Какой аккумулятор в автомобилях Тесла
В устройстве электромобиля принципиально важную роль играет аккумуляторная батарея. Именно от ее характеристик зависит расстояние пробега на 1 заряде, длительность зарядки, масса и цена автомобиля.
Компания Tesla оснащает свои электромобили литиевыми батареями тягового типа. Аккумуляторный блок размещается в днище экомобиля и крепится к кузову надежными кронштейнами. Эта особенность конструкции обеспечивает электромобилям заниженный центр тяжести и отличную управляемость.
Какие батареи используются в Тесле?
Батареи Tesla состоят из высокоэффективных Li-ion аккумуляторов цилиндрической формы. Преимущественно их поставляет японский производитель Panasonic. Батареи для первых электромобилей Tesla собирались вручную специалистами из Panasonic. Со временем этот процесс роботизировали, и производственный процесс поставили на конвейер.
Сборка батарей Тесла осуществляется на заводе Gigafactory в США. Роботы собирают АКБ с точной подгонкой элементов, четким соблюдением технологии, поддержанием оптимальной температуры, влажности и стерильности помещения.
Головной завод компании находится в калифорнийском Фримонте.
Для оснащения электромобилей Tesla Model S используются Li-ion аккумуляторы с высокой плотностью энергии. Они производятся в разных странах: Индии, Мексике, КНР, но доработка и конечная комплектация батарей осуществляется в США. Кроме корпорации Panasonic аккумуляторы для сборки АКБ на электромобили Tesla поставляет южнокорейская компания LG Chem, которая входит в группу LG.
Характеристики
В таблице приведены основные характеристики аккумуляторных батарей Tesla:
Параметр
Значение
В Tesla Model 3 – ячейки 21700, обозначаемые также 21-70 или Tesla 2170.
В батареях для Model S и Model X – Panasonic 18650.
Ближайший аналог по типоразмеру (для 21700)
18650, 18650В. Ячейки формата 21700 на 5 мм длиннее элементов 18650, и энергоемкость у них на 30% выше.
Тип катодной химии
Используется, как минимум, 3 разных типа химии. Самый распространенный вариант – LiNiCoAlO2 (тип NCA) c 80% Ni, 15% Co и 5% Al. Для получения максимально возможной энергоемкости с сохранением отличной температурной стабильности используются аккумуляторы с уменьшенным содержанием кобальта и добавлением никеля. В некоторых моделях используется соотношение Ni:Mn:Co, равное 8:1:1. Применяются также ячейки, содержащие кремний.
Количество аккумуляторов в АКБ
В батарее Tesla Roadster – 6831.
В варианте Model S с энерговооруженностью 60 кВт·ч – 5375 ячеек.
В батарее Model S с энерговооруженностью 85 кВт·ч – 7104 ячеек.
Старые и новые АКБ Тесла имеют универсальные коннекторы и полностью взаимозаменяемы.
В новых моделях электромобилей реализован эффективный контур охлаждения на основе антифриза. Литиевые ячейки собраны в 4 группы и расположены вокруг охлаждающих радиаторов.
Расстояние пробега на одном заряде
При использовании батареи емкостью 85 кВт·ч – до 265 миль (до 426 км).
У самой мощной батареи (на 85 кВт·ч) ≈540 кг, 2100х1500х150 мм.
Срок гарантийного обслуживания
Кроме основной тяговой батареи на 400 В, в электромобилях Тесла есть дополнительная АКБ на 12 В. Она обеспечивает автономное питание бортовых электроприборов, стеклоподъемников и других дополнительных устройств.
Схема сборки
Тяговая АКБ Tesla Model S с энергоемкостью 85 кВт·ч и номинальным напряжением 400 В состоит из 16 последовательно соединенных блоков напряжением по 25 В и энергоемкостью по 5,3 кВт·ч. Каждый из них в свою очередь собирается из 444 ячеек формата 21700. Они соединяются по схеме 6s74p – параллельно соединяется 74 набора, каждый из которых состоит из 6 последовательно соединенных цилиндрических аккумуляторов. Всего в состав сборки входит 7104 элемента питания.
От внешних воздействий батарею защищает металлический корпус с крышкой, которая фиксируется винтами и герметизируется с помощью прокладок и силиконового герметика. На ее внутренней поверхности есть накладки. В аккумуляторных отсеках вверху и внизу находятся листы прессованной слюды. Они необходимы для тепло- и электроизоляции АКБ от корпуса автомобиля.
В каждом из 16 аккумуляторных модулей предусмотрен блок BMU, соединенный с общей BMS платой. Она контролирует параметры работы батареи, защищает ее от токовых перегрузок и других опасных ситуаций. В задней области аккумуляторного блока расположены общие клеммы-выводы (терминал ).
Какой ресурс у батареи Теслы?
АКБ электромобиля Tesla Model 3 имеет ресурс 1500 циклов заряд-разряд. В зависимости от условий эксплуатации, она способна обеспечить пробег от 480 до 800 тыс. км. Замена каждого изношенного модуля обходится в 5–7 тыс. $. Но в рамках онлайн-презентации Tesla Battery Day в сентябре 2020 года Илон Маск представил интересные перспективы, касающиеся дальнейшего производства аккумуляторных батарей.
Он пообещал, что примерно через 3 года будет налажено серийное производство АКБ нового поколения – более мощных и долговечных. При этом их цена обещает быть в 2 раза ниже нынешней. Возможно, глава компании Tesla имел в виду литий-железо-фосфатные аккумуляторы, но это только одно из предположений.
- 26 мая 2021 г.
- 7057 просмотров
- 0 комментариев
Какой аккумулятор в автомобилях Tesla и что у него внутри?
Автомобиль «Тесла» способен преодолевать более 300 километров при работе от встроенного в днище (на примере Tesla Model 3) «тягового» литиевого аккумулятора под названием «Tesla 2170» (формат 21700).
В сборе такой модуль стоит несколько тысяч долларов США ($111 за 1 кВт•ч) и является самым дешёвым вариантом среди всех существующих альтернатив. Он состоит из четырёх базовых элементов с охлаждающими радиаторами, вокруг которых сосредоточены литиевые ячейки.
Помимо «тягового» 400-Волтового аккумулятора Tesla использует в электромобилях дополнительную батарею с напряжением 12 Вольт для питания бортовых электроприборов и вспомогательных элементов (таких, как стеклоподъёмники).
⚠ На ранних этапах батареи Тесла представляют собой произведение искусства — результат ручного труда инженеров компании и специалистов из Panasonic.
В процессе разработки и производства аккумуляторов Tesla обучается машинный конвейер. С каждым новым этапом поставки стремятся ускорить — это и цену снижает, и новые перспективы открывает по масштабированию линеек автомобиле.
⚠ Сегодня сборка аккумуляторов Tesla в заводских условиях уже полностью роботизирована.
Какой аккумулятор в автомобилях Tesla используется сейчас (в 2019–2020 годах)?
Этот вопрос невероятно популярен, но до сих пор однозначно и ясно ответить на него никто не смог (даже представители самой компании Tesla).
Предполагается, что это связано с неопределённостью будущего автомобильных батарейных комплексов — они всё ещё основываются на технологии 30-летней давности. И было бы глупо что-то обещать клиентам компании, а потом пойти против этих слов с появлением более совершенных технологий.
И вот теперь все факты, что известны из открытых источников мы собрали здесь. Источники официальные и авторитетные, каждый из них указан в ссылках.
- Название элементов:21700(другие наименования «21–70», «Tesla 2170»).
- Химический состав:LiNiCoAlO₂(литий-никель-кобальт-оксид алюминия c80% никеля, 15% кобальта, 5% алюминия).
- Ближайший аналог: ячейки 18650 (18650B).
- В сравнении с 18650 ячейка Tesla 2170 на 5 мм длиннее, но хранит на 30% больше энергии.
- Количество ячеек зависит от размера всего модуля батареи:
— Tesla Roadster — 6831 ячеек в ESS,
— Model S (60 кВт•ч) — 5375 единиц,
— Model S (85 кВт•ч) — 7104 единиц. - Размещение под днищем, а не в корпусе, как у многих электромобилей.
- Предусмотрена возможность замены аккумулятора Тесла после выхода из строя.
- В новых моделях автомобилей есть эффективный контур охлаждения.
- Старые и новые батареи Tesla взаимозаменяемы и обладают универсальными коннекторами (питание и охлаждение).
- Все элементы питания производятся в согласовании с японскими инженерами из Panasonic.
- Сборка выполняется на базе роботизированного предприятия Gigafactory в США.
В чём преимущество аккумуляторов Tesla в сравнении с другими?
Как заявляют в самой компании Tesla, новые элементы питания для электромобилей серии Model 3 получили наивысшую из возможного плотность энергии.
Достигли они этого путём значительного уменьшения количества кобальта на батарейный блок при одновременном добавлении никеля и сохранении превосходной температурной стабильности.
Содержание кобальта в никель-кобальто-алюминиевой катодной химии уже ниже, чем в катодах следующего поколения. Последние будут производиться другими производителями элементов с соотношением никель-марганец-кобальт 8:1:1.
⚠ Если у вас нет проблем с английским языком, то в этом видео даны исчерпывающие ответы на все вопросы об аккумуляторах Tesla.
Напишите в комментариях, если вам известны ещё факты об аккумуляторах Tesla, которые нужно добавить в статью.
Также вы можете отправить сообщение в ВКонтакте vk.com/neovoltru, чтобы получить помощь. Подпишитесь в группе на новости о мире независимых от розетки гаджетов, улучшении их автономности и прогрессе в научных исследованиях аккумуляторов.
Сколько аккумуляторов в тесле?
Автомобили Tesla известны своими инновационными аккумуляторными системами, в которых используются тысячи небольших цилиндрических аккумуляторов, расположенных последовательно и параллельно. Эта уникальная система обеспечивает более высокую плотность энергии и большую дальность пробега, что делает автомобили Tesla одними из самых востребованных электромобилей на современном рынке.
Но когда дело доходит до количества батарей в автомобиле Tesla, ответ не так однозначен. Это зависит от модели и емкости.
Давайте подробнее рассмотрим каждую из текущих моделей Tesla и характеристики их аккумуляторов:
Модель С
Флагманский седан Тесла, Model S, поставляется с двумя вариантами аккумуляторов: стандартным емкостью 75 кВтч и запасом хода до 348 миль и акб дальнего действия емкостью 100 кВтч и запасом хода до 402 миль.
Model Х
Читать также:
Роскошный внедорожник Тесла, Model X, также поставляется с двумя вариантами батарей: стандартным аккумулятором емкостью 75 кВтч и запасом хода до 305 миль, а также акб дальнего действия емкостью 100 кВтч и запасом хода до 305 -371 миль.
Model 3
Модель 3, седан Tesla начального уровня, имеет три варианта аккумуляторов: стандартный емкостью 50 кВтч и запасом хода до 263 миль, акб дальнего действия емкостью 75 кВтч и запасом хода до 358 км. миль, а также вариант производительности с мощностью 82 кВтч и запасом хода до 315 миль.
Model Y
Последнее дополнение к линейке Тесла, модель Y, представляет собой компактный внедорожник, который также имеет три варианта аккумуляторов: стандартный акб емкостью 60 кВтч и запас хода до 244 миль, аккумулятор дальнего действия емкостью 75 кВтч. и дальность до 326 миль, а также вариант производительности с мощностью 82 кВтч и дальностью до 303 миль.
В заключение, количество батарей в автомобиле Tesla варьируется в зависимости от модели и емкости. В инновационной аккумуляторной системе Tesla используются тысячи небольших цилиндрических батарей, расположенных последовательно и параллельно, что обеспечивает более высокую плотность энергии и большую дальность поездки. Мы надеемся, что это подробное руководство предоставило вам всю необходимую информацию об аккумуляторах Тесла.
Батареи для Tesla и хранения энергии: кто лидеры инноваций?
Аккумуляторы принципиально важны для успеха электромобилей и возобновляемой энергетики. Илон Маск обещает снизить цены, а эксперты назвали страны и компании, двигающие технологию вперед.
https://p.dw.com/p/3iu1x
Если ключевой элемент традиционного автомобиля — двигатель внутреннего сгорания, то во все более популярных электромобилях это — аккумуляторная батарея: от нее зависят дальность пробега, скорость зарядки, вес и, главное, цена машины.
Если в традиционной электроэнергетике принципиальную роль играет турбина, то для развития все более популярных возобновляемых источников энергии (ВИЭ) крайне важны накопители энергии: без них не решить главную проблему ветряных и солнечных электростанций — зависимость от переменчивости погоды.
Илон Маск: новое поколение аккумуляторов и Tesla за 25 000 долларов
Так что батареи и аккумуляторы — это сейчас одно из магистральных направлений технологического развития на планете. Весьма симптоматично, что американский предприниматель Илон Маск решил устроить 22 сентября специальную онлайн-презентацию под названием Tesla Battery Day, а Европейское патентное ведомство (EPO) и Международное энергетическое агентство (IEA) провели совместное исследование «Инновации в области батарей и накопителей электроэнергии». Его результаты опубликовали в тот же день.
Для главы компании Tesla аккумуляторные батареи — это ключ к массовому рынку. «У нас нет доступного автомобиля, но он у нас будет. Однако для этого мы должны снизить стоимость батарей», — заявил Илон Маск в ходе презентации, за которой в интернете следили 270 000 зрителей. Он обещал примерно через три года наладить серийное производство нового поколения аккумуляторов, которые будут существенно мощнее и долговечнее нынешних, но обойдутся в два раза дешевле.
И тогда, заверил Илон Маск, «мы сможем выпускать очень убедительный электромобиль по цене 25 тысяч долларов» (это примерно 21 000 евро). Глава Tesla объявил, что на первом этапе выпускать аккумуляторы нового поколения будут вблизи головного завода компании в калифорнийском Фримонте, для чего потребуется специальная монтажная линия. Одновременно предприниматель сообщил, что на гигафабрике Tesla в Неваде будет налажена утилизация отслуживших аккумуляторных батарей.
Кобальт от «Норникеля» может и не понадобиться
Для России особенно важно то, что батареи нового поколения планируется выпускать практически без использования редкого, а потому весьма дорогого металла кобальта. Его единственным российским производителем и экспортером является компания «Норникель» в Норильске.
После Battery Day курс акций Tesla, стремительно взлетевший в этом году, что превратило американского производителя электромобилей в самого дорогостоящего автостроителя мира, упал. Биржевых инвесторов и спекулянтов разочаровало то, что Илон Маск говорил о среднесрочной перспективе в три года, а они, похоже, рассчитывали на анонс немедленных прорывов.
Одновременно несколько снизились котировки акций поставщиков батарей для Tesla — японской корпорации Panasonic и южнокорейской LG Chem, входящей в группу LG. Но это тоже не более чем сиюминутное недовольство биржевых игроков: средне- и долгосрочные перспективы этих компаний представляются весьма многообещающими. Об этом свидетельствует совместное исследование Европейского патентного ведомства и Международного энергетического агентства.
Аккумуляторы для электромобилей подешевели почти на 90%
Эксперты двух организаций проанализировали зарегистрированные с 2000 по 2018 годы патенты на изобретения и разработки в сфере аккумуляторных батарей и накопителей энергии, и на основании этого весьма объективного критерия сделали целый ряд выводов.
Первый и главный из них: «В последние десять лет патентирование в сфере хранения электроэнергии росло существенно быстрее патентирования в других сферах». Иными словами, именно на этом направлении сосредоточены сейчас особенно крупные материальные и интеллектуальные ресурсы, именно здесь накапливаются многочисленные инновации.
Авторы исследования обнаружили, что число патентов, связанных с аккумуляторными батареями для электромобилей, еще в 2011 году превысило число патентов из области батарей для мобильной бытовой электроники (прежде всего смартфонов), и с тех пор неуклонно растет. Они также подсчитали, что особое внимание изобретателей к литий-ионным технологиям привело к тому, что с 2010 года аккумуляторы для электромобилей подешевели почти на 90%, а аккумуляторы для стационарных установок в электроэнергетике — примерно на две трети.
Япония и Южная Корея — лидеры в области батарейных технологий
Второй ключевой вывод исследования: «Япония и Республика Корея являются лидерами в глобальном соревновании в области батарейных технологий, что заставляет другие страны пытаться добиться конкурентных преимуществ в определенных нишах вдоль цепочки создания дополнительной стоимости при производстве батарей». Если говорить более просто: догнать ушедшие в этой сфере далеко вперед две азиатские страны уже настолько трудно, что остальным приходится довольствоваться узкой специализацией в отдельных сегментах.
Так, девять из десяти крупнейших обладателей патентов — компании из Азии: семь японских во главе с Panasonic и Toyota, а также южнокорейские Samsung и LG Electronics. Единственный представитель других континентов в Топ-10 — немецкий концерн Bosch, занявший пятое место.
В Топ-25 ближе к концу вошли также немецкие Daimler, BASF и Volkswagen. Всего же в этом списке шесть представителей Европы: это еще ирландская многопрофильная компания Johnson Controls и французский научно-исследовательский институт атомной и альтернативной энергетики CEA. Америка представлена автостроителями General Motors и Ford.
Разные типы аккумуляторов: NMC, NCA и LFP
Вклад Китая в глобальное развитие батарейных технологий, отмечается в исследовании, к 2018 году практически сравнялся с американским и приблизился к европейскому. Явная специфика Европы и США — значительно число патентов регистрируют малые и средние предприятия, а также вузы и государственные научно-исследовательские институты. В Азии подавляющее большинство изобретений приходится на крупные концерны.
Третий вывод исследования касается перспективных направлений инновационной деятельности. В минувшем десятилетии стремительно нарастало число патентов, связанных с литий-никель-марганец-кобальт-оксидными аккумуляторами (NMC). Теперь многообещающей альтернативой, полагают авторы исследования, становятся литий-никель-кобальт-алюминий-оксидные аккумуляторы (NCA), которые, к примеру, производит Panasonic и использует Tesla.
Однако стремление снизить долю кобальта или вовсе от него отказаться приведет к тому, что будет расти роль литий-железо-фосфатных аккумуляторов (LFP), на которые тоже делает ставку Tesla, а также, к примеру, китайский автостроитель BYD, указывается в исследовании. Если в 2010 году практически вообще не было патентов, связанных с данной технологией, то в последние годы их число стало заметно нарастать.
Поэтому можно предположить, что ее разработчикам просто еще нужно пару лет. Может быть, как раз те три года, о которых Илон Маск говорил на Tesla Battery Day.
Как немцы наладили ресайклинг автобатарей
To view this video please enable JavaScript, and consider upgrading to a web browser that supports HTML5 video