู่ที่ 2600mAh และน้ำหนัก 48g เป็นไปได้มากว่าจะมีวัสดุสิ้นเปลืองอื่น แต่คุณลักษณะด้านประสิทธิภาพควร ~ เหมือนเดิมและสายพานลำเลียงส่วนใหญ่ยังคงมาจากผู้นำระดับโลก

(ในรถยนต์ที่ผลิต ชุดแบตเตอรี่ดูแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง =)
พวกเขาบอกว่าน้ำหนักของแบตเตอรี่เต็มอยู่ที่ ~ 500 กก. (เป็นที่ชัดเจนว่าขึ้นอยู่กับความจุ) ทิ้งเปลือกป้องกันระบบทำความร้อน / ทำความเย็นสิ่งเล็ก ๆ และการชั่งน้ำหนักสายไฟ สมมติว่า 100 กก. มีแบตเตอรี่เหลืออยู่ ~ 400 กก. ด้วยน้ำหนักหนึ่งกระป๋อง 48 กรัม ประมาณ 8,000-10,000 กระป๋องออกมา
ลองตรวจสอบสมมติฐาน:
85000 วัตต์-ชั่วโมง / 3.7 โวลต์ = ~23000 แอมป์-ชั่วโมง
23000/2.6 = ~8850 กระป๋อง
นั่นคือ ~ 425 กก.
ดังนั้นมันจึงหยาบ เราสามารถพูดได้ว่ามีองค์ประกอบ ~ 2600mAh ในปริมาณประมาณ 8k
เลยมาเจอหนังหลังการคำนวณ =) มีรายงานอย่างคลุมเครือว่าแบตเตอรี่ประกอบด้วยเซลล์มากกว่า 7,000 เซลล์

ตอนนี้เราสามารถประมาณด้านการเงินของปัญหาได้อย่างง่ายดาย
ผู้ซื้อปลีกทั่วไปแต่ละกระป๋องมีราคาประมาณ $ 6.5
เพื่อไม่ให้ไม่มีมูลฉันยืนยันด้วยหน้าจอ ชุดคู่ราคา $13.85:


ราคาขายส่งจากโรงงานน่าจะลดลงเกือบ 2 เท่า นั่นคือประมาณ 3.5-4 เหรียญต่อชิ้น คุณสามารถซื้อ bibika หนึ่งอันได้ (8000-9000 ชิ้น - นี่เป็นการขายส่งที่จริงจังแล้ว)
และปรากฎว่าค่าใช้จ่ายของเซลล์แบตเตอรี่เองในวันนี้คือ ~ 30,000 เหรียญสหรัฐ แน่นอนว่าเทสลาทำให้พวกเขาถูกกว่ามาก
ตามข้อกำหนดของผู้ผลิต (ซันโย) เรามีรอบการชาร์จที่รับประกัน 1,000 รอบ อันที่จริง มีการเขียนอย่างน้อย 1,000 ไว้ที่นั่น แต่ความจริงก็คือว่าสำหรับ ~ 8,000 กระป๋อง ขั้นต่ำจะมีความเกี่ยวข้อง
ดังนั้น หากเราใช้ระยะทางรถยนต์มาตรฐานต่อปีที่ 25,000 กม. (นั่นคือ ประมาณ 1-2 ครั้งต่อสัปดาห์) เราจะใช้งานไม่ได้ประมาณ 13 ปีถึง 100% อย่างสมบูรณ์ แต่ธนาคารเหล่านี้สูญเสียความจุเกือบครึ่งหนึ่งหลังจาก 4 ปีในโหมดนี้ (ข้อเท็จจริงนี้ได้รับการบันทึกไว้สำหรับแบตเตอรี่ประเภทนี้) อันที่จริงพวกเขายังคงทำงานภายใต้การรับประกัน แต่รถมีระยะครึ่งไมล์ การดำเนินการในรูปแบบนี้สูญเสียความหมายทั้งหมด
ดังนั้นที่ไหนสักแห่งประมาณ 30-40k เป็นเวลา 4 ปีของการกลิ้งปกติไปที่เศษเหล็ก เมื่อเทียบกับพื้นหลังนี้ การคำนวณค่าใช้จ่ายในการชาร์จนั้นดูไร้สาระ (จะมีไฟฟ้าอยู่ประมาณ 2-4k ดอลลาร์ตลอดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ =)
แม้จะดูจากตัวเลขคร่าวๆ เหล่านี้แล้ว เราก็สามารถประเมินโอกาสในการขับไล่ "ICE-skunks" ออกจากตลาดรถยนต์ได้
สำหรับรถเก๋งที่คล้ายกับรุ่น S ที่มีเครื่องยนต์สันดาปภายใน 25,000 กม. ต่อปี จะใช้น้ำมันเบนซินประมาณ 2,500-3,000 ดอลลาร์ เป็นเวลา 4 ปี ตามลำดับ ~ $10-14k

ข้อสรุป

โบนัส. ตลาดโลกจะเปลี่ยนไปอย่างไร?

สำหรับรถคันนี้โดยทั่วไปแล้วเมื่อเร็ว ๆ นี้มีทัศนคติที่ขัดแย้งกันมาก หลายคนพูดคุยกันว่าเขาเป็นใคร คนอื่นๆ มีคนมองว่ารถเทสลาเป็นองค์ประกอบที่ยอดเยี่ยมของแคมเปญประชาสัมพันธ์ที่สร้างขึ้นจากการขายของที่มีมาช้านาน แต่ไม่เคยมีใครคิดจะทำรถออกมาเลย แถมยังมีโอกาสน้อยอีกด้วย และยังมีอยู่

แต่ปล่อยให้ข้อพิพาทเหล่านี้ "ลงน้ำ" และดูองค์ประกอบหลักของรถคันนี้ - แบตเตอรี่ มีคนที่ไม่ขี้เกียจเกินไปและไม่บีบเงินจำนวนหนึ่งพวกเขาหยิบแบตเตอรี่ขึ้นมาจากรถ

หน้าตาเป็นแบบนี้

เทสลา มอเตอร์ส คือผู้สร้างรถยนต์อีโคคาร์ที่ปฏิวัติวงการอย่างแท้จริง ซึ่งไม่เพียงแต่ผลิตในปริมาณมาก แต่ยังมีลักษณะเฉพาะที่ช่วยให้ใช้งานได้จริงทุกวัน วันนี้เรามาดูภายในแบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้า Tesla Model S กัน ดูว่ามันทำงานอย่างไร และเผยให้เห็นความมหัศจรรย์ของความสำเร็จของแบตเตอรี่รุ่นนี้

ตามรายงานของสำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมแห่งอเมริกาเหนือ (EPA) โมเดล S ต้องการการชาร์จแบตเตอรี่ 85 kWh เพียงครั้งเดียวเพื่อให้ครอบคลุมระยะทางมากกว่า 400 กม. ซึ่งเป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญที่สุดในบรรดารถยนต์ที่คล้ายคลึงกันในตลาดเฉพาะ ในการเร่งความเร็วถึง 100 กม. / ชม. รถยนต์ไฟฟ้าใช้เวลาเพียง 4.4 วินาทีเท่านั้น

กุญแจสู่ความสำเร็จของรุ่นนี้คือการมีแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักที่ Panasonic จัดหาให้ Tesla แบตเตอรี่เทสลาถูกปกคลุมไปด้วยตำนาน ดังนั้นหนึ่งในเจ้าของแบตเตอรี่ดังกล่าวจึงตัดสินใจละเมิดความสมบูรณ์และค้นหาว่าข้างในเป็นอย่างไร อย่างไรก็ตาม ราคาของแบตเตอรี่ดังกล่าวอยู่ที่ 45,000 ดอลลาร์สหรัฐ

แบตเตอรี่อยู่ด้านล่าง ต้องขอบคุณ Tesla ที่มีจุดศูนย์ถ่วงต่ำและการควบคุมที่ยอดเยี่ยม มันถูกยึดติดกับร่างกายโดยใช้วงเล็บ

แบตเตอรี่เทสลา การแยกวิเคราะห์

ช่องใส่แบตเตอรี่ประกอบด้วย 16 บล็อกซึ่งเชื่อมต่อแบบขนานและป้องกันจากสิ่งแวดล้อมโดยใช้แผ่นโลหะ เช่นเดียวกับแผ่นพลาสติกที่ป้องกันไม่ให้น้ำเข้า

ก่อนถอดแยกชิ้นส่วนอย่างสมบูรณ์ วัดแรงดันไฟฟ้าซึ่งยืนยันสภาพการทำงานของแบตเตอรี่

การประกอบแบตเตอรี่มีลักษณะเป็นส่วนประกอบที่มีความหนาแน่นสูงและมีความเที่ยงตรงสูง กระบวนการหยิบสินค้าทั้งหมดเกิดขึ้นในห้องปลอดเชื้อโดยใช้หุ่นยนต์

แต่ละบล็อกประกอบด้วยองค์ประกอบ 74 ชิ้น ซึ่งมีลักษณะคล้ายกับแบตเตอรี่แบบนิ้วธรรมดามาก (เซลล์ลิเธียมไอออนของพานาโซนิค) แบ่งออกเป็น 6 กลุ่ม ในเวลาเดียวกันแทบเป็นไปไม่ได้เลยที่จะค้นหาโครงร่างของตำแหน่งและการใช้งาน - นี่เป็นความลับที่ยิ่งใหญ่ ซึ่งหมายความว่าจะสร้างแบบจำลองของแบตเตอรี่นี้ยากมาก เราไม่น่าจะเห็นแบตเตอรี่แบบจีนของเทสลารุ่น S!

อิเล็กโทรดบวกคือกราไฟต์ และอิเล็กโทรดลบคือนิกเกิล โคบอลต์ และอะลูมิเนียมออกไซด์ ปริมาณแรงดันไฟฟ้าที่ระบุในแคปซูลคือ 3.6V

แบตเตอรี่ที่ทรงพลังที่สุดที่มีอยู่ (ปริมาตรของมันคือ 85 kWh) ประกอบด้วยแบตเตอรี่ดังกล่าว 7104 ก้อน และมีน้ำหนักประมาณ 540 กก. และมีขนาดความยาว 210 ซม. กว้าง 150 ซม. และหนา 15 ซม. ปริมาณพลังงานที่สร้างขึ้นโดยหน่วย 16 หน่วยเพียงหน่วยเดียว เท่ากับปริมาณที่สร้างจากแบตเตอรี่ร้อยก้อนจากคอมพิวเตอร์แล็ปท็อป

เมื่อประกอบแบตเตอรี่ Tesla ใช้ส่วนประกอบที่ผลิตในประเทศต่างๆ เช่น อินเดีย จีน เม็กซิโก แต่การกลั่นกรองขั้นสุดท้ายและบรรจุภัณฑ์ผลิตในสหรัฐอเมริกา บริษัทให้บริการรับประกันสินค้านานถึง 8 ปี

ดังนั้น คุณจึงได้เรียนรู้ว่าแบตเตอรี่ Tesla Model S ประกอบด้วยอะไรและทำงานอย่างไร

สิ่งที่น่าสนใจเพิ่มเติมเกี่ยวกับเทสลา: อยู่นี่แล้ว อยู่นี่ไง

ก่อนอื่น บริษัท เทสลาเป็นที่รู้จักสำหรับความก้าวหน้าในด้านรถยนต์ไฟฟ้า แนวคิดเรื่องการขนส่งที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมนั้นได้รับการยอมรับจากบริษัทรถยนต์ยักษ์ใหญ่มาอย่างยาวนาน แต่วิศวกรชาวอเมริกันก็สามารถนำแนวคิดนี้มาเข้าใกล้ผลประโยชน์ที่แท้จริงของผู้บริโภคได้ดีกว่าใครๆ ส่วนใหญ่ ระบบจ่ายพลังงานนี้อำนวยความสะดวกให้ ซึ่งควรจะมาแทนที่เครื่องยนต์สันดาปภายในแบบเดิมทั้งหมด และสายแบตเตอรี่สำหรับรถยนต์ไฟฟ้า Tesla Model S เป็นเวทีใหม่ในการพัฒนากลุ่ม

การใช้งานแบตเตอรี่

แรงจูงใจหลักในการพัฒนาแบตเตอรี่ใหม่โดยพื้นฐานเกิดจากงานเพิ่มประสิทธิภาพของรถยนต์ไฟฟ้า ดังนั้นสายงานพื้นฐานจึงมุ่งเน้นไปที่การขนส่งด้วยระบบจ่ายพลังงานที่เป็นนวัตกรรมใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนรุ่นเรือธงนั้นใช้สำหรับรุ่นเทสลารุ่น S คุณลักษณะของพวกเขาคือการยกเว้นหลักการไฮบริดที่เรียกว่าการทำงานของแบตเตอรี่ซึ่งอนุญาตให้ใช้แหล่งจ่ายไฟสลับของเครื่องจากชุดแบตเตอรี่และเครื่องยนต์สันดาปภายใน บริษัทตั้งเป้าที่จะทำให้การจ่ายพลังงานของรถยนต์ไฟฟ้าเป็นอิสระจากเชื้อเพลิงแบบเดิมๆ

อย่างไรก็ตาม ผู้พัฒนาไม่ได้จำกัดอยู่แค่ระบบพลังงานของรถยนต์เท่านั้น จนถึงปัจจุบัน มีการสร้างชุดแบตเตอรี่หลายชุดขึ้นโดยใช้แบตเตอรี่ที่ออกแบบมาสำหรับการใช้งานในครัวเรือนและเชิงพาณิชย์แบบอยู่กับที่ และหากแบตเตอรี่เทสลาสำหรับรถยนต์มุ่งเน้นไปที่การสนับสนุนการทำงานของเกียร์วิ่งและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ออนบอร์ด โมเดลของแบตเตอรี่เก็บพลังงานก็ถือได้ว่าเป็นแหล่งพลังงานที่เป็นสากลและเป็นอิสระ ศักยภาพขององค์ประกอบเหล่านี้เพียงพอต่อการบริการ เช่น เครื่องใช้ในบ้าน แนวความคิดของการจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ยังได้รับการพัฒนา แต่จนถึงขณะนี้ยังไม่มีการพูดถึงการใช้ระบบดังกล่าวอย่างแพร่หลาย

อุปกรณ์แบตเตอรี่

แบตเตอรี่มีโครงสร้างพิเศษและการจัดเรียงองค์ประกอบที่ใช้งาน ประการแรก อุปกรณ์จ่ายไฟใช้ลิเธียมไอออน องค์ประกอบดังกล่าวถูกใช้เป็นอุปกรณ์พกพาและเครื่องมือไฟฟ้ามานานแล้ว แต่งานในการจัดหายานพาหนะที่มีพลังงานนั้นถูกค้นพบครั้งแรกโดยผู้พัฒนาแบตเตอรี่เทสลา สำหรับตัวรถจะใช้บล็อคประกอบด้วยส่วนประกอบ 74 ชิ้นที่มีลักษณะเหมือนแบตเตอรี่ AA บล็อกทั้งหมดแบ่งออกเป็นหลายส่วน (ตั้งแต่ 6 ถึง 16 ขึ้นอยู่กับเวอร์ชัน) กราไฟต์ทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรดบวก และสารตัวเติมเคมีทั้งกลุ่ม รวมถึงอะลูมิเนียมออกไซด์ โคบอลต์ และนิกเกิล ให้ประจุลบ

ในส่วนของการรวมเข้ากับการออกแบบของรถนั้น ก้อนแบตเตอรี่จะติดอยู่ที่ด้านล่าง อย่างไรก็ตาม ตำแหน่งนี้ทำให้รถยนต์ไฟฟ้ามีจุดศูนย์ถ่วงต่ำลง และส่งผลให้มีการควบคุมที่เหมาะสมที่สุด การตรึงโดยตรงจะดำเนินการโดยใช้วงเล็บเหลี่ยม

เนื่องจากมีการเปรียบเทียบโซลูชันดังกล่าวเพียงไม่กี่แบบในปัจจุบัน ประการแรก ความคิดที่จะเปรียบเทียบแบตเตอรี่เทสลากับแบตเตอรี่แบบเดิมอาจปรากฏขึ้น และในแง่นี้ คำถามเกี่ยวกับความปลอดภัย อย่างน้อย วิธีการจัดตำแหน่งดังกล่าวก็เกิดขึ้นอย่างมีเหตุมีผล ภารกิจการให้ความคุ้มครองได้รับการแก้ไขโดยเคสที่มีความแข็งแรงสูงซึ่งใส่แบตเตอรี่เทสลาไว้ อุปกรณ์ของแต่ละบล็อกยังมีแผ่นโลหะปิดอยู่ ยิ่งกว่านั้นไม่ใช่ช่องภายในที่แยกออกมา แต่แต่ละส่วนแยกจากกัน เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ควรเพิ่มการบุด้วยพลาสติกซึ่งออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อป้องกันไม่ให้น้ำซึมเข้าไปใต้เคส

ข้อมูลจำเพาะ

แบตเตอรี่รุ่นที่ทรงพลังที่สุดสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า Tesla ประกอบด้วยแบตเตอรี่ขนาดเล็กประมาณ 7104 ก้อน มีความยาว 210 ซม. หนา 15 ซม. และกว้าง 150 ซม. แรงดันไฟฟ้าในบล็อกคือ 3.6 V สำหรับการเปรียบเทียบ ปริมาณพลังงานที่เกิดจากส่วนหนึ่งของแบตเตอรี่จะสอดคล้องกับศักยภาพที่ผลิตจากแบตเตอรี่ของคอมพิวเตอร์แล็ปท็อปหลายร้อยเครื่อง แต่น้ำหนักของแบตเตอรี่เทสลานั้นค่อนข้างน่าประทับใจ - ประมาณ 540 กก.

ลักษณะเหล่านี้ให้อะไรกับรถยนต์ไฟฟ้า? ตามที่ผู้เชี่ยวชาญระบุ แบตเตอรี่ที่มีความจุ 85 kWh (โดยเฉลี่ยในกลุ่มผู้ผลิต) ช่วยให้คุณขับได้ประมาณ 400 กม. ต่อการชาร์จหนึ่งครั้ง อีกครั้งสำหรับการเปรียบเทียบ ไม่นานมานี้ ผู้ผลิตรถยนต์รายใหญ่ที่สุดในกลุ่ม "สีเขียว" ต่อสู้เพื่อตัวชี้วัดระยะทาง 250-300 กม. ที่สามารถเอาชนะได้โดยไม่ต้องชาร์จใหม่ ไดนามิกของความเร็วนั้นน่าประทับใจเช่นกัน - ทำความเร็วได้ 100 กม. / ชม. ในเวลาเพียง 4.4 วินาที

แน่นอนว่าด้วยคุณสมบัติดังกล่าว คำถามเกี่ยวกับอายุการใช้งานของแบตเตอรี่จึงเกิดขึ้น เนื่องจากประสิทธิภาพสูงหมายถึงอัตราการสึกหรอที่สอดคล้องกันขององค์ประกอบที่ใช้งาน ควรสังเกตทันทีว่าผู้ผลิตให้การรับประกันแบตเตอรี่นาน 8 ปี มีแนวโน้มว่าอายุการใช้งานจริงของแบตเตอรี่เทสลาจะใกล้เคียงกัน แต่จนถึงตอนนี้เจ้าของรถยนต์ไฟฟ้ารายแรกยังไม่สามารถยืนยันหรือปฏิเสธตัวบ่งชี้นี้ได้

ในทางกลับกัน มีการศึกษาที่รายงานการสูญเสียพลังงานแบตเตอรี่ในระดับปานกลาง โดยเฉลี่ยแล้ว บล็อกหนึ่งจะสูญเสียความจุ 5% ต่อ 80,000 กม. มีตัวบ่งชี้อื่นที่ระบุว่าจำนวนคำขอของผู้ใช้รถยนต์ไฟฟ้าของเทสลาเนื่องจากปัญหาในชุดแบตเตอรี่ลดลงเมื่อมีการดัดแปลงใหม่

ความจุของแบตเตอรี่

ด้วยการประเมินตัวบ่งชี้ capacitive ของแบตเตอรี่ ทุกอย่างไม่ชัดเจน เมื่อสายการผลิตพัฒนาขึ้น คุณลักษณะนี้จึงลดลงจาก 60 เป็น 105 kWh หากเราใช้เวอร์ชันที่โดดเด่นที่สุด ตามข้อมูลอย่างเป็นทางการในขณะนี้ ความจุสูงสุดของแบตเตอรี่เทสลาอยู่ที่ประมาณ 100 กิโลวัตต์ชั่วโมง อย่างไรก็ตาม จากผลการตรวจสอบเจ้าของรถยนต์ไฟฟ้ารายแรกที่มีอุปกรณ์ดังกล่าว ปรากฏว่า ตัวอย่างเช่น การดัดแปลง 85 kWh จริงๆ แล้วมีปริมาตร 77 kWh

นอกจากนี้ยังมีตัวอย่างย้อนกลับซึ่งตรวจพบปริมาณที่มากเกินไป ดังนั้น เมื่อศึกษารายละเอียดรุ่นแบตเตอรี่ขนาด 100 kWh กลับกลายเป็นว่าได้รับความจุ 102.4 kWh นอกจากนี้ยังมีความไม่สอดคล้องกันในการกำหนดจำนวนแบตเตอรี่ที่ใช้งาน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การประมาณจำนวนเซลล์แบตเตอรี่มีความคลาดเคลื่อน ผู้เชี่ยวชาญให้เหตุผลว่าแบตเตอรี่ของเทสลาได้รับการอัพเกรดอย่างต่อเนื่อง โดยดูดซับการปรับปรุงและการปรับปรุงใหม่ๆ บริษัทตั้งข้อสังเกตว่าทุก ๆ ปียูนิตรุ่นใหม่มีการเปลี่ยนแปลงในด้านสถาปัตยกรรม ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ และระบบระบายความร้อน แต่ในแต่ละกรณี กิจกรรมของวิศวกรมีเป้าหมายเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์

การปรับเปลี่ยน PowerWall

ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว ควบคู่ไปกับสายผลิตภัณฑ์แบตเตอรี่รถยนต์ เทสลายังกำลังพัฒนากลุ่มอุปกรณ์กักเก็บพลังงานที่ออกแบบมาสำหรับความต้องการใช้ในประเทศ หนึ่งในการพัฒนาล่าสุดและโดดเด่นที่สุดในกลุ่มนี้คือ PowerWall แบบลิเธียมไอออน สามารถใช้ได้ทั้งเป็นแหล่งพลังงานคงที่เพื่อครอบคลุมงานด้านพลังงานบางอย่างและเป็นหน่วยสแตนด์บายที่มีการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอัตโนมัติ แบตเตอรี่เทสลานี้นำเสนอในรุ่นต่าง ๆ ซึ่งมีความจุต่างกัน ดังนั้นรุ่นยอดนิยมคือ 7 และ 10 kWh

สำหรับประสิทธิภาพการทำงาน ศักย์ไฟฟ้าอยู่ที่ 3.3 กิโลวัตต์ที่แรงดันไฟฟ้า 350-450 V และกระแสไฟ 9 A มวลของตัวเครื่องอยู่ที่ 100 กก. คุณจึงลืมเรื่องความคล่องตัวของแบตเตอรี่ไปได้เลย แม้ว่าคุณไม่ควรละเลยความเป็นไปได้ของการใช้บล็อกในประเทศในช่วงฤดูกาล คุณไม่ควรกังวลเกี่ยวกับความเสียหายของแบตเตอรี่ระหว่างการขนส่ง เนื่องจากผู้พัฒนาให้ความสนใจเป็นพิเศษกับการป้องกันทางกายภาพของเคส สิ่งเดียวที่อาจทำให้ผู้ใช้ใหม่ของผลิตภัณฑ์ Tesla ไม่พอใจคือเวลาในการชาร์จแบตเตอรี่ซึ่งอยู่ที่ประมาณ 10-18 ชั่วโมง ขึ้นอยู่กับรุ่นของไดรฟ์

การปรับเปลี่ยน PowerPack

ระบบนี้ใช้องค์ประกอบ PowerWall แต่ออกแบบมาเพื่อให้บริการแก่องค์กรต่างๆ นั่นคือ เรากำลังพูดถึงรุ่นเชิงพาณิชย์ของการจัดเก็บพลังงาน ซึ่งสามารถปรับขนาดได้และสามารถให้ประสิทธิภาพสูงแก่วัตถุเป้าหมาย พอจะพูดได้ว่าความจุของแบตเตอรี่คือ 100 กิโลวัตต์ แม้ว่าความจุนี้จะไม่สูงสุดก็ตาม นักพัฒนาได้จัดเตรียมระบบที่ยืดหยุ่นสำหรับการรวมหลายหน่วยที่มีความสามารถในการจัดหาตั้งแต่ 500 กิโลวัตต์ถึง 10 เมกะวัตต์

ยิ่งไปกว่านั้น แบตเตอรี่ PowerPack หนึ่งก้อนกำลังได้รับการปรับปรุงเพื่อประสิทธิภาพการทำงาน ไม่นานมานี้ได้มีการประกาศการปรากฏตัวของแบตเตอรี่เชิงพาณิชย์รุ่นที่สองของ Tesla ลักษณะในแง่ของพลังงานได้ถึง 200 กิโลวัตต์แล้วและประสิทธิภาพคือ 99% สำรองพลังงานสำรองและคุณสมบัติทางเทคโนโลยีแตกต่างกัน

วิศวกรใช้อินเวอร์เตอร์ชนิดเปลี่ยนกลับได้ใหม่เพื่อให้แน่ใจว่ามีความเป็นไปได้ในการขยายระดับเสียง ด้วยนวัตกรรมนี้ ทั้งกำลังและประสิทธิภาพของเครื่องจึงเพิ่มขึ้น ในอนาคตอันใกล้นี้ บริษัทมีแผนที่จะนำเสนอแนวคิดในการนำเซลล์ PowerPack มาใช้ในโครงสร้างของเซลล์แสงอาทิตย์เสริม Solar Roof ซึ่งจะทำให้สามารถเติมพลังงานศักย์ของแบตเตอรี่ได้โดยไม่ผ่านสายจ่ายไฟหลัก แต่เนื่องมาจากพลังงานแสงอาทิตย์ในโหมดต่อเนื่อง

แบตเตอรี่เทสลาผลิตขึ้นที่ไหน?

ตามที่ผู้ผลิตระบุว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนผลิตโดย Gigafactory ของตัวเอง นอกจากนี้ กระบวนการประกอบเองยังดำเนินการร่วมกับพานาโซนิคอีกด้วย อย่างไรก็ตาม บริษัทญี่ปุ่นยังจัดหาส่วนประกอบสำหรับส่วนแบตเตอรี่ด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Gigafactory ผลิตชุดจ่ายไฟชุดล่าสุดที่ออกแบบมาสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า Model รุ่นที่สาม จากการคำนวณบางอย่าง ปริมาณรวมของแบตเตอรี่ที่ผลิตในรอบการผลิตสูงสุดควรเป็น 35 GWh ต่อปี สำหรับการเปรียบเทียบ ปริมาณนี้ใช้ครึ่งหนึ่งของความจุทั้งหมดของแบตเตอรี่ที่ผลิตในโลก พนักงาน 6,500 คนในองค์กรจะให้บริการที่มีศักยภาพสูงแม้ว่าในอนาคตจะมีการวางแผนที่จะสร้างงานอีกประมาณ 20,000 ตำแหน่ง

ในเวลาเดียวกัน ควรสังเกตว่าแบตเตอรี่เทสลารุ่น S มีการป้องกันการแฮ็กในระดับสูง ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงที่ผลิตภัณฑ์อะนาล็อกปลอมจะปรากฏในตลาดได้จริง นอกจากนี้ กระบวนการผลิตเองยังเกี่ยวข้องกับการมีส่วนร่วมของหน่วยหุ่นยนต์ที่มีความแม่นยำสูง เห็นได้ชัดว่ามีเพียงองค์กรระดับเดียวกับเทสลาเท่านั้นที่สามารถทำซ้ำเทคโนโลยีได้ในวันนี้ อย่างไรก็ตาม บริษัทที่สนใจไม่ต้องการสิ่งนี้ เพราะพวกเขามีส่วนร่วมในการพัฒนาของตนเองในทิศทางนี้

ค่าแบตเตอรี่

ราคาแบตเตอรี่เทสลายังเปลี่ยนแปลงอยู่เป็นประจำ ซึ่งเกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีการผลิตที่ถูกกว่าและการเปิดตัวส่วนประกอบใหม่ที่มีประสิทธิภาพสูงกว่า เมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา แบตเตอรี่สำหรับรถยนต์ไฟฟ้ารุ่น S สามารถซื้อได้ในราคา 45,000 เหรียญสหรัฐ ในขณะนี้ รายการมีราคา $3,000-$5,000 ป้ายราคาที่คล้ายกันใช้กับอุปกรณ์ PowerWall สำหรับใช้ในบ้าน แต่ที่แพงที่สุดคือแบตเตอรี่เทสลาเชิงพาณิชย์ซึ่งมีราคาอยู่ที่ 25,000 เหรียญ แต่สิ่งนี้ใช้ได้กับรุ่นแรกเท่านั้น

แอนะล็อกจากคู่แข่ง

ตามที่ระบุไว้แล้ว Tesla ไม่ได้ผูกขาดในกลุ่มนี้ มีข้อเสนอที่คล้ายคลึงกันมากมายในตลาดซึ่งอาจไม่ค่อยมีใครรู้จัก แต่มีการแข่งขันกันค่อนข้างมากในแง่ของลักษณะ ดังนั้น บริษัท LG ของเกาหลีจึงเสนอทางเลือกอื่นให้กับระบบ PowerWall ซึ่งได้พัฒนาองค์ประกอบ Chem RESU หน่วย 6.5 kWh มีมูลค่า $4,000 เครื่องสะสมที่มีช่วง 6-23 kWh ให้บริการโดย Sunverge ผลิตภัณฑ์นี้โดดเด่นด้วยความสามารถในการตรวจสอบการชาร์จและเชื่อมต่อกับแผงโซลาร์เซลล์ ค่าใช้จ่ายจะแตกต่างกันไปโดยเฉลี่ยตั้งแต่ 10,000 ถึง 20,000 เหรียญ บริษัท ElectrIQ นำเสนออุปกรณ์กักเก็บพลังงานภายในบ้านที่มีความจุไฟฟ้า 10 kWh หน่วยมีราคา 13,000 เหรียญ แต่ราคานี้รวมอินเวอร์เตอร์ด้วย

ผู้ผลิตรถยนต์รายอื่นๆ ต่างก็เข้าใจทิศทางของนวัตกรรม ซึ่งยิ่งทำให้แบตเตอรี่เทสลาแน่นยิ่งขึ้นไปอีกในการดัดแปลงต่างๆ ในตลาด ในบรรดาคู่แข่งของลิงค์นี้ Nissan และ Mercedes ได้รับการกล่าวถึงเป็นพิเศษ ในกรณีแรก มีกลุ่มผลิตภัณฑ์แบตเตอรี่ XStorage ที่มีความจุ 4.2 kWh คุณสมบัติขององค์ประกอบเหล่านี้รวมถึงความปลอดภัยด้านสิ่งแวดล้อมในระดับสูง ซึ่งสอดคล้องกับข้อกำหนดของมาตรฐานล่าสุดของยุโรปสำหรับการผลิตรถยนต์ ในทางกลับกัน Mercedes ผลิตชิ้นส่วนขนาดเล็ก 2.5 kWh แต่สามารถรวมกันเป็นหน่วยที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นซึ่งมีกำลังถึง 20 kWh

ในที่สุด

ผู้ผลิตเทสลาเป็นผู้พัฒนาระบบจ่ายพลังงานเชิงนวัตกรรมและยานยนต์เชิงนิเวศที่ได้รับความนิยมมากที่สุด แต่การเปิดโลกทัศน์ใหม่ในโลกแห่งเทคโนโลยี และบริษัทนี้ต้องเผชิญกับอุปสรรคร้ายแรง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง รถยนต์ไฟฟ้าเทสลารุ่น S ที่ใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมักถูกวิพากษ์วิจารณ์จากผู้เชี่ยวชาญเป็นประจำว่ามีความปลอดภัยสูงไม่เพียงพอในแง่ของการป้องกันอัคคีภัยจากแบตเตอรี่ แม้ว่าในเวอร์ชันล่าสุด วิศวกรได้ทำการปรับปรุงที่สำคัญในเรื่องนี้

ปัญหาการไม่สามารถเข้าถึงแบตเตอรี่สำหรับผู้บริโภคจำนวนมากยังคงมีอยู่ และหากสถานการณ์นี้เปลี่ยนไปด้วยอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลในครัวเรือนเนื่องจากองค์ประกอบที่ถูกกว่า แนวคิดในการจับคู่บล็อคกับแผงโซลาร์เซลล์ยังไม่ประสบความสำเร็จในตลาดเนื่องจากมีค่าใช้จ่ายสูง ความเป็นไปได้ของการจัดเก็บพลังงานฟรีเป็นสิ่งที่มีแนวโน้มและเป็นประโยชน์ต่อผู้ใช้มากที่สุด แต่การได้มาซึ่งระบบดังกล่าวอยู่เหนืออำนาจของผู้บริโภคที่สนใจส่วนใหญ่ด้วยซ้ำ เช่นเดียวกับพื้นที่อื่น ๆ ที่คาดว่าจะใช้แหล่งพลังงานทดแทน หลักการของงานมีข้อดีมากมาย แต่ทำได้โดยใช้อุปกรณ์ไฮเทคที่ซับซ้อนเท่านั้น

บ้าน » ล็อค » แบตเตอรี่เทสลาทำมาจากอะไร? แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบลาก Tesla มีอะไรอยู่ข้างใน? ประโยชน์ของแบตเตอรี่ Tesla Powerwall