סוללת טסלה: מכשיר, מאפיינים, אפליקציה

2024 מְחַבֵּר: Erin Ralphs | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-02-19 16:08

הסוללה של טסלה מפורסמת בעולם בזכות פריצת הדרך שלה בכלי רכב חשמליים. הרעיון אינו חדש והוא נשלט כבר שנים רבות על ידי חברות רכב מובילות. עם זאת, מעצבים אמריקאים הצליחו לייעל את הכיוון הזה, תוך התחשבות באינטרסים של הצרכן. במידה רבה, זה הפך לאפשרי הודות למערכות אספקת אנרגיה חדשניות המתמקדות בהחלפה מלאה של מנועי בעירה פנימית קונבנציונליים. שקול את התכונות והזנים של כונן זה.

Application

הפיתוח של סוגים חדשים ביסודו של סוללות ליתיום נובע מהמשימות של שיפור הביצועים של מכוניות חשמליות. בהקשר זה, הקו הבסיסי של דגם Tesla S מתמקד באספקת הרכב עם מקורות כוח חדשניים. תכונה של סוללות ליתיום-יון הייתה הצגת מצב פעולה משולב, שבו מותרת החלפת אספקת אנרגיה ממנוע בעירה פנימית ו-AB. במקביל, ממשיכים מהנדסי החברה לפתח מכונות בלתי תלויות לחלוטיןסוג הדלק הרגיל.

ראוי לציין שהמהנדסים אינם מוגבלים רק ליצירת רכיבי כוח לתחבורה בכבישים. מספר גרסאות של סוללות טסלה כבר שוחררו לשימוש ביתי ומסחרי. אם האפשרות למכונית חשמלית מכוונת לשמירה על פעולת ציוד הריצה והאלקטרוניקה המשולבת, אז שינויי אחסון נייחים ממוקמים כמקורות חשמל אוטונומיים. היכולות של אלמנטים אלו מאפשרות להשתמש בהם לשירות מכשירי חשמל ביתיים. בנוסף, מתבצע מחקר על הצטברות אנרגיה סולארית. העבודות עדיין בפיתוח.

Device

לסוללות טסלה יש מבנה ודרך ייחודית להצבת רכיבים פעילים. ההבדל העיקרי מהאנלוגי הוא תצורת הליתיום-יון. אלמנטים דומים משמשים בעיצוב של מכשירים ניידים וכלים חשמליים. מהנדסי טסלה השתמשו בהם לראשונה כסוללות למכוניות. הבלוק כולו מחולק ל-74 תאים, הנראים כמו סוללות AA. בהתאם לתצורת הסוללה, היא כוללת בין 6 ל-16 מקטעים בעיצוב. המטען החיובי מגיע מאלקטרודת הגרפיט, המומנט השלילי מגיע ממספר מרכיבים כימיים, כולל ניקל, קובלט ואלומינה.

סוללות טסלה משולבות במכונית על ידי קיבוען בתחתית הרכב. סידור זה מספק מרכז כובד נמוך של הרכב החשמלי, הולך וגדליכולת שליטה. סוגריים מיוחדים משמשים כמחברים. נכון לעכשיו, אין הרבה פתרונות כאלה, לכן, החלק שצוין מושווה לעתים קרובות לסוללה מסורתית.

נקודות חשובות לגבי אבטחה ומיקום. הגורם הראשון מובטח על ידי הדיור בעל החוזק הגבוה שבו מותקנת הסוללה. בנוסף, כל בלוק מצויד בגדר בצורת לוחות מתכת. במקרה זה, לא כל החלק הפנימי מבודד, אלא כל אלמנט בנפרד. כמו כן יש לציין כי קיימת בטנת פלסטיק המונעת כניסת מים פנימה.

1. AB.
2. Transformer.
3. חיווט מתח גבוה.
4. מטען ראשי.
5. "טעינה" נוספת.
6. מחבר.
7. Module.

מפרטי הסוללה של טסלה

הווריאציה החזקה ביותר של AB עבור מכונית חשמלית מורכבת מ-7104 סוללות קטנות. להלן הפרמטרים של האלמנט שצוין:

• אורך/עובי/רוחב - 2100/150/1500 מ"מ.
• מחוון המתח החשמלי הוא 3.6V.
• כמות הכוח שנוצרת מקטע אחד זהה לפוטנציאל של מאה מחשבים אישיים.
• סוללות טסלה שוקלות 540 ק"ג.
• זמן הנסיעה בטעינה בודדת ברכיב ממוצע בהספק של 85 קילוואט-שעה הוא כ-400 ק"מ.
• מהירות של עד 100 קמ"ש - 4.4 שניות.

עם המאפיינים האלה, עולה שאלה סבירה,עד כמה מבנים אלה עמידים, מכיוון שביצועים גבוהים מרמזים על בלאי אינטנסיבי של חלקים פעילים. יש לציין כי היצרן נותן שמונה שנות אחריות למוצריו. סביר להניח שחיי העבודה של הסוללות המדוברות יהיו זהים.

בעוד שבעלי המכונות החשמליות לא יכולים לאשר או להכחיש עובדה זו. בנוסף, ישנן תוצאות מחקר המצביעות על כך שפרמטר כוח הסוללה מאופיין באובדן מתון שלה. בממוצע, נתון זה הוא כ-5% ל-80 אלף קילומטרים. ישנן עובדות נוספות המצביעות על כך שבעלי הרכב שצוין לגבי בעיות בתא המצבר מסתובבים פחות ופחות ככל שדגמים חדשים יוצאים לשוק.

קיבולת הסוללה של טסלה (דגם S)

יש צורך להעריך את המאפיין הקיבולי של סוללות תוך התחשבות בהתפתחות הייצור. במהלך שיפור הקו, המחוון השתנה בין 60 ל-105 קילוואט לשעה. מידע רשמי מצביע על כך שקיבולת השיא של הסוללה היא כ-100 קילוואט לשעה. על פי ביקורות של הבעלים, הפרמטר האמיתי יהיה מעט נמוך יותר. לדוגמה, סוללת טסלה של 85 קילוואט מפיקה למעשה לא יותר מ-77 קילוואט.

History מספקת גם דוגמאות הפוכות, המאשרות את עודף הווליום. ישנם מקרים בהם סוללה של 100 קילוואט ניחנה בקיבולת של כ-102 קילוואט. מעת לעת נמצאות סתירות בהגדרה של רכיבים תזונתיים פעילים. בעיקרנצפים פערים בהערכות של מספר תאי הבלוק. זאת בשל העובדה שהסוללה עוברת שדרוג ושיפור מתמיד, מצוידת באלמנטים חדשניים.

היצרן טוען שמדי שנה שינויים מעודכנים עוברים טרנספורמציות בחלקים אלקטרוניים, מערכת קירור, ארכיטקטורה. המשימה האולטימטיבית של המעצבים היא להשיג את מאפייני האיכות הגבוהים ביותר האפשריים של המוצר.

גרסת Power Wall

כפי שהוזכר קודם לכן, יחד עם שחרורו של סוללות לרכב טסלה, החברה מייצרת גרסאות ביתיות של התקני אחסון אנרגיה. אחד השינויים היצרניים והעדכניים ביותר היה גרסת הליתיום-יון של Power Wall. הוא נועד להפיק אנרגיה כמקור קבוע או מופעל כמבנה המתנה בדומה לגנרטור אוטונומי. המודל מוצג במספר וריאציות, שונות בקיבולת ומשמשות לביצוע משימות אנרגיה מסוימות. הגרסאות הפופולריות ביותר הן יחידות של 7 ו-10 קילוואט-שעה.

לגבי הפרמטרים התפעוליים, ניתן לציין כי ל-Power Wall הספק של 3.3 קילוואט עם מתח הפעלה של 350-450 וואט, זרם של 9 A. משקל המבנה הוא 100 קילוגרם, לכן, הניידות שלו אינה באה בחשבון. עם זאת, כאופציה, למשל, עבור קוטג'ים בקיץ, הבלוק מתאים למדי. היחידה מועברת ללא בעיות, שכן המעצבים מקדישים תשומת לב רבה להגנה המכנית של חלק הגוף. חסרונות מסוימים כוללים תקופה ארוכה של טעינת הסוללה.(12-18 שעות), תלוי בשינוי הנסיעה.

דגם Power Pack

מערכת זו מבוססת על הגרסה הקודמת אך היא בעלת אוריינטציה מסחרית. המשמעות היא שסוללת טסלה כזו משמשת לשירות ארגונים. זהו התקן אחסון אנרגיה ניתן להרחבה המספק ביצועי מערכת מוגברים באתר היעד. יש לציין כי קיבולת הסוללה היא 100 קילוואט, בעוד שהקיבולת המצוינת אינה חלה על המחוון המרבי. מהנדסים סיפקו תכנון גמיש לצבירה של מספר יחידות עם אפשרות לקבל ערך מ-500 קילוואט עד 10 מגוואט.

שינויים בודדים משודרגים גם מבחינת איכות הפעולה. מידע רשמי כבר התקבל על הופעת הדור השני של סוללות מסחריות, בהן פרמטר ההספק היה 200 קילוואט, והיעילות התקרבה ל-99%. התקן אחסון האנרגיה שצוין שונה באינדיקטורים טכנולוגיים. כדי להרחיב את הנפח, המפתחים השתמשו במהפך הפיך.

חידוש זה אפשר להגדיל את העוצמה והביצועים של המערכת בו-זמנית. החברה מתכננת לפתח וליישם תאי Power Pack בתכנון של רכיבים סולאריים נוספים כגון Solar Roof. גישה זו מאפשרת לך לחדש את פוטנציאל האנרגיה של הסוללה לא באמצעות קווים מיוחדים, אלא באמצעות זרימה סולארית חופשית במצב רציף.

קיבולת ייצור

לפי היצרן עצמו, סוללות חדשניות מיוצרות ב-Gigafactory של טסלה. הליך ההרכבה אורגן בהשתתפות נציגי Panasonic (משלוח רכיבים למקטעי בלוק). הארגון שצוין מייצר את העיצובים העדכניים ביותר של מערכות חשמל המתמקדות בדור השלישי של דגם כלי רכב חשמליים.

ההנחה היא שהמספר הכולל של מוצרים המיוצרים במחזור הייצור המרבי יהיה עד 35 GW/h. ראוי להדגיש שהנפח המצוין הוא מחצית מכל הפרמטרים של סוללות המיוצרות בעולם. התחזוקה השוטפת מתבצעת על ידי צוות של 6.5 אלף איש. בעתיד, מתוכנן ליצור 20,000 מקומות עבודה נוספים.

בין המאפיינים יש רמה גבוהה של הגנה מפני פריצת סוללות. זה מבטל את הסיכונים האפשריים של מילוי השוק בווריאציות מזויפות. בנוסף, הליך הייצור עצמו כרוך בהשתתפות טכנולוגיה רובוטית בעלת דיוק גבוה בתהליך. אין ספק שרק תאגידים ברמת טסלה מסוגלים להציג את כל ניואנס הייצור הטכנולוגיים בזמן הנוכחי. רוב הארגונים המתעניינים אינם זקוקים לגניבת עין, מכיוון שהם מפתחים באופן אינטנסיבי את הפיתוחים שלהם.

מדיניות תמחור

עלות הסוללה של טסלה גם משתנה כל הזמן עקב טכנולוגיות ייצור זולות יותר ובקשר לשחרור של מעודכןחלקי רכיבים עם פרמטרים של ביצועים גבוהים. לפני שנתיים או שלוש, סוג המכשיר המצטבר הנדון נמכר בתוך 45 אלף דולר (כ-3 מיליון רובל). כעת לבלוקים יש מחיר של כחמשת אלפים דולר (330,000 רובל).

בערך אותה עלות עבור אנלוגים ביתיים של תצורת Power Wall. הגרסאות היקרות ביותר כוללות סוללה מסחרית. לדוגמה, הדור הראשון של המכשיר שצוין ניתן לרכוש עבור $ 20-25,000 (כ 1,327,000 - 1,650,000 רובל).

שינויים מתחרים

טסלה אינה בעלת מונופול בייצור סוללות ליתיום. למרות העובדה שמותגים אחרים אינם כל כך מוכרים בשוק, הפרמטרים שלהם תחרותיים למדי. בין הנציגים הפופולריים:

• התאגיד הקוריאני LG מייצר כונני Chem Resu, שהם אנלוגים ל-Tesla PowerWall (מערכת של 6.5 קילו-וואט עולה כ-4,000 דולר או 265,000 רובל).
• למוצר מבית Sunverge יש טווח הספקים בין 6 ל-23 קילוואט לשעה, מאופיין ביכולת לנטר את הטעינה ולהתחבר לפאנלים סולאריים (המחיר הוא 10-20 אלף דולר או 665,000 - 1,327,000 רובל).
• ElectrIQ מוכרת סוללות אחסון ביתיות בקיבולת של 10 קילוואט לשעה (יחד עם הממיר, המוצר יעלה 13,000 דולר או 865,000 רובל).
• בין מתחרות הרכב, חברות כמו ניסאן, מרצדס בולטות.

ענקית הרכב הראשונה מייצרת סדרה של סוללות XStorage (עובדותנפח - 4, 2 קילוואט / שעה). הניואנסים של שינוי זה כוללים רמה גבוהה של בטיחות סביבתית, אשר עומדת במלואה בסטנדרטים הבינלאומיים לייצור מכוניות נוסעים. מרצדס מייצרת גרסאות קומפקטיות של 2.5 קילוואט לשעה. במקביל, ניתן לשלב אותם למערכות פרודוקטיביות מוגברות עם הספק של 20 קילוואט לשעה.

תכונות

סוללות המכוניות החשמליות של טסלה ומקבילותיהן הביתיות אינן זולות במיוחד עבור הצרכן ההמוני. עם מערכות Power Wall, המצב מעט משתנה עקב רכיבים זולים יותר. אבל הרעיון של צבירה עם בלוקים של פאנלים סולאריים עדיין לא יכול להיות מיושם בהצלחה בגלל העלות הגבוהה. אין ספק שהאפשרות לצבור מקור אנרגיה חופשי מועילה לצרכנים, אך רכישת מבנים כאלה היא מעבר להישג ידם של רוב המשתמשים המעוניינים בכך.

סיפור דומה עם כוננים אלטרנטיביים אחרים, שעקרון הפעולה והשימוש בהם נותן הרבה יתרונות, אבל מצריך שימוש במכשירים ומכשירי היי-טק.

Result

בשוק הסוללות לכלי רכב חשמליים, טסלה היא המובילה הבלתי מעורערת. הדבר נובע בעיקר משימוש בציוד חדשני בייצור תחבורה ידידותית לסביבה. יחד עם זאת, עומדים בפני מהנדסי החברה המובילה מכשולים מסוימים. לדוגמה, סדרת Model S עם תאי ליתיום-יון זוכה לביקורת על הגנה לקויה מפני הצתות של תאי כוח.

עם זאתמעצבים משפרים כל הזמן את הדגמים שלהם ומתייחסים לביקורת בצורה בונה. לדוגמה, לאחר השריפה היחידה ב-AB בתולדות הרכבים החשמליים, החלו מכוניות להתקין קורת אלומיניום חלולה (להגנה מפני מכשולים על פני הכביש), מגן עשוי אלומיניום דחוס ולוח טיטניום. לכל מי שקנה מכוניות לפני השיפור הזה מוצע להשלים אותן בחינם בתחנות שירות.