Tesla aku: seade, omadused, rakendus

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-02-19 14:58

Tesla aku on maailmas kuulus oma läbimurde poolest elektrisõidukite vallas. Idee pole uus ja juhtivad autotööstuse ettevõtted on seda juba aastaid õppinud. Kuid Ameerika disainerid suutsid seda suunda optimeerida, võttes arvesse tarbijate huve. Suures osas on see saanud võimalikuks tänu uuenduslikele energiavarustussüsteemidele, mis on keskendunud tavapäraste sisepõlemismootorite täielikule asendamisele. Mõelge selle draivi funktsioonidele ja variantidele.

Rakendus

Põhimõtteliselt uut tüüpi liitiumioonakude väljatöötamine on tingitud elektriautode jõudluse parandamise ülesannetest. Sellega seoses on Tesla S mudeli põhiliin keskendunud sõiduki varustamisele uuenduslike jõuallikatega. Liitium-ioonakude eripäraks oli kombineeritud töörežiimi kasutuselevõtt, mille puhul on lubatud sisepõlemismootori ja AB energiavarustuse vaheldumine. Samal ajal jätkavad ettevõtte insenerid masinate väljatöötamist, mis on täiesti sõltumatudtavalist tüüpi kütust.

Väärib märkimist, et insenerid ei piirdu ainult maanteetranspordi jõuelementide loomisega. Koduseks ja kommertskasutuseks on juba välja antud mitu Tesla akude versiooni. Kui elektriauto valiku eesmärk on käiguosa ja pardaelektroonika töökorras hoidmine, siis statsionaarsed salvestusmodifikatsioonid positsioneeritakse autonoomsete elektriallikatena. Nende elementide võimalused võimaldavad neid kasutada kodumasinate hooldamisel. Lisaks on käimas uuringud päikeseenergia akumuleerumise kohta. Teosed on veel väljatöötamisel.

Seade

Tesla akudel on ainulaadne struktuur ja viis aktiivsete komponentide paigutamiseks. Peamine erinevus analoogist on liitiumioonkonfiguratsioon. Sarnaseid elemente kasutatakse mobiilseadmete ja elektritööriistade kujundamisel. Tesla insenerid kasutasid neid esm alt autode akudena. Kogu plokk on jagatud 74 sektsiooniks, mis näevad välja nagu AA patareid. Sõltuv alt aku konfiguratsioonist sisaldab see disainis 6 kuni 16 segmenti. Positiivne laeng pärineb grafiitelektroodilt, negatiivne moment tuleneb mitmest keemilisest komponendist, sealhulgas niklist, koob altist ja alumiiniumoksiidist.

Tesla akud integreeritakse autosse, kinnitades need sõiduki põhja. Selline paigutus tagab elektrisõiduki madala raskuskeskme, mis suurenebjuhitavus. Kinnitusvahenditena kasutatakse spetsiaalseid klambreid. Praegu pole selliseid lahendusi palju, seetõttu võrreldakse määratud osa sageli traditsioonilise akuga.

Olulised punktid turvalisuse ja paigutuse kohta. Esimese teguri tagab ülitugev korpus, millesse aku on paigaldatud. Lisaks on iga plokk varustatud metallplaatide kujul oleva aiaga. Sel juhul ei eraldata kogu sisemist osa, vaid iga elementi eraldi. Samuti tuleb märkida, et sellel on plastikust vooder, mis takistab vee sissepääsu.

1. AB.
2. Transformer.
3. Kõrgepingejuhtmestik.
4. Peamine laadija.
5. Täiendav "laadimine".
6. Connektor.
7. Moodul.

Tesla aku tehnilised andmed

Elektriautole mõeldud AB võimsaim variant koosneb 7104 väikesest akust. Allpool on määratud elemendi parameetrid:

• Pikkus/paksus/laius – 2100/150/1500 mm.
• Elektripinge indikaator on 3,6 V.
• Ühe sektsiooni toodetav võimsus on identne saja personaalarvuti potentsiaaliga.
• Tesla akud kaaluvad 540 kg.
• Sõiduaeg ühe laadimisega keskmise 85 kWh võimsusega elemendiga on umbes 400 km.
• Kiirus kuni 100 km/h – 4,4 sekundit.

Nende omaduste puhul tekib mõistlik küsimus,kui vastupidavad need konstruktsioonid on, sest suur jõudlus tähendab aktiivsete osade intensiivset kulumist. Tuleb märkida, et tootja annab oma toodetele kaheksa-aastase garantii. Tõenäoliselt on kõnealuste akude tööiga sama.

Kuigi elektrimasinate omanikud ei saa seda fakti kinnitada ega ümber lükata. Lisaks on uurimistulemusi, mis näitavad, et aku võimsuse parameetrit iseloomustab selle mõõdukas kadu. Keskmiselt on see näitaja umbes 5% 80 tuhande kilomeetri kohta. On ka muid fakte, mis viitavad sellele, et konkreetse sõiduki omanikud pööravad uute mudelite turuletulekuga seoses probleeme akupesaga üha vähem.

Tesla aku mahutavus (mudel S)

Patareide mahtuvuslikku omadust on vaja hinnata, võttes arvesse tootmise arengut. Liini täiustamise ajal varieerus indikaator vahemikus 60 kuni 105 kW / h. Ametlik teave näitab, et aku tippvõimsus on umbes 100 kW / h. Omanike arvustuste kohaselt on tegelik parameeter mõnevõrra madalam. Näiteks 85 kW Tesla aku ei too tegelikult rohkem kui 77 kW.

Ajalugu pakub ka vastupidiseid näiteid, mis kinnitavad helitugevuse ületamist. On juhtumeid, kui 100-kilovatise aku võimsus oli umbes 102 kW. Aeg-aj alt leitakse aktiivsete toitumiskomponentide määratluses vastuolusid. Peamiseltlahknevusi täheldatakse plokirakkude arvu hinnangutes. See on tingitud asjaolust, et akut uuendatakse ja täiustatakse pidev alt ning see on varustatud uuenduslike elementidega.

Tootja väidab, et uuendatud muudatused läbivad igal aastal elektroonilisi osi, jahutussüsteemi ja arhitektuuri. Disainerite ülim ülesanne on saavutada toote kõrgeimad võimalikud kvaliteediomadused.

Power Wall Version

Nagu varem mainitud, toodab ettevõte koos Tesla autoakude väljalaskmisega energiasalvestusseadmete majapidamisversioone. Üks produktiivsemaid ja uusimaid modifikatsioone oli Power Walli liitiumioonversioon. See on ette nähtud energia tootmiseks alalise allikana või seda kasutatakse autonoomse generaatoriga sarnaselt ooterežiimis. Mudelit esitletakse mitmes variandis, mis erinevad oma võimsuse ja teatud energiaülesannete täitmiseks. Kõige populaarsemad versioonid on 7 ja 10 kWh.

Tööparameetrite osas võib märkida, et Power Walli võimsus on 3,3 kW tööpingega 350-450 vatti, voolutugevus 9 A. Konstruktsiooni kaal on 100 kilogrammi, seega selle liikuvus ei tule kõne allagi. Kuid valikuna näiteks suvilate jaoks on plokk üsna sobiv. Seadet transporditakse probleemideta, kuna disainerid pööravad suurt tähelepanu kereosa mehaanilisele kaitsele. Teatud puudused hõlmavad aku pikka laadimisperioodi.(12–18 tundi), olenev alt ajami modifikatsioonist.

Toiteploki mudel

See süsteem põhineb eelmisel versioonil, kuid on äriliselt orienteeritud. See tähendab, et sellist Tesla akut kasutatakse ettevõtete teenindamiseks. See on skaleeritav energiasalvestusseade, mis suurendab süsteemi jõudlust sihtkohas. Tuleb märkida, et aku võimsus on 100 kW, samas kui näidatud võimsus ei kehti maksimaalse indikaatori kohta. Insenerid on pakkunud paindlikku konstruktsiooni mitme seadme ühendamiseks, mis võimaldab saada väärtuse 500 kW kuni 10 MW.

Üksikuid muudatusi täiustatakse ka töökvaliteedi osas. Ametlik teave on juba laekunud teise põlvkonna kaubanduslike akude ilmumise kohta, mille võimsusparameeter oli 200 kW ja efektiivsus lähenes 99%. Määratud energiasalvestusseade erineb tehnoloogiliste näitajate poolest. Helitugevuse suurendamiseks kasutasid arendajad pööratavat inverterit.

See uuendus võimaldas korraga suurendada süsteemi võimsust ja jõudlust. Ettevõte kavatseb välja töötada ja rakendada Power Packi elemente täiendavate päikeseenergia komponentide, nagu Solar Roof, projekteerimisel. Selline lähenemine võimaldab uuendada aku energiapotentsiaali mitte spetsiaalsete liinide, vaid pidevas režiimis vaba päikesevoolu kaudu.

Tootmisvõimsus

Tootja enda sõnul toodetakse uuenduslikke akusid Tesla enda Gigafactorys. Montaažiprotseduur korraldati Panasonicu esindajate osavõtul (plokisegmentide komponentide tarnimine). Nimetatud ettevõte toodab elektrisüsteemide uusimaid disainilahendusi, mis on keskendunud kolmanda põlvkonna elektrisõidukite mudelile.

Eeldatakse, et maksimaalse tootmistsükliga toodetavate toodete koguarv on kuni 35 GW / h. Tasub rõhutada, et näidatud maht on pool kõigist maailmas toodetud akude parameetritest. Praegust hooldust teostab 6,5 tuhande inimesega meeskond. Tulevikus on plaanis luua täiendav alt 20 000 töökohta.

Funktsioonide hulgas on kõrgetasemeline kaitse aku häkkimise eest. See välistab võimaliku riski, et turg täitub võltsitud variatsioonidega. Lisaks hõlmab tootmisprotseduur ise ülitäpse robottehnoloogia osalemist protsessis. Pole kahtlust, et ainult Tesla tasemel ettevõtted suudavad praegu kõiki tehnoloogilisi tootmisnüansse kuvada. Enamik huvitatud organisatsioone ei vaja plagiaati, kuna nad arendavad intensiivselt oma arendusi.

Hinnapoliitika

Ka Tesla aku maksumus muutub pidev alt seoses odavamate tootmistehnoloogiate ja seoses uuendatud väljalaskegasuure jõudlusega komponendid. Kaks või kolm aastat tagasi müüdi vaadeldavat akumulatsiooniseadet 45 tuhande dollari (umbes 3 miljonit rubla) piires. Nüüd on plokkide hind umbes viis tuhat dollarit (330 000 rubla).

Ligikaudu sama kulu Power Walli konfiguratsiooni koduanaloogidele. Kõige kallimad versioonid sisaldavad kaubanduslikku akut. Näiteks määratud seadme esimese põlvkonna saab osta 20-25 000 dollari eest (ligikaudu 1 327 000 - 1 650 000 rubla).

Konkureerivad muudatused

Tesla ei ole liitiumioonakude tootmise monopolist. Vaatamata sellele, et teised kaubamärgid pole turul nii tuntud, on nende parameetrid üsna konkurentsivõimelised. Populaarsete esindajate hulgas:

• Korea ettevõte LG toodab Chem Resu draive, mis on Tesla PowerWalli analoogid (6,5 kWh süsteem maksab umbes 4 tuhat dollarit ehk 265 000 rubla).
• Sunverge'i toote võimsusvahemik on 6 kuni 23 kW / h, seda iseloomustab võimalus jälgida laadimist ja ühenduda päikesepaneelidega (hind on 10-20 tuhat dollarit või 665 000 - 1 327 000 rubla).
• ElectrIQ müüb kodumajapidamises kasutatavaid akusid võimsusega 10 kW / h (koos inverteriga maksab toode 13 000 dollarit või 865 000 rubla).
• Autotööstuse konkurentide seas paistavad silma sellised ettevõtted nagu Nissan, Mercedes.

Esimene autohiiglane toodab XStorage akusid (töötavadmaht - 4, 2 kW / h). Selle modifikatsiooni nüansid hõlmavad kõrget keskkonnaohutuse taset, mis vastab täielikult sõiduautode tootmise rahvusvahelistele standarditele. Mercedes toodab kompaktseid versioone võimsusega 2,5 kW / h. Samal ajal saab neid kombineerida suurema tootlikkusega süsteemideks võimsusega 20 kW / h.

Funktsioonid

Tesla elektriautode akud ja nende kodumaised analoogid pole massitarbijale kuigi soodsad. Power Wall süsteemide puhul on olukord odavamate komponentide tõttu mõnevõrra muutumas. Kuid päikesepaneelide plokkidega liitmise ideed ei saa kõrge hinna tõttu veel eduk alt ellu viia. Kahtlemata on tasuta energiaallika kogumise võimalus tarbijatele kasulik, kuid selliste konstruktsioonide ostmine ei ole enamikule huvitatud kasutajatele jõukohane.

Sarnane lugu ka teiste alternatiivsete ajamitega, mille tööpõhimõte ja kasutamine annab palju eeliseid, kuid eeldab kõrgtehnoloogiliste seadmete ja seadmete kasutamist.

Tulemus

Elektrisõidukite akude turul on Tesla vaieldamatu liider. See on suuresti tingitud uuenduslike seadmete kasutamisest keskkonnasõbraliku transpordi tootmisel. Samal ajal seisavad juhtiva ettevõtte insenerid silmitsi teatud takistustega. Näiteks liitiumioonelementidega Model S-seeriat kritiseeritakse kehva kaitse pärast jõuelementide süttimise eest.

Siiskidisainerid täiustavad pidev alt oma mudeleid ja suhtuvad kriitikasse konstruktiivselt. Näiteks pärast elektrisõidukite ajaloo ainsat AB põlengut hakati autodele paigaldama õõnsat alumiiniumtala (kaitseks teepinnal olevate takistuste eest), pressitud alumiiniumist kilpi ja titaanplaati. Kõigile, kes ostsid autod enne seda täiendust, pakutakse need teenindusjaamades tasuta komplekteerida.