Kapaciteti më i madh, fuqia më e madhe, madhësia më e vogël, pesha më e lehtë, prodhimi masiv më i lehtë dhe përdorimi i komponentëve më të lirë janë sfida në dizajnimin e baterive EV. Me fjalë të tjera, ajo zbret në kosto dhe performancë. Mendoni si një akt balancues, ku kilovat-ora (kWh) e arritur duhet të sigurojë rreze maksimale, por me një kosto të arsyeshme për t'u prodhuar. Si rezultat, shpesh do të shihni përshkrime të paketave të baterive që listojnë kostot e tyre të prodhimit, së bashku me numrat, që variojnë nga 240 deri në 280 dollarë/kWh gjatë prodhimit, për shembull.
Oh, dhe le të mos harrojmë sigurinë. Mbani mend fiaskonë e Samsung Galaxy Note 7 disa vite më parë dhe ekuivalentin e baterisë EV të zjarrit të automjeteve dhe shkrirjeve ekuivalente të Çernobilit. Në një skenar katastrofash të reaksionit zinxhir të arratisur, distanca dhe kontrollet termike midis qelizave në një bateri paketë për të parandaluar një qelizë të ndezë një tjetër, një tjetër, etj., shtojnë kompleksitetin e zhvillimit të baterive EV. Midis tyre, edhe Tesla ka probleme.
Ndërsa një paketë baterie EV përbëhet nga tre pjesë kryesore: qelizat e baterisë, një sistem i menaxhimit të baterive dhe një lloj kuti ose kontejneri që i mban ato së bashku, tani për tani, ne thjesht do të shohim bateritë dhe se si ato kanë evoluar me Tesla. por ende një problem për Toyota-n.
Bateria cilindrike 18650 është një bateri litium-jon me një diametër prej 18 mm, një gjatësi prej 65 mm dhe një peshë afërsisht 47 gram. Në një tension nominal prej 3,7 volt, secila bateri mund të karikojë deri në 4,2 volt dhe të shkarkojë aq pak si 2,5 volt, duke ruajtur deri në 3500 mAh për qelizë.
Ashtu si kondensatorët elektrolitikë, bateritë e automjeteve elektrike të Teslës përbëhen nga fletë të gjata anode dhe katode, të ndara nga materiali izolues i ngarkesës, të mbështjellë dhe të paketuara fort në cilindra për të kursyer hapësirë dhe për të ruajtur sa më shumë energji që të jetë e mundur. Këto katodë (të ngarkuara negativisht) dhe Fletët anode (të ngarkuara pozitivisht) kanë secila skeda për lidhjen e ngarkesave të ngjashme midis qelizave, duke rezultuar në një bateri të fuqishme - nëse dëshironi, ato shtohen në një.
Ashtu si një kondensator, ai rrit kapacitetin e tij duke zvogëluar hapësirën midis fletëve të anodës dhe katodës, duke ndryshuar dielektrikën (materiali izolues i mësipërm midis fletëve) në një me lejueshmëri më të lartë dhe duke rritur sipërfaqen e anodës dhe katodës. Hapi tjetër në baterinë (fuqishme) Tesla EV është 2170, e cila ka një cilindër pak më të madh se 18650, me përmasa 21 mm x 70 mm dhe me peshë rreth 68 gramë. Me një tension nominal prej 3,7 volt, secila bateri mund të karikojë deri në 4,2 volt. volt dhe shkarkim deri në 2,5 volt, duke ruajtur deri në 4800 mAh për qelizë.
Megjithatë, ka një kompromis, që ka të bëjë kryesisht me rezistencën dhe nxehtësinë kundrejt nevojës për një kavanoz pak më të madh. Në rastin e 2170, rritja e madhësisë së pllakës anode/katodike rezulton në një rrugë më të gjatë karikimi, që do të thotë më shumë rezistencë, pra më shumë energjia që ikën nga bateria si nxehtësi dhe ndërhyn në kërkesën për karikim të shpejtë.
Për të krijuar një bateri të gjeneratës së ardhshme me më shumë fuqi (por pa rezistencë të shtuar), inxhinierët e Tesla-s projektuan një bateri dukshëm më të madhe me një dizajn të ashtuquajtur "tavolina" që shkurton rrugën elektrike dhe kështu zvogëlon sasinë e nxehtësisë së gjeneruar nga rezistenca . Pjesa më e madhe e kësaj mund t'i atribuohet se cilët mund të jenë studiuesit më të mirë të baterive në botë.
Bateria 4680 është projektuar në formë spirale me pllaka për prodhim më të thjeshtë, me një madhësi paketimi 46 mm në diametër dhe 80 mm në gjatësi. Pesha nuk disponohet, por karakteristikat e tjera të tensionit raportohen të jenë të ngjashme ose identike;megjithatë, çdo qelizë vlerësohet me rreth 9000 mAh, gjë që i bën bateritë e reja me panel të sheshtë Tesla kaq të mira. Gjithashtu, shpejtësia e karikimit të saj është ende e mirë për kërkesa të shpejta.
Ndërsa rritja e madhësisë së secilës qelizë në vend të tkurrjes mund të duket se shkon kundër kërkesave të projektimit të baterisë, përmirësimet në kapacitetin e energjisë dhe kontrollin termik të 4680 në krahasim me 18650 dhe 2170 rezultuan në shumë më pak qeliza në krahasim me përdorimin e baterisë 18650 dhe 2170 -Modelet e mëparshme të Tesla-s me energji elektrike kanë më shumë energji për bateri të së njëjtës madhësi.
Nga pikëpamja numerike, kjo do të thotë se nevojiten vetëm rreth 960 qeliza “4680″ për të mbushur të njëjtën hapësirë si 4,416 qeliza “2170″, por me përfitime shtesë si kosto më të ulëta të prodhimit për kWh dhe përdorimi i 4680 Paketa e baterisë rrit ndjeshëm fuqinë.
Siç u përmend, 4680 pritet të ofrojë 5 herë ruajtje të energjisë dhe 6 herë më shumë fuqi në krahasim me baterinë 2170, që përkthehet në një rritje të pritshme të drejtimit nga 82 kWh në 95 kWh në Teslas Mileage më të reja rritet deri në 16%.
Mos harroni, këto janë vetëm bazat e baterive Tesla, ka më shumë prapa teknologjisë. Por ky është një fillim i mirë për një artikull të ardhshëm, pasi do të mësojmë se si të menaxhojmë përdorimin e energjisë së paketës së baterive, si dhe të kontrollojmë çështjet e sigurisë përreth gjenerimi i nxehtësisë, humbja e energjisë dhe… sigurisht… rreziku i ndezjes së baterive EV.
Nëse ju pëlqen All-Things-Tesla, këtu është shansi juaj për të blerë një version Hot Wheels RC të Tesla Cybertruck.
Timothy Boyer është një reporter i Tesla dhe EV për Torque News në Cincinnati. Me përvojë në restaurimin e hershëm të makinave, ai rregullisht restauron automjetet e vjetra dhe modifikon motorët për të përmirësuar performancën. Ndiqni Tim në Twitter @TimBoyerWrites për lajmet e përditshme të Tesla dhe EV.
Koha e postimit: Shkurt-21-2022