Baterie "Tesla": zařízení, vlastnosti, aplikace

Společnost "Tesla" je známá především průlomem v oblasti elektrických automobilů. Koncept dopravy šetrného k životnímu prostředí dlouho zvládl největší automobilový gigant, ale americkí inženýři se podařilo přivést myšlenku blíže ke skutečným zájmům spotřebitele. To bylo do značné míry usnadněno napájecími systémy, které měly zcela nahradit tradiční spalovací motor. A řada baterií pro elektrický model Tesla Model S označila novou etapu ve vývoji segmentu.

Použití baterie

Hlavní důvody pro vývoj zásadně nových baterií byly způsobeny úkoly zvyšování výkonu elektrických automobilů. Proto je základní linie zaměřena na zajištění dopravy s inovačním systémem zásobování energií. Zejména za Model Tesla Model S používají se vlajkové lithium-iontové baterie. Jejich funkcí je odstranění tzv. Hybridního principu provozu baterie, při kterém je povoleno střídavé napájení stroje z akumulátoru a spalovacího motoru. Cílem společnosti je zajistit napájení elektrických vozidel zcela nezávisle na tradičním palivu.

Vývojáři však nejsou omezeni na napájecí systém vozidla. K dnešnímu dni byly vytvořeny několik řad s bateriemi určenými pro stacionární obytné a komerční využití. A pokud je baterie Tesla pro vozidlo zaměřena na podporu funkčnosti podvozků a palubní elektroniky, modely baterií akumulátorů lze považovat za univerzální a autonomní zdroje napájení. Kapacita těchto prvků je dostatečná pro údržbu například domácích spotřebičů. Koncepce akumulace sluneční energie se také vyvíjí, ale zatím není o širokém rozdělení takových systémů diskutováno.

Bateriové zařízení

Baterie mají speciální strukturu a konfiguraci umístění aktivních prvků. Nejdříve se rozlišují zdroje energie na bázi lithium-iontové báze. Tyto prvky byly již dlouho používány jako zdroj energie mobilních zařízení a elektrického nářadí, ale poprvé vývojáři baterie Tesla objevili úkol dodat dopravu k nim. U vozu je použit blok sestávající ze 74 komponentů, které připomínají externí baterie prstů. Celý blok je rozdělen na několik segmentů (od 6 do 16 v závislosti na verzi). Grafit působí jako kladná elektroda a celá skupina chemických plniv, včetně oxidu hlinitého, kobaltu a niklu, dává negativní náboj.

S ohledem na integraci do konstrukce automobilu je akumulátor připojen ke dnu. Mimochodem, přesně toto umístění zajišťuje elektrická vozidla se sníženým těžištěm a v důsledku toho optimální ovladatelnost. Přímé upevnění se provádí pomocí úplných závorek.

Vzhledem k tomu, že dnes existují pouze analogové podobná řešení, může se nejdříve uvažovat o porovnání baterie Tesla s tradičními bateriemi. A v tomto smyslu vzniká logická otázka ohledně bezpečnosti alespoň této metody umístění. Úkolem zajištění ochrany je vyřešen vysoko odolný případ, v němž je baterie Tesla uzavřena. Zařízení každé jednotky rovněž zajišťuje přítomnost uzavřených kovových desek. Kromě toho není samotný vnitřní prostor izolovaný, ale každý segment je odděleně. K tomu je třeba doplnit přítomnost plastové podšívky, která je speciálně navržena tak, aby eliminovala pronikání vody pod skříň.

Technické specifikace

Nejvýkonnější verze baterie pro elektrický vůz "Tesla" obsahuje asi 7104 mini-baterií, má délku 210 cm, tloušťku 15 cm a šířku 150 cm. Napětí v jednotce je 3,6 V. Pro srovnání, množství energie generované jednou částí baterie odpovídá potenciálu, který produkují baterie stovek přenosných počítačů. Ale hmotnost baterie "Tesla" je docela působivá - asi 540 kg.

Co dává tyto vlastnosti elektrických automobilů? Podle výpočtů specialistů vám baterie s kapacitou 85 kWh (průměr v sestavě výrobce) umožňuje řídit přibližně 400 km na jedno nabití. Opět, pro srovnání, ne tak dávno, největší automobilky v "zeleném" segmentu bojovaly za ukazatele 250-300 km silnice, které by mohly být překonány bez dobíjení. Působivá a rychlá dynamika - 100 km / h je rekrutována za pouhých 4,4 sekundy.

Samozřejmě s takovými vlastnostmi vzniká otázka trvanlivosti baterie, protože vysoký výkon znamená odpovídající rychlost opotřebení aktivních prvků. Ihned je třeba poznamenat, že výrobce poskytuje 8letou záruku na jejich baterie. Pravděpodobně skutečná životnost baterie "Tesla" bude stejná, ale zatím ani první majitelé elektrických vozidel nemohou toto číslo potvrdit ani popřít.

Na druhou stranu existují studie, které vykazují mírnou ztrátu energie baterie. V průměru jednotka ztrácí 5% výkonové kapacity 80 tisíc km. Existuje další ukazatel, který naznačuje, že počet požadavků od uživatelů elektrických vozidel "Tesla" z důvodu problémů s akumulátorem klesá s tím, jak budou dostupné nové verze.

Kapacita baterie

Hodnocení kapacitního indikátoru baterie není zcela jasné. Jak se pravítko vyvinulo, tato charakteristika se pohybovala od 60 do 105 kWh, pokud budeme mít nejpozoruhodnější verze. Proto podle oficiálních údajů je současná špičková kapacita akumulátoru baterie Tesla zhruba 100 kWh. Nicméně podle výsledků testování prvních majitelů elektrických vozidel s takovýmto zařízením se ukázalo, že například změna 85 kWh má skutečně kapacitu 77 kWh.

Existují reverzní příklady, ve kterých je zjištěn nadměrný objem. Model baterie na 100 kWh v podrobné studii se tedy ukázal být vybaven kapacitou 102,4 kWh. Rovněž odhalení a nesrovnalosti při určování počtu aktivních baterií. Zejména existují rozdíly v odhadu počtu článků baterie. Odborníci to připisují skutečnosti, že baterie Tesla se neustále vylepšuje a zahrnuje nové vylepšení a vylepšení. Samotná společnost konstatuje, že nové verze jednotky se každým rokem mění v architektuře, elektronických součástech a chladicích systémech. Ale v každém případě se činnost inženýrů snaží zlepšit výkon výrobku.

Modifikace PowerWall

Jak již bylo uvedeno, Tesla současně s linkou pro automobilovou baterii rovněž vyvíjí segment zařízení pro ukládání energie určené pro domácí potřeby. Jedním z nejnovějších a nejpozoruhodnějších vývoje v tomto segmentu byl také lithium-iontový blok PowerWall. Může být použit jako trvalý zdroj energie k pokrytí určitých energetických úkolů a jako záložní jednotka s autonomní funkcí generátoru. Tato baterie "Tesla" je dodávána v různých provedeních, které se liší kapacitou. Takže nejoblíbenější modely jsou 7 a 10 kWh.

Pokud jde o výkon, výkonový potenciál je 3,3 kW při napětí 350-450 V a proudu 9 A. Hmotnost jednotky je 100 kg, takže můžete zapomenout na mobilitu baterie. I když byste neměli odmítnout možnost používání jednotky u chaty v sezónním čase. Neměli byste se starat o poškození baterie během přepravy, protože vývojáři věnují zvláštní pozornost fyzické ochraně pouzdra. Jediná věc, která může narušit nový uživatel tohoto produktu "Tesla" - čas nabíjení baterie což je přibližně 10-18 hodin v závislosti na verzi pohonu.

Modifikace PowerPack

Tento systém je založen na prvcích PowerWall, ale je určen pro servisní podniky. To znamená, že mluvíme o komerční verzi energetického skladu, který je přizpůsobitelný pro škálování a je schopen zajistit vysoký výkon cílového objektu. Stačí říct, že kapacita baterie je 100 kW, ačkoli tato kapacita není maximální. Vývojáři poskytli flexibilní systém pro kombinaci několika jednotek s možností dodávky od 500 kW do 10 MW.

Jednotlivé baterie PowerPack navíc také zlepšují jejich výkon. Ne tak dávno, vzhled druhé generace komerční baterie Tesla, výkonnostní charakteristiky dosáhly 200 kW a účinnost 99%. Tato rezerva na skladování energie a technologické vlastnosti se liší.

Inženýři poskytli možnost rozšíření použité hlasitosti nový měnič střídače. Díky této inovaci se zvýšila výkonnost i kapacita jednotky. V blízké budoucnosti společnost plánuje nabídnout koncept zavádění buněk PowerPack do struktury pomocných solárních článků Solar Roof. To poskytne příležitost doplnit energetický potenciál baterie, nikoliv prostřednictvím hlavního vedení, ale na úkor volné sluneční energie v nepřetržitém režimu.

Kde je vyrobena baterie Tesla?

Podle výrobce, lithium-iontové baterie vyrábí vlastní továrnu Gigafactory. Samotný montážní proces je navíc realizován společně s firmou Panasonic. Mimochodem, součásti pro segmenty baterií dodává také japonská společnost. Zejména v zařízeních Gigafactory se vyrábí nejnovější řada pohonných jednotek pro třetí generaci modelů elektrických vozidel. Podle některých výpočtů by měl být celkový objem baterií vyrobených při maximálním výrobním cyklu 35 GWh za rok. Pro srovnání, tento objem zabírá polovinu veškeré energie vyrobené ve světě baterií. 6500 zaměstnanců podniku bude sloužit tak vysokému potenciálu, i když v budoucnu se plánuje vytvořit zhruba 20 tisíc pracovních míst.

Měli bychom poznamenat, že model T s baterií Tesla má vysoký stupeň ochrany před vloupáním, což prakticky minimalizuje riziko padělání protistrany na trhu. Navíc samotný výrobní proces zahrnuje vysoce přesné robotické jednotky. Je zřejmé, že dnes jen ty firmy, které se nacházejí na stejné úrovni jako Tesla, mohou opakovat technologii. Zainteresované firmy ji však nepotřebují, protože se zabývají vlastním vývojem v tomto směru.

Cena baterie

Ceny baterií Tesla se také mění pravidelně, což je spojeno s levnějšími výrobními technologiemi a uvolněním všech nových komponentů s vyšším výkonem. Před několika lety byla baterie pro model S vybavena elektrickým vozem za 45 000 dolarů. V tuto chvíli položky stojí 3 000 až 5 000 dolarů. Stejné cenové značky platí pro domácí spotřebiče PowerWall. Nejdražší je však komerční baterie "Tesla", jejíž cena je 25 000 USD. To se však týká pouze verze první generace.

Analogy od konkurentů

Jak již bylo uvedeno, "Tesla" není monopolistou segmentu. Existuje poměrně málo podobných nabídek na trhu, které mohou být méně známé, ale mají své vlastnosti velmi konkurenceschopné. Alternativou k systému PowerWall nabízí korejská firma LG, která vyvinula prvky Chem RESU. Jednotka s kapacitou 6,5 kWh se odhaduje na 4 000 USD. Skladování s rozsahem 6-23 kWh nabízí Sunverge. Tento produkt je charakterizován schopností monitorovat nabíjení a připojovat se k solárním panelům. Jeho cena se v průměru pohybuje od 10 000 do 20 000 USD. ElectrIQ nabízí domácí úložiště energie s kapacitním potenciálem 10 kWh. Jednotka stojí 13 000 dolarů, avšak tato cena zahrnuje také střídač.

Jiní výrobci automobilů také vyvíjejí inovativní směr, který ještě více zatěžuje baterii Tesla na trhu v různých verzích. Mezi konkurenty tohoto spojení patří především Nissan a Mercedes. V prvním případě navrhovaná řada baterií XStorage s kapacitou 4,2 kWh. Zvláštností těchto prvků je vysoká míra environmentální bezpečnosti, která splňuje požadavky nejnovějších evropských standardů výroby automobilů. Mercedes vyrábí malé věci o výkonu 2,5 kWh, ale lze je kombinovat do účinnějších jednotek, jejichž výkon dosahuje 20 kWh.

Na závěr

Výrobce Tesla je nepochybně nejoblíbenějším vývojářem inovativních energetických systémů a ekologických vozidel. Ale otevření nových horizontů ve světě technologií a tato společnost čelí vážným překážkám. Zejména odborníci kriticky kritizují elektromobily Tesla Model S s lithium-iontovými bateriemi za nedostatečně vysokou bezpečnost, pokud jde o ochranu před zapálením baterií. Přestože poslední verze inženýrů v tomto ohledu výrazně zlepšila.

Problém nedostupnosti baterií pro masový spotřebitel zůstává i nadále. A pokud se tato situace změní u zařízení pro ukládání domácností kvůli levnějším prvkům, myšlenka spárování jednotek se solárními panely na trhu ještě nemůže být kvůli vysokým nákladům úspěšná. Příležitosti pro akumulaci volné energie jsou nejslibnější a prospěšné pro uživatele, ale nákup takových systémů je mimo dosah většiny zainteresovaných spotřebitelů. Totéž platí pro jiné oblasti, kde se očekává využití alternativních zdrojů energie. Principy jejich práce přinášejí mnoho výhod, ale jsou dosaženy pouze na úkor sofistikovaných špičkových technologií.