Већи капацитет, већа снага, мања величина, мања тежина, лакша масовна производња и употреба јефтинијих компоненти представљају изазове у дизајнирању ЕВ батерија. Другим речима, све се своди на цену и перформансе. Замислите то као балансирање, где постигнути киловат-сат (кВх) треба да обезбеди максималан домет, али уз разумну цену за производњу. Као резултат тога, често ћете видети описе батерија у којима су наведени трошкови производње, заједно са бројевима, у распону од 240 до 280 долара/кВх током производње нпр.
Ох, и не заборавимо безбедност. Сетите се фијаска са Самсунг Галаки Ноте 7 од пре неколико година, и ЕВ батерија еквивалентних пожарима у возилима и кваровима еквивалентним Чернобиљу. пакет да спречи да једна ћелија запали другу, другу, итд., повећавају сложеност развоја ЕВ батерија. Међу њима, чак и Тесла има проблема.
Док се ЕВ батерија састоји од три главна дела: ћелија батерија, система за управљање батеријама и неке врсте кутије или контејнера који их држи заједно, за сада ћемо само погледати батерије и како су еволуирали са Теслом, али и даље проблем за Тоиоту.
Цилиндрична 18650 батерија је литијум-јонска батерија пречника 18 мм, дужине 65 мм и тежине од приближно 47 грама. При номиналном напону од 3,7 волти, свака батерија може да се пуни до 4,2 волта и да се празни на ниском нивоу. као 2,5 волти, чувајући до 3500 мАх по ћелији.
Слично као и електролитички кондензатори, Теслине батерије електричних возила се састоје од дугих листова аноде и катоде, раздвојених материјалом за изолацију пуњења, смотаних и чврсто спакованих у цилиндре како би се уштедело простора и ускладиштило што је могуће више енергије. Ове катоде (негативно напуњене) и Анодни (позитивно напуњени) листови имају језичке за повезивање сличних пуњења између ћелија, што резултира снажном батеријом - они се сабирају до једног, ако желите.
Баш као и кондензатор, он повећава свој капацитет смањењем размака између анодних и катодних листова, мењањем диелектрика (горег изолационог материјала између листова) у онај са већом пермитивношћу и повећањем површине аноде и катоде. Следећи корак у (снажној) Тесла ЕВ батерији је 2170, који има нешто већи цилиндар од 18650, димензија 21 мм к 70 мм и тежине око 68 грама. При номиналном напону од 3,7 волти, свака батерија може да се напуни до 4,2 волти. волти и пражњење од само 2,5 волти, чувајући до 4800 мАх по ћелији.
Постоји компромис, међутим, то се углавном односи на отпорност и топлоту у односу на потребу за мало већом теглом. У случају 2170, повећање величине анодне/катодне плоче резултира дужим путем пуњења, што значи већи отпор, а самим тим и више енергија која излази из батерије у виду топлоте и омета захтев за брзо пуњење.
Да би направили батерију следеће генерације са већом снагом (али без повећаног отпора), Теслини инжењери су дизајнирали значајно већу батерију са такозваним дизајном „табела“ који скраћује електрични пут и на тај начин смањује количину топлоте коју ствара отпор. Много тога се може приписати томе ко су можда најбољи истраживачи батерија на свету.
Батерија 4680 је дизајнирана у облику спиралне плочице за једноставнију производњу, са величином паковања од 46 мм у пречнику и 80 мм у дужини. Тежина није доступна, али се наводи да су друге карактеристике напона сличне или идентичне;међутим, свака ћелија је оцењена на око 9000 мАх, што је оно што нове Тесла батерије са равним екраном чини тако добрим. Такође, његова брзина пуњења је и даље добра за брзу потражњу.
Иако се може чинити да повећање величине сваке ћелије, а не смањење, није у складу са захтевима дизајна батерије, побољшања у капацитету напајања и термичкој контроли модела 4680 у поређењу са 18650 и 2170 резултирала су знатно мањим бројем ћелија у поређењу са коришћењем батерије 18650 и 2170. - ранији Тесла модели са погоном имају више снаге по батерији исте величине.
Са нумеричке тачке гледишта, ово значи да је потребно само око 960 ћелија „4680″ да би се попунио исти простор као 4.416 „2170″ ћелија, али уз додатне погодности као што су нижи трошкови производње по кВх и коришћење 4680 Батерија значајно повећава снагу.
Као што је поменуто, очекује се да ће модел 4680 понудити 5 пута више складиштења енергије и 6 пута већу снагу у поређењу са батеријом 2170, што значи очекивано повећање вожње са 82 кВх на 95 кВх у новијим Теслас километрима повећању до 16%.
Запамтите, ово су само основе Тесла батерија, иза технологије се крије више. Али ово је добар почетак за будући чланак, јер ћемо научити како да управљамо потрошњом енергије батерије, као и да контролишемо безбедносна питања око стварање топлоте, губитак енергије и… наравно… ризик од пожара ЕВ батерија.
Ако вам се свиђа Алл-Тхингс-Тесла, ево ваше шансе да купите Хот Вхеелс РЦ верзију Тесла Цибертруцк-а.
Тимотхи Боиер је Тесла и ЕВ репортер за Торкуе Невс у Синсинатију. Искусан у раној рестаурацији аутомобила, редовно обнавља старија возила и модификује моторе да би побољшао перформансе. Пратите Тима на Твитеру @ТимБоиерВритес за дневне вести о Тесли и електричним возилима.
Време поста: 21. фебруар 2022