Пристрій акумуляторної батареї Tesla Model S. Батарея Tesla S & X Де виробляється акумулятор «Тесла»

Батарея "Тесли" відома всьому світу, завдяки прориву компанії в сфері електромобілів. Ідея не нова і освоюється багато років провідними автомобільними фірмами. Однак американські конструктори змогли оптимізувати даний напрямок, беручи до уваги інтереси споживача. У великій мірі це стало можливим за рахунок інноваційних систем енергопостачання, орієнтованих на повну заміну звичних моторів внутрішнього згоряння. Розглянемо особливості і різновиди даного накопичувача.

застосування

Розробка принципово нових видів акумуляторів типу li-ion обумовлена завданнями підвищення експлуатаційних показників електрокарів. У зв'язку з цим базова лінійка моделі Tesla S орієнтована на забезпечення транспортного засобу інноваційними джерелами живлення. Особливістю літієво-іонних батарей стало впровадження комбінованого режиму роботи, в якому допускається чергування подачі енергії від двигуна внутрішнього згоряння і АБ. При цьому інженери компанії продовжують розробку машин, повністю незалежних від звичного виду пального.

Варто відзначити, що інженери не обмежуються виключно шляхом створення живлять елементів для автомобільного транспорту. Уже випущено кілька версія акумуляторних батарей "Тесли" для побутової та комерційної експлуатації. Якщо варіант для електрокара націлений на підтримування роботи ходових пристроїв і бортової електроніки, то стаціонарні накопичувальні модифікації позиціонуються, як автономні джерела електроенергії. Можливості зазначених елементів дозволяють використовувати їх для обслуговування побутової техніки. Додатково ведуться дослідження по акумуляції сонячної енергії. Роботи поки знаходяться на етапі розробки.

Пристрій

Акумуляторні батареї "Тесли" мають унікальну структурою і способом розміщення активних компонентів. Основною відмінністю від аналогом є літієво-іонна конфігурація. Подібні елементи застосовуються в конструкції мобільних приладів і електричного інструменту. Як АБ для автомобілів їх вперше використали інженери фірми "Тесла". Весь блок ділиться на 74 відсіку, що зовні нагадують пальчикові батарейки. Залежно від конфігурації акумулятора, він включає в конструкцію від 6 до 16 сегментів. Позитивний заряд надходить від графітового електрода, негативний момент створюють кілька хімічних компонентів, включаючи нікель, кобальт і оксид алюмінію.

У машину АКБ Tesla інтегруються за допомогою фіксації на донної частини транспортного засобу. Подібне розташування забезпечує занижений центр ваги електромобіля, підвищуючи керованість. Як кріплення використовуються спеціальні кронштейни. В даний час подібних рішень не так багато, тому часто порівнюють зазначену деталь з традиційною акумуляторною батареєю.

Важливі моменти стосуються безпеки і способу розміщення. Перший фактор гарантується за рахунок високоміцного корпусу, в якому монтується батарея. Крім того, кожен блок оснащується огорожею у вигляді металевих пластин. При цьому виконується ізоляція не всієї внутрішньої частини, а кожного елемента окремо. Також потрібно відзначити наявність накладки з пластика, що запобігає потраплянню всередину води.

Перетворювач.
Високовольтна проводка.
Основне зарядний пристрій.
Додаткова "зарядка".
Роз'єм.
Модуль.

Характеристики батареї "Тесла"

Найпотужніша варіація АБ для електричного автомобіля складається з 7104 маленьких батарей. Нижче наведені параметри зазначеного елемента:

Довжина / товщина / ширина - 2100/150/1500 мм.
Показник електричної напруги - 3,6 В.
Обсяг харчування, що виробляється однією секцією, ідентичний потенційним показниками ста персональних комп'ютерів.
Вага батарей "Тесли" - 540 кг.
Час проїзду на одному заряді на середньому елементі силою 85 кВт / год - близько 400 км.
Набір швидкості до 100 км / год - 4,4 секунди.

При зазначених характеристиках виникає резонне питання, наскільки довговічні зазначені конструкції, адже висока продуктивність передбачає інтенсивний знос активних деталей. Слід зазначити, що виробник на свою продукцію дає вісім років гарантії. Швидше за все, робочий ресурс розглянутих АБ буде таким же.

Поки власники електричних машин не можуть підтвердити або спростувати цей факт. Крім того, є результати досліджень, які свідчать про те, що параметр потужності акумулятора відрізняється її помірної втратою. В середньому цей показник становить близько 5% на 80 тисяч кілометрів. Є й інші факти, що свідчать про те, що власники зазначеного транспортного засобу з приводу неполадок в батарейному відсіку звертаються все рідше, у міру виходу нових моделей.

Ємність батареї "Тесли" (модель S)

Оцінювати емкостную характеристику акумуляторів необхідно з урахуванням розвитку виробництва. Протягом вдосконалення лінійки показник варіювався від 60 до 105 кВт / год. Офіційна інформація свідчить про те, що пікова ємність акумулятора становить близько 100 кВт / год. Як свідчать відгуки власників, реальний параметр буде трохи нижче. Наприклад, батарея "Тесли" на 85 кВт, фактично видає не більше 77 кВт.

В історії наводяться і зворотні приклади, що підтверджують перевищення обсягу. Відомі випадки, коли 100-кіловатна АБ наділялися ємністю близько 102 кВт. Час від часу виявляються протиріччя у визначенні активних живильних компонентів. Переважно, розбіжності спостерігаються в оцінках числа осередків блоку. Пов'язано це з тим, що акумулятор постійно модернізується і допрацьовується, оснащуючись інноваційними елементами.

Компанія-виробник стверджує, що кожен рік оновлені модифікації зазнають трансформації в електронних деталях, охолоджувальній системі, архітектурі. Кінцеве завдання конструкторів - досягнення максимально можливих якісних характеристик виробу.

Версія «Пауер Волл» (Power Wall)

Як уже згадувалося раніше, поряд з випуском акумуляторів автомобіля "Тесла", компанія виробляє побутові версії накопичувачів енергії. Однією з продуктивних і останніх модифікацій став літієво-іонний варіант Power Wall. Він призначений для вироблення енергії в якості постійного джерела або експлуатується, як резервна конструкція по типу автономного генератора. Модель представлена в декількох варіаціях, що відрізняються ємністю і службовців для виконання певних енергетичних завдань. Найпопулярнішими версіями є установки на 7 і 10 кВт / год.

Відносно експлуатаційних параметрів, можна відзначити, що «Пауер Волл» має потужність 3,3 кВт з робочою напругою 350-450 ват, сила струму - 9 А. Вага конструкції становить 100 кілограм, отже, про її мобільності мови не йде. Однак в якості варіанту, наприклад, для дачі в літню пору блок цілком підходить. Транспортується вузол без проблем, оскільки конструктори велику увагу приділяють механічної захисту корпусних частини. До певних недоліків можна віднести тривалий період зарядки акумулятора (12-18 годин), в залежності від модифікації накопичувача.

Модель «Пауер Пак» (Power Pack)

Зазначена система заснована на попередній версії, однак орієнтована на комерційне призначення. Це означає, що така батарея "Тесли" використовується для обслуговування підприємств. Вона являє собою енергетичний накопичувач, піддається масштабування і забезпечує підвищену продуктивність системи на цільовому об'єкті. Слід зазначити, що обсяг акумулятора становить 100 кВт, при цьому зазначена ємність не відноситься до максимального показника. Інженери передбачили гнучку конструкцію агрегації декількох установок з можливістю отримання значення від 500 кВт до 10 МВт.

Поодинокі модифікації також модернізуються в плані якості експлуатації. Вже надійшла офіційна інформація про появу другої генерації комерційних АБ, у яких параметр потужності склав 200 кВт, а коефіцієнт корисної дії наблизився до 99%. Зазначений накопичувач енергії відрізняється технологічними показниками. Щоб розширити обсяг, розробники використовували реверсивний інвертор.

Зазначене нововведення дало можливість підвищити одночасно потужність і продуктивність системи. У планах компанії розробка і впровадження осередків «Пауер Пак» в конструкцію додаткових сонячних компонентів типу Solar Roof. Такий підхід дозволяє відновлювати енергетичний потенціал батареї не через спеціальні магістралі, а за допомогою безкоштовного сонячного потоку в безперервному режимі.

Виробничі потужності

Як стверджує сам виробник, інноваційні акумулятори виготовляються на власному комбінаті Tesla Gigafactory. Складальна процедура організована за участю представників фірми «Панасонік» (поставка комплектуючих елементів для сегментів блоків). На зазначеному підприємстві виробляються новітні конструкції живлять систем, орієнтованих на третю генерацію електричних автомобілів Model.

Передбачається, що сукупність числа виробів, що випускаються на граничному виробничому циклі складе до 35 ГВт / год. Варто підкреслити, що зазначений обсяг являє половину від усіх параметрів елементів живлення, що випускаються в світі. Поточне обслуговування здійснюється колективом з 6,5 тисяч людей. Надалі планується додатково створити ще 20 тисяч робочих місць.

Серед особливостей відзначають високу ступінь захисту від злому акумуляторної батареї. Це нівелює можливі ризики наповнення ринку контрафактними варіаціями. Крім того, сама процедура виробництва передбачає участь в процесі високоточної роботизованою техніки. Немає сумнівів, що відобразити всі виробничі нюанси в нинішній час здатні тільки корпорації рівня "Тесли". Більшість зацікавлених організацій не мають потреби в плагіаті, оскільки інтенсивно ведуть власні розробки.

Цінова політика

Вартість батареї "Тесли" також постійно варіюється через здешевлення виробничих технологій і в зв'язку з виходом оновлених комплектуючих елементів з підвищеними експлуатаційними параметрами. Два-три роки тому розглянутий тип накопичувального пристосування продавався в межах 45 тисяч доларів (близько 3 млн рублів). Зараз блоки мають ціну близько п'яти тисяч доларів (330 000 рублів).

Приблизно така ж вартість у домашніх аналогів конфігурації «Пауер Волл». До найдорожчим версіями зараховують комерційну акумуляторну батарею. Наприклад, перше покоління зазначеного приладу можна придбати за 20-25000 $ (приблизно 1 327 000 - 1 650 000 рублів).

конкуруючі модифікації

Компанія "Тесла" не є монополістом з випуску li-ion акумуляторів. Незважаючи на те, що на ринку інші марки не так відомі, їх параметри цілком конкурентноздатні. Серед популярних представників:

Корейська корпорація LG виробляє накопичувачі Chem Resu, є аналогами тесловскіх PowerWall (система об'ємом 6,5 кВт / ч коштує близько 4 тисяч доларів або 265 000 рублів).
Продукт від Sunverge володіє діапазоном потужності від 6 до 23 кВт / год, відрізняється можливістю моніторингу заряду і приєднання до сонячних панелей (ціна становить 10-20 тисяч доларів або 665 000 - 1 327 000 рублів).
компанія ElectrIQ реалізує побутові накопичувальні акумулятори ємністю 10 кВт / год (разом з інвертором виріб обійдеться в 13000 доларів або в 865 000 рублів).
Серед автомобільних конкурентів виділяються такі фірми, як «Ніссан», «Мерседес».

У першого автогіганта виготовляється серія акумуляторних батарей типу XStorage (робочий об'єм - 4,2 кВт / год). До нюансам зазначеної модифікації зараховують високий рівень екологічної безпеки, повністю відповідає світовим стандартам по випуску легкових машин. У «Мерседеса» виготовляються компактні версії по 2,5 кВт / ч. При цьому їх можна об'єднувати в збільшені продуктивні системи ємністю 20 кВт / год.

Особливості

Батареї електромобіля "Тесла" і їх побутові аналоги для масового споживача не дуже доступні. З системами «Пауер Волл» ситуація дещо змінюється за рахунок здешевлення компонентів. А ось ідея агрегації з блоками сонячних панелей поки успішно не може бути реалізована через високу вартість. Безперечно, можливість акумуляції безкоштовного джерела енергії вигідна для споживачів, проте покупка подібних конструкцій не по кишені більшості зацікавлених користувачів.

Схожа історія і з іншими альтернативними накопичувачами, принцип роботи і використання яких дає масу плюсів, але вимагає застосування високотехнологічних пристроїв та пристроїв.

підсумок

На ринку акумуляторів для електрокарів, "Тесла" є безумовним лідером. Багато в чому це пов'язано з використанням у виробництві екологічно чистого транспорту інноваційного обладнання. При цьому інженери провідної компанії стикаються з певними перешкодами. Наприклад, серію Model S з літієво-іонними елементами критикують за слабкий захист, щодо загоряння живлять елементів.

Однак конструктори постійно вдосконалюють свої моделі і конструктивно відносяться до критики. Наприклад, після єдиного за всю історію експлуатації електромобілів загоряння АБ на машини стали встановлювати порожнистий алюмінієвий брус (для захисту від перешкод на дорожньому покритті), щит з пресованого алюмінію і титанову плиту. Всі, хто купив машини до цього вдосконалення, запропоновано безкоштовно їх доукомплектувати на станціях ТО.

(Середнє: 4,83 з 5)

Тесла Моторс є творцем воістину революційних екомобілів, які не тільки випускаються серійно, але і володіють унікальними показниками, що дозволяють їх використання буквально щодня. Сьогодні ми заглянемо всередину батареї електромобіля Tesla Model S, дізнаємося як вона влаштована і розкриємо магію успіху цього акумулятора.

1. За даними північноамериканського Агентства по захисту навколишнього середовища (ЕРА), Model S досить одного підзарядки батарей об'ємом 85 кВт * год для подолання більш 400 км, що є найбільш значущим показником серед подібних автомобілів, представлених на спеціалізованому ринку. Для розгону до 100 км / год електрокару досить лише 4,4 секунди.

2. Запорукою успіху даної моделі є наявність літій-іонних батарей, основні складові яких поставляються для Тесла компанією Panasonic. Акумулятори Тесла овіяні легендами. І тому один з власників такої батареї зважився порушити її цілісність і з'ясувати, що вона вдає із себе всередині. До речі, вартість подібної батареї дорівнює 45 000 USD.

Акумулятор розташований в днище, завдяки чому Тесла володіє низьким центром ваги і прекрасною керованістю. Приєднується він до кузова за допомогою кронштейнів.

Батарея Tesla. розбираємо

3. Батарейний відсік формують 16 блоків, які паралельно з'єднані і огороджені від навколишнього середовища за допомогою металевих пластин, а також, пластиковою накладкою, що запобігає потраплянню води.

5. До того, як повністю її розібрати, було заміряні електрична напруга, яке підтвердило робочий стан батареї.

Збірка акумуляторів відрізняється високою щільністю і точністю підгонки деталей. Весь процес комплектації проходить в повністю стерильному приміщенні, з використанням роботів.

6. Кожен блок складається з 74 елементів, з вигляду вкрай схожих з простими пальчиковими батарейками (літій-іонні осередки Panasonic), розділених на 6 груп. При цьому, з'ясувати схему їх розміщення і роботи майже нереально - це великий секрет, а значить, зробити репліку даної батареї буде вкрай важко. Китайський аналог акумулятора Tesla Model S ми навряд чи побачимо!

У ролі позитивного електрода служить графіт, а негативного - нікель, кобальт і оксид алюмінію. Зазначений обсяг електричної напруги в капсулі становить 3,6.

7. Система охолодження акумулятора Tesla.

8. Найпотужніший з наявних акумуляторів (його обсяг становить 85 кВт * год) складається з 7104 подібних батарей. І важить він близько 540 кг, а його параметри рівні 210 см в довжину, 150 см в ширину і 15 см в товщину. Кількість енергії, що виробляється за все одним блоком з 16, дорівнює кількості, виробленому сотнею акумуляторів від портативних комп'ютерів.

9. При складанні своїх батарей Тесла застосовують елементи, вироблені в різних країнах, таких, як Індія, КНР, Мексика, але фінальна доопрацювання і комплектація виробляються в Сполучених Штатах. Компанія надає гарантійної обслуговування своєї продукції на термін до 8 років.

Навесні 2015 року компанія Tesla показала публіці новий акумулятор для будинку. За своєю суттю він є новий етап розвитку корпорації. Ця батарея є черговим кроком на шляху до створення розумного будинку, який буде не залежати від зовнішніх комунікацій.

Історія створення

Видобуток і споживання електричної енергії в 21 столітті є однією з найважливіших проблем. Від неї багато в чому залежать перспективи всього людства. Традиційно отримання електроенергії здійснюється двома шляхами:

комерційним (переробка вугілля, нафти, газу, ядерної енергії, використання води та сонячної енергії);
некомерційним (переробка промислових відходів, дров, використання мускульної сили).

Причому, на комерційні джерела припадає понад 90% усього видобутку електроенергії. Така тенденція спостерігається не один десяток років, не дивлячись на істотне криза паливних ресурсів і забруднення атмосфери. Якщо не почати виправляти ситуацію, то може наступити або криза енергії, або глобальна екологічна катастрофа. Тому, компанія тесла вирішила внести свою лепту в удосконалення систем видобутку і використання електроенергії шляхом розробки інноваційного акумулятора.

Проектом зі створення цієї унікальної батареї тесла керував сам Елон Маск, якого можна вважати революціонером в сфері інформаційних технологій. Дійсно, ще 10 років тому практично ніхто не вірив в успіх електромобілів. Однак, стараннями Елона Маска вдалося створити популярний якісний електромобіль Tesla Model S, який захоче купити кожен автомобіліст. Виявилося, що незважаючи на монополію двигунів внутрішнього згоряння, альтернатива рідкого палива була знайдена вже давно. Просто ніхто не наважувався змінювати усталені традиції. Слідом за успіхом електромобілів компанія тесла вирішила зайнятися розробкою побутового акумулятора.

Рішення про це було презентовано 30 квітня самим Елон Маск. Така революційна розробка повинна не тільки позитивно позначитися на навколишньому середовищу, а й на економіці в цілому. Новий акумулятор названий Tesla Powerwall. Він дозволить вам зменшити викиди вуглекислого газу в атмосферу і істотно зменшити витрати на електроенергію. Тобто, по суті, компанія тесла зайнялася продовженням ідеї по автономному забезпечення будинків, що вже не є чимось унікальним. Вже сьогодні багато власників заміських будинків покривають дахи своїх осель сонячними панелями, які живлять собою свинцево-кислотні акумулятори. Новий акумулятор від компанії тесла повинен стати набагато більш ефективним і економічно вигідним.

Робота акумулятора Powerwall

Батарея Powerwall може брати енергію як від сонячних панелей, так і від інших джерел енергії. Система може мати ємність 7 і 10 кВт. Відповідно, перший варіант підходить для щоденного застосування, а другий - для створення енергетичних запасів. За підрахунками фахівців середньостатистична американська сім'я, яка живе в окремому будинку з трьома спальнями, яка буде експлуатувати батарею тесла, витрачає приблизно 3200 кВт на годину. Тому, повністю заряджений акумулятор може забезпечувати такий будинок приблизно на 4-5 годин.

Передбачається, що установка батарей тесла буде здійснюватися спільно з фірмою Solar City. Ця компанія займається виготовленням та монтажем сонячних батарей, а її найбільшим акціонером також є геніальний Елон Маск. В подальшому планується задіяти і інших партнерів, які братимуть участь у розвитку проекту. За даними фінансових експертів, продаж нових батарей може принести компанії Tesla майже $ 4,5 млрд. Це пов'язано з тим, що багато крупних фірм зможуть використовувати нові акумулятори в своїх цілях. Саме для них і буде розроблена система Powerpack, яка буде включати в себе цілий набір акумуляторних блоків ємністю по 100 кВт на годину. У промислових цілях ці батареї можуть бути об'єднані в загальну систему ємністю 10 МВт на годину і навіть більше. Компанія Tesla вже повідомила про те, що обладнання вже початок тестуватися в американських фірмах Walmart і Cargill.

Переваги батареї Tesla Powerwall

Застосування літій-іонних акумуляторних елементів

Використання літій-іонних акумуляторів є важливим інноваційним рішенням, яке було взято за основу для створення батареї Powerwall.Ета батарея значно перевершує за багатьма параметрами традиційні кислотно-свинцеві зразки. Так, свинцево-кислотний акумулятор має не більше 800 циклів розрядки і зарядки. У той же час, літій-іонна батарея має 1000-1200 циклами зарядки і розрядки. Крім того, літій-іонний акумулятор в кілька разів краще свинцевого по співвідношенню ваги і ємності.

приємний дизайн

Саме завдяки невеликим розмірам батарея компанії тесла отримала гарний і стильний дизайн. Розробники Tesla Powerwall вирішили, що цей продукт повинен створювати приємне перове враження, яке в підсумку може стати визначальним. Цей виріб відрізняється округлими краями і відносно невеликою товщиною в порівнянні з конкурентами. Крім того, для цих акумуляторних батарей творці пропонують велику різноманітність кольорів. Тому, навіть без урахування технічних характеристик, Tesla Powerwall обов'язково приверне вашу увагу. Це пристрій можна закріпити прямо на стіну, де воно буде займатися мінімум простору.

цілісна екоструктура

Новий акумулятор Powerwall представлений в двох модифікаціях, кожна з яких має ємність 7 і 10 кВт на годину. Їх вартість становить 3 тисячі і 3,5 тисячі доларів відповідно. В принципі, якщо споживачеві з якихось причин не буде вистачати ємності, то він може додати в систему ще кілька батарей, наростивши загальну ємність до 90 кВт на годину. Тобто, максимально ви зможете підключити до 9 батарей. Для того, щоб підключити ці акумулятори, не потрібно досконально вивчати принципи побудови електричних мереж. Тут ви зможете вирішити всі проблеми одним кабелем.

Ефективне рішення для бізнесу і промисловості

Паралельно з Powerwall була представлена й інша система, яка призначається для забезпечення електроенергією промислових об'єктів. Це новинка отримала назву Tesla Powerpack. Особливість цієї батареї полягає в можливості нескінченного нарощування потенційної ємності, досягаючи декількох гігават на годину. Цей акумулятор був створений під керівництвом Ілона Маска, який звик мислити масштабно. Тому, ця батарея була презентована не стільки для окремих користувачів, скільки для всієї системи електрифікації в цілому. Для того, щоб забезпечити всю планету енергією компанія тесла збирається створити більш 900 мільйонів акумуляторів Powerpack.

Ця система буде піклуватися про екологію, що дозволить повністю відмовитися від промислової вироблення електроенергії за допомогою викопних ресурсів. Все це дозволить зменшити викид зовнішніх речовин в навколишнє середовище. Крім того, акумулятор Tesla Powerpack дозволить домогтися повної автономії будь-якого промислового об'єкта.

Розрахунок окупності в Росії

Перед тим, як придбати акумулятор компанії тесла, слід зрозуміти, чи стане це вигідним саме для вас. Якщо прийняти кількість споживаної енергії на добу за 10 кВт на годину, то це буде так само використання повної ємності акумулятора за добу. Ціна батареї Tesla Powerwall становить 3,5 тисячі, що за діючим курсом становить приблизно 175 тисяч рублів. Крім того, не варто забувати про необхідність придбання інвертора, який за сучасними мірками коштує 1,5 тисячі доларів. Також не потрібно забувати про втрати, які можуть мати місце в електричному ланцюзі, що складається з акумулятора, перетворювача струму і інвертора. При цьому, сумарний ККД акумулятора тесла становить приблизно 87%. Тому, користувач отримує не всі 10 кВт на годину, а тільки 8,7 кВт на годину.

З урахуванням двухзонной тарифікації денне споживання енергії становить 5 кВт на годину, що становить 57% від максимального ресурсу обладнання Tesla Powerwall. Вся інша енергія при цьому йде на вечірній споживання. При такому розрахунку на добу використання електромережі витрати за рік складуть приблизно 22 тисячі рублів на рік в США і більш ніж на третину менше на території Росії. Далі потрібно врахувати, що звичайна літій-іонна батарея традиційно втрачає приблизно 6% від своєї початкової ємності протягом року. Тому, з часом ємність батареї буде поступово зменшуватися, і вже через кілька ви не зможете справлятися одним акумулятором Tesla Powerwall.

Виходить, що з урахуванням всіх витрат акумулятор Tesla Powerwall в нашій країні не окупає себе навіть за 15 років. Сумарна вартість обладнання навіть без сонячних панелей складає приблизно 250 тисяч рублів.

Роздуми на тему

На думку багатьох фахівців, нова розробка компанії являє собою цікавий варіант, що дозволяє домогтися енергонезалежності. Це пристрій дозволить розраховувати на майбутнє, позбавлене шкідливих викидів з постійним виснаженням природних копалин. Однак, на сьогоднішній день вартість даного обладнання є занадто високою, щоб воно було вигідним в нашій країні. Крім того, якщо до вартості додати ще й ціну перетворювача, інвертора і сонячних панелей, то ситуація виявиться ще менш райдужною. У той же час, багато хто готовий інвестувати в своє майбутнє вже зараз, щоб створити таким способом зелену планету. Для цієї мети Tesla Powerwall підходить якнайкраще. Крім того, можна розраховувати на подальше зниження вартості акумуляторів тесла надалі.

Звичайно, ідея Елона Маска не є повністю інноваційної, так як в світі на сьогоднішній день існує безліч варіантів домашніх батарей. Однак, на думку Маска, всі ці акумулятори є занадто дорогими, незручними і не дуже надійними. Тому, основною метою компанії тесла є популяризація цих акумуляторів і зменшення їх ціни.

На думку експертів, нові батареї Powerwall повинні сподобається тим сім'ям і підприємствам, які вже мають встановлені на даху сонячні панелі. Сам Маск вважає, що тільки в одній Каліфорнії налічується не менше 300 приватних будинків, які оснащені сонячними системами. Тому, всіх їх можна сміливо обладнати акумуляторами тесла. Також, подібні батареї стануть відмінним варіантом для будинків, які потребують постійного безперебійному харчуванні. Це стосується госпіталів, військових організацій і так далі. Завдяки накопиченню сонячної енергії можна зробити сонячні батареї більш ефективними і затребуваними. Наприклад, якщо раніше багато хто відмовлявся від сонячних панелей, так як вони працювали тільки при яскравому сонячному світлі, то тепер ситуація може змінитися. Завдяки використанню акумуляторів, енергія може накопичуватися протягом дня і використовуватися ввечері, що є більш раціональним.

недоліки

Ключовим недоліком акумулятора тесла є його висока вартість. Крім того, за установку батареї доведеться додатково заплатити ще кілька тисяч доларів. Погодьтеся, що таку розкіш зможе дозволити собі не кожна сім'я. Тому, на думку Елона Маска потрібно показати людям, що за допомогою цього пристрою можна істотно заощадити. Для цього передбачається зменшити початкову вартість приладу приблизно на 30%. Це стане можливим тоді, коли завершиться будівництво нового заводу компанії Tesla в Неваді. В цілому, експерти налаштовані оптимістично, так як, на їхню думку, за останні кілька десятків років вартість електричної енергії в основному падає і в найближчому майбутньому не намічається передумов для збільшення цієї ціни. Саме тому незабаром розробка компанії тесла у вигляді унікального домашнього акумулятора стане дійсно популярною і затребуваною.

До цього автомобілю взагалі звичайно останнім часом досить спірне ставлення. Багато обговорюють, який він, інших. Є люди, які вважають автомобіль "Тесла" відмінним елементом піар-кампанії, побудованої на продажу того, що давно існувало, але нікому в голову не приходило з цього зробити автомобіль, та й перспектив типу у нього трохи і навіть існує

Але давайте залишимо ці суперечки "за бортом" і подивимося на головний елемент цього автомобіля - акумулятори. Знайшлися люди, які не полінувалися і не затиснули якийсь кількість грошей взяли і розпиляли батарейку від машини.

Ось як це виглядало

Тесла Моторс є творцем воістину революційних екомобілів, які не тільки випускаються серійно, але і володіють унікальними показниками, що дозволяють їх використання буквально щодня. Сьогодні ми заглянемо всередину батареї електромобіля Tesla Model S дізнаємося як вона влаштована і розкриємо магію успіху цього акумулятора.

За даними північноамериканського Агентства по захисту навколишнього середовища (ЕРА), Model S досить одного підзарядки батарей об'ємом 85 кВт * год для подолання більш 400 км, що є найбільш значущим показником серед подібних автомобілів, представлених на спеціалізованому ринку. Для розгону до 100 км / год електрокару досить лише 4,4 секунди.

Запорукою успіху даної моделі є наявність літій-іонних батарей, основні складові яких поставляються для Тесла компанією Panasonic. Акумулятори Тесла овіяні легендами. І тому один з власників такої батареї зважився порушити її цілісність і з'ясувати, що вона вдає із себе всередині. До речі, вартість подібної батареї дорівнює 45 000 USD.

Батарея Tesla. розбираємо

Батарейний відсік формують 16 блоків, які паралельно з'єднані і огороджені від навколишнього середовища за допомогою металевих пластин, а також, пластиковою накладкою, що запобігає потраплянню води.

До того, як повністю її розібрати, було заміряні електрична напруга, яке підтвердило робочий стан батареї.

Кожен блок складається з 74 елементів, з вигляду вкрай схожих з простими пальчиковими батарейками (літій-іонні осередки Panasonic), розділених на 6 груп. При цьому, з'ясувати схему їх розміщення і роботи майже нереально - це великий секрет, а значить, зробити репліку даної батареї буде вкрай важко. Китайський аналог акумулятора Tesla Model S ми навряд чи побачимо!

Найпотужніший з наявних акумуляторів (його обсяг становить 85 кВт * год) складається з 7104 подібних батарей. І важить він близько 540 кг, а його параметри рівні 210 см в довжину, 150 см в ширину і 15 см в товщину. Кількість енергії, що виробляється за все одним блоком з 16, дорівнює кількості, виробленому сотнею акумуляторів від портативних комп'ютерів.

При складанні своїх батарей Тесла застосовують елементи, вироблені в різних країнах, таких, як Індія, КНР, Мексика, але фінальна доопрацювання і комплектація виробляються в Сполучених Штатах. Компанія надає гарантійної обслуговування своєї продукції на термін до 8 років.

Таким чином ви дізналися з чого складається акумулятор Tesla Model S і принцип його роботи.

Ще цікаве про Теслу: ось вам, а ось і сам

Ми частково розглянули конфігурацію акумуляторної батареї Tesla Model Sємністю 85 кВт * год. Нагадаємо, основним елементом батареї є літій-іонні акумулятори осередок компанії Panasonic, 3400 mAh, 3,7 V.

Осередок Panasonic, типорозмір 18650

На малюнку показана типова осередок. Реально в Теслі осередку трохи модифіковані.

дані осередки паралельноз'єднуються в групи по 74 шт. При паралельному з'єднанні напруга групи дорівнює напрузі кожного з елементів (4,2 В), а ємність групи дорівнює сумі ємностей елементів (250 Ач).

далі шість групз'єднуються послідовно в модуль. При цьому напруга модуля підсумовується з напруг груп і дорівнює приблизно 25 В (4,2 В * 6 груп). Ємність залишається 250 Ач. нарешті, модулі з'єднуються послідовно в батарею. Всього батарея містить 16 модулів (разом 96 груп). Напруга всіх модулів при цьому підсумовується і становить в результаті 400 В (16 модулів * 25 В).

Як навантаження для даної батареї виступає асинхронний електропривод максимальною потужністю 310 кВт. Оскільки P = U * I, в номінальному режимі при напрузі 400 В в ланцюзі протікає струм I = P / U = 310000/400 = 775 А. На перший погляд може здатися, що це божевільний ток для такої «батарейки». Однак, не варто забувати, що при паралельному з'єднанні за першим законом Кірхгофа I = I1 + I2 + ... In, де n - число паралельних гілок. У нашому випадку n = 74. Оскільки всередині групи внутрішні опору осередків ми вважаємо умовно рівними, то і струми в них будуть однаковими.Відповідно, безпосередньо через осередок протікає струм In = I / n = 775/74 = 10,5 А.

Багато це чи мало? Добре чи погано? Для того щоб відповісти на ці питання, звернемося до розрядної характеристиці літій-іонного акумулятора. Американські народні умільці, розібравши батарею, провели ряд випробувань. Зокрема, на малюнку наведені осцилограми напруг при розряді осередки, взятої з реального Tesla Model S, Струмами: 1А, 3А, 10А.

Сплеск на кривій 10 А обумовлений ручним перемиканням навантаження на 3А. Автор експерименту вирішував паралельно ще одну задачу, ми на ній зупинятися не будемо.

Як видно з малюнка, розряд струмом в 10 А цілком задовольняє вимогам по напрузі осередки. Цей режим відповідає розряду по кривій 3C. Слід зазначити, що ми взяли найкритичніший випадок, коли потужність двигуна максимальна. Реально, з урахуванням дуже використання двомоторного приводу з оптимальним передавальним числом редукторів, автомобіль буде працювати з розрядом 2 ... 4 А (1С). Лише в моменти дуже різкого розгону, при їзді в гору на високій швидкості, ток осередку може досягати в піку 12 ... 14 А.

Які ще переваги це дає? Для даної навантаження в разі постійного струму перетин мідного провідника можна вибрати 2 мм.кв. Tesla Motorsвбиває тут двох зайців. Всі сполучні провідники виконують ще й функцію запобіжників. Відповідно, немає необхідності використовувати дорогу систему захисту, додатково використовувати плавкі запобіжники. Самі з'єднувальні провідники в разі перевантаження по струму за рахунок малого перетину плавляться і запобігають аварійну ситуацію. Детальніше про це ми писали.

На малюнку провідники 507 і є ті самі з'єднувачі.

Нарешті, розглянемо останнє питання, яке хвилює розуми сучасності, і викликає хвилю суперечок. Чому Тесла використовує саме літій-іонні акумулятори?

Відразу обмовлюся, що конкретно в цьому питанні я висловлю свою, суб'єктивну думку. З ним можна не погоджуватися)

Проведемо порівняльний аналіз різних типів акумуляторів.

Очевидно, літій-іонна батарея має на сьогодні найвищі питомі показники. Кращою батареї по щільності енергії і співвідношенню маса / габарит поки, на жаль, в масовому виробництві не існує. Саме тому в Tesleвийшло зробити настільки збалансовану батарею, що забезпечує запас ходу до 500 км.

Друга причина, на мій погляд, маркетингова. Все таки в середньому ресурс таких осередків становить близько 500 циклів заряд-розряд. А це означає, що при активному використанні автомобіля, Вам доведеться замінити батарею максимум через два роки. Хоча, компанія дійсно.