Принцип работы батареи тесла
Обновлено: 07.07.2024
Совсем недавно на рынке автомобилей произошел реальный прорыв. Всеми известная компания Тесла предложила потребителям экологически чистый транспорт с потрясающими характеристиками. Их машины работают на батареях, которые поставляются в ящиках ОСБ.
По данным EPA на одной зарядке можно проехать целых 426 км. С таким километражем справляется модель типа S. Кстати батарея Тесла имеет емкость порядка 85 КВт/ч. На таком топливе разгон до 100 км происходит за 4.4 секунды.
Что же у батареи Тесла внутри?
Тип источника энергии литий – ионный повышенной емкости. Все компоненты для их сборки поставляет японская компания Panasonic. Данный элемент питания стоит 12 000 долларов или по курсу 64.85 р это будет 778 186,8 рублей. На такие деньги можно приобрести неплохой бюджетный автомобиль или даже несколько!
Практически весь пол является батареей тесла! Это позволяет дать автомобилю хорошее управление и сделать центр тяжести низким. Источник энергии прикрепляется к кузову с помощью специальных мощных кронштейнов.
При вскрытии АКБ можно заметить 16 разделенных блоков. Они хорошо защищены от окружающей среды пластинами из металла. Их соединение выполнено параллельно. Для погружения вглубь данную преграду придется убрать.
На блоках АКБ лежит прозрачный пластик. Он выполняет защитную функцию и предотвращает попадание влаги. Так же способствует защите от короткого замыкания.
Литий ионный аккумулятор собран очень надежно, все элементы конструкции подогнаны друг к другу очень плотно. Для изготовления батареи Тесла были привлечены самые современные роботы. Вся сборка происходит в стерильных цехах в которых сохраняется определенная влажность и температура воздуха.
Состав накопителя энергии
Эта батарея особой конструкции так как в каждом из шестнадцати блоков содержится 6 групп по 74 небольших элементов похожих на вытянутые цилиндры. Это АКБ типа Panasonic 18650 с массой до 46 грамм. Многие сравнивают их с источниками питания типа АА или пальчиковыми батарейками.
Непонятно как они расположены и как идет взаимодействие между ними. Все это строго засекречено. Даже после вскрытия совсем не понятно, как эта батарея может работать очень эффективно. Вряд ли китайцы смогут скопировать подобное устройство. Но в любом случае сделать это будет крайне сложно.
Анодом у батареи тесла является графит, а катодом никелевый кобальт, оксид алюминия. Каждая маленькая ячейка содержит напряжение 3.6 вольта. В самой модернизированной модели число этих батареек доходит до 7104. Вес аккумуляторной батарее Тесла равен примерно 540 кг.
А размеры он имеет следующие:
- Длина 210 см.
- Толщина 15 см.
- Ширина 150 сантиметров.
Для изготовления батарея Тесла требует разные комплектующие. Чаще всего они закупаются в Мексике, Индии, Китае. Завершающая сборка происходит в Америке.
Гарантия на подобный источник питания составляет 8 лет без ограничения по пробегу.
Tesla Motors является создателем революционных электромобилей, которые не только выпускаются серийно, но и обладают уникальными показателями, позволяющими сделать их относительно массовым видом транспорта.
Заглянем внутрь батареи электромобиля Tesla Model S и узнаем как она устроена.
По данным североамериканского Агентства по защите окружающей среды (ЕРА), Model S достаточно одного подзаряда батарей объемом 85 кВт*ч для преодоления более 400 км, что является самым значимым показателем среди подобных автомобилей, представленных на специализированном рынке. Для разгона до 100 км/час электрокару достаточно лишь 4,4 секунды.
Залогом успеха данной модели является наличие литий-ионных батарей, основные составляющие которых поставляются для Тесла компанией Panasonic. Аккумуляторы Тесла овеяны легендами. И поэтому один из обладателей такой батареи решился нарушить ее целостность и выяснить, что она представляет из себя внутри. Кстати, стоимость подобной батареи равна 45 000 USD.
Аккумулятор расположен в днище, благодаря чему Тесла обладает низким центром тяжести и прекрасной управляемостью. Присоединяется он к кузову посредством кронштейнов.
Батарейный отсек формируют 16 блоков, которые параллельно соединены и ограждены от окружающей среды посредством металлических пластин, а также, пластиковой накладкой, предотвращающей попадание воды.
До того, как полностью ее разобрать, было замерено электрическое напряжение, подтвердившее рабочее состояние батареи.
Сборка аккумуляторов отличается высокой плотностью и точностью подгонки деталей. Весь процесс комплектации проходит в полностью стерильном помещении, с использованием роботов.
Каждый блок состоит из 74 элементов, по виду крайне схожих с простыми пальчиковыми батарейками (литий-ионные ячейки Panasonic), разделенных на 6 групп. При этом, выяснить схему их размещения и работы почти нереально — это большой секрет, а значит, сделать реплику данной батареи будет крайне трудно. Китайский аналог аккумулятора Tesla Model S мы вряд ли увидим.
В роли положительного электрода служит графит, а отрицательного — никель, кобальт и оксид алюминия. Указанный объем электрического напряжения в капсуле составляет 3,6 В.
Самый мощный из имеющихся аккумуляторов (его объем составляет 85 кВт*ч) состоит из 7104 подобных батарей. И весит он порядка 540 кг, а его параметры равны 210 см в длину, 150 см в ширину и 15 см в толщину. Количество энергии, вырабатываемой всего одним блоком из 16, равно количеству, производимому сотней аккумуляторов от портативных компьютеров.
При сборке своих батарей Тесла применяют элементы, произведенные в различных странах, таких, как Индия, КНР, Мексика, но финальная доработка и комплектация производятся в Соединенных Штатах. Компания предоставляет гарантийное обслуживание своей продукции на срок до 8 лет.
Теперь и вы знаете из чего состоит аккумулятор электромобиля Tesla Model S.
объем электрического напряжения. как? как такие слова в голове то сложиться могли? . "И весит он порядка 540 кг, а его параметры равны 210 см в длину, 150 см в ширину и 15 см в толщину". параметры. понятно, что размеры это тоже параметры. но таки в данном случае - это габариты. . "При этом, выяснить схему их размещения и работы почти нереально — это большой секрет" - да, блин, ладно. законы электротехники никто еще не отменял. U=I*R, P=U*I. тут вопрос не в схеме их размещения и работы, а технологии изготовления собственно самих аккумуляторов. капец вы популярная "механика". хотя с другой стороны - механика не электротехника. понимаю чего вы тупите мальца.
Автомобили Tesla приводятся в действие исключительно от электричества, хранящимся в батареях.
С начала производства Тесла на свои электрокары модельного ряда Model S, а позже и на Model X устанавливала батареи емкостью от 40 до 100 кВтч, каждая из которых состоит из 8, 12 или 16 секций.
1 — Аккумуляторная батарея; 2 — Преобразователь напряжения (DC/DC); 3 — Высоковольтный кабель (оранжевого цвета); 4 — Главное бортовое зарядное устройство 10 кВт; 5 — Дополнительное зарядное устройство 10 кВт (опция); 6 — Зарядный разъем; 7 — Модуль привода;
Батарея 40 кВтч
Tesla Model S 40 кВтч популярностью не пользовались, поэтому их производство вскоре было завершено.
Батарея 60 кВтч
Батарея 70/75 кВтч
Кроме того, что эта батарея устанавливалась на Model S60 (S60D), она так же устанавливалась на S70 (S70D) и S75 (S75D), но с
расширенными функциями.
Батарея на 60 кВтч для 60-ой модели отличалась отсутствием 77 пальчиковых аккумуляторов, для 70-х Модель S все 16 секций были заполнены аккумуляторами полностью, за счет чего и повышалась общая емкость батареи.
Батарея 85/90 кВтч
Самый популярный аккумулятор поставляемый Tesla (85 кВтч), содержит 7104 аккумуляторов 18650.
В 2015 году компания Panasonic изменила конструкцию анода, увеличив емкость аккумулятора примерно на 6%, позволяя аккумуляторным блокам хранить до 90 кВт энергии. В результате чего между 90-киловаттная батареей отличается от 85-киловаттной не по емкости:
- во-первых, емкость аккумулятора Panasonic 18650 в 85-киловаттной батареи имеет вес — 46 грамм, в 90-киловаттной батареи этот же аккумулятор весит 48.5 грамм;
- во-вторых, токоотдача в 85-ой батареи — 10C, в 90-ой — 25C (по этой причине режим Ludicrous доступен только на Тесла с 90 и 100-кВтч батареей, так как технические возможности позволяют дать машине более резвую динамику);
Батарея 100 кВтч
Самая мощная батарея Tesla. Внутренние элементы аккумуляторной батареи были переконфигурированы, чтобы в каждый модуль вмещалось 516 аккумуляторов 18650.
В общей сложности в 100-киловаттной батареи было помещено 8256 аккумуляторов Панасоник, способных хранить чуть более 100 кВтч энергии, и позволяя электрическим автомобилям Тесла проезжать более 500 километров.
И даже на этом развитие и усовершенствование не останавливается. Чтобы еще больше повысить эффективность аккумуляторов и снизить затраты, компания Tesla построила крупную фабрику батарей в Спаркс, штат Невада, которая называется Gigafactory 1.
Фабрика производит новую конструкцию аккумулятора под названием 2170. Он имеет диаметр 21 мм и высоту 70 мм, и первоначально использовался в Tesla Powerwall и Powerpack, а также в новом седане Tesla Model 3, который меньше и дешевле от Model S.
Аккумулятор 2170 на 46% больше по объему, чем 18650 и 10-15 % более энергоэффективной, чем 18650.
Рекомендации
Очень важно правильно заряжать батарею, а именно с надлежащим зарядным устройством — оригинальным или от качественного производителя, так как от самодельных зарядных устройств батарея перегревается, плохие контакты и плохое качество тока, в результате чего сильно влияет на емкость и долговечность батареи.
Во время эксплуатации производитель настоятельно не рекомендует подвергать автомобиль непрерывному воздействию температуры выше +60C или ниже -30C более 24 часов
Рекомендовано не допускать полного разряда аккумуляторной батареи. В случае, если автомобиль не эксплуатируется, энергия постепенно расходуется на питание бортовой электроники (ежедневно батарея разряжается в среднем на 1%).
Чтобы предотвратить полный разряд, рекомендовано перевести автомобиль в режим энергосбережения, в котором отключается питание бортовой электроники, что позволит сократить разряд до 4% в месяц. Так же стоит отметить, что в энергосберегающем режиме зарядка 12-вольтового аккумулятора прекращается, что в течение 12 часов приведет его к полному разряду. Поэтому в данном случае потребуется подключение к внешней пусковой аккумуляторной батареи или ее замена.
Но, не стоит забывать, что при активации режима энергосбережения — необходимо подключить автомобиль к источнику питания в течение 2 месяцев, чтобы предотвратить полную разрядку батареи Тесла.
Неуклонно повышается популярность легковых транспортных средств с электродвигателем в качестве силового агрегата. Пионер инновационного развития автотехники ‒ компания Tesla во главе с Илоном Маском ‒ бесспорный лидер рынка электромобилей.
Почему брендовая серия машин Тесла Model, выпуск которой начался всего 9 лет назад, уже стала культовой и сверх престижной? За счет чего электромобили вытесняют авто с ДВС, производителям которых удалось добиться впечатляющего прогресса в улучшении показателей экологичности, экономичности, безопасности? В чем конструктивные отличия электрокара от авто с топливными двигателями?
Давайте выясним, как Тесла Motors серийным производством своих высокотехнологичных изделий, указала приоритетное направление в развитии легкового автотранспорта.
Устройство автомобиля Тесла
Определяющими конструктивными компонентами Тесла являются:
- Электродвигатель: асинхронного типа, переменного тока; индуцирует 4-х полюсное магнитное поле, прокручивающее ротор.
- Инвертор: выполняет трансформацию постоянного тока, поступающего с батареи, в переменный 3-х фазный, поступающий на двигатель.
- Подвесная часть: независимая 2-х рычажная передняя и 5-ти рычажная задняя.
- Аккумуляторная батарея (тяговая ~ 400 V): осуществляет питание электродвигателя.
- Кузов: рамной конструкции из алюминия с ребрами жесткости, обеспечивающими безопасность при столкновении.
- Электронная система управления: анализирует, координирует и управляет работой устройств автомобиля.
- Трансмиссия: одноступенчатый редуктор, передающий вращение ротора на ведущие колеса.
- АКБ (12 V): снабжает энергией бортовую сеть.
В электрическом автомобиле полностью отсутствуют: ДВС, сцепление, стартер, системы зажигания, приготовления рабочей смеси, многоступенчатая коробка передач.
Принцип работы двигателя Тесла
Это установка асинхронного типа, создающая, за счет электродвижущей силы вращающегося в неподвижном статоре магнитного поля, условия для вращения ротора короткозамкнутого типа.
Движение задним ходом в Тесле обеспечивается переключением полярности стартерных катушек. При полном отпускании акселератора электромотор автомобиля выполняет функцию генератора, ‒ трансформирует механическую энергию от вращения колес в электрическую для зарядки АКБ.
Преимуществами использования асинхронных силовых устройств в автомобилях Тесла является:
В зависимости от модификаций, на Тесла устанавливаются 1 или 2 двигателя: 1 ‒ на заднеприводные, 2 ‒ на полноприводные ТС.
Преимущества асинхронного двигателя перед ДВС
В сравнении с топливными силовыми агрегатами, достоинства электрических моторов неоспоримы:
Познавательно
В разработках новых версий электромобиля инженеры Тесла добились уникальной динамики ‒ разгон до 100 км/ч за 1,1 секунды (Roadster 2)!
Аккумуляторные батареи электрокара
Конструкция
В каждом блоке, в зависимости от версии автомобиля, находится от 312 до 444 мини-аккумуляторов, что обеспечивает суммарную емкость 60 ÷ 84 кВт×часов (Model X P100D ‒ 100 кВт×ч/537 км) при номинальном напряжении 400 V. Общее число элементов в платформе ‒ 5040 ÷ 7104. Заявленный пробег без зарядки ‒ 330 ÷ 425 км.
Габаритные характеристики и расположение в автомобиле
Масса ‒ 383 ÷ 540 кг; длина × ширина × высота (см) ‒ 210 ×150 × 15. Платформа размещается в днище на высоте 45 см от земли, что оптимизирует управляемость Тесла.
Зарядка и время
Полностью зарядить аккумуляторную платформу на 60 кВт×ч можно от:
- Бытовой розетки евростандарта (V = 220 В; I = 16 A (Ампер)) ≈ 17 ч.
- 3-х фазной розетки (с Mobile Connector) ≈ 6 ч.
- Зарядной станции Tesla Wall Connector ≈ 3,2 ч.
- Станций ABL, Schneider Electric, KEBA ≈ 2,4 ч.
- Скоростными зарядками ChaDeMo/Supercharger ≈ 72 мин.
Полезная информация
Автомобили, произведенные для американского рынка, не имеют опции заряда от 3-х фазной розетки.
Инвертор
Устройство с электронным управлением трансформирования постоянного тока в переменный. Функционирует посредством двухэтапного преобразования напряжения изменением параметров частоты тока.
Воздействуя на акселератор, водитель автомобиля увеличивает частоту поступающего на двигатель переменного тока, ‒ возрастает скорость вращения статорных электромагнитных полей и число оборотов ротора.
При рекуперации инвертор Тесла выпрямляет вырабатываемый двигателем знакопеременный ток и распределяет на подзарядку тяговой батареи/АКБ (12 V).
Познавательно
Как передается вращение от двигателя к колесам?
Способность электромотора Тесла равномерно передавать крутящий момент позволяет отказаться от ступенчатой коробки передач. Обороты от вала ротора на ведущую колесную пару передаются посредством одноступенчатой шестеренчатой передачи, состоящей из 4-х зубчатых колес спирального типа.
Спиральная конструкция шестерен обеспечивает плавность передачи вращения. Смазка подшипников и зубчатых колес производится принудительной циркуляцией трансмиссионного масла.
Преимущества и недостатки автомобиля Тесла
Стильные, инновационные электрокары Tesla ‒ законодатели мод в автомобилестроении. На Тесла равняются мировые производители легковой автотехники, переходящие на выпуск электромобилей.
Отметим основные преимущества автомобилей бренда:
Где можно купить запчасти на Тесла в Украине
Даже самому совершенному и надежному автомобилю может потребоваться ремонт с заменой отдельных узлов и деталей. Приобрести запасные части ко всем модификациям Тесла по лучшей в Украине стоимости всегда можно на странице.
В каталоге ‒ только оригинальные изделия бренда, с технической документацией и гарантийными обязательствами. При отсутствии нужной продукции, магазин организует экспресс-доставку деталей. Автозапчасти-UA ‒ надежный партнер, ценящий каждого клиента.
Читайте также: