بطارية Tesla S&X بطارية Tesla Model S. ماذا يوجد بالداخل؟ كم عدد البطاريات في تسلا

بطاريات الليثيوم أيون الجرتسلا، ماذا يوجد في الداخل؟

تيسلا موتورز هي الشركة المبتكرة لسيارات صديقة للبيئة ثورية حقًا - سيارات كهربائية لا يتم إنتاجها بكميات كبيرة فحسب ، بل تتميز أيضًا بأداء فريد يسمح باستخدامها حرفيًا كل يوم. نلقي اليوم نظرة داخل بطارية الجر Tesla Model S ، ونكتشف كيف تعمل ونكشف النقاب عن سحر نجاح هذه البطارية.

يتم تسليم البطاريات للعملاء في صناديق OSB.

أكبر وأغلى قطعة غيار لـ Tesla Model S هي حزمة بطارية الجر.

توجد حزمة بطارية الجر في الجزء السفلي من السيارة (في الواقع ، إنها أرضية سيارة كهربائية - سيارة) ، نظرًا لأن Tesla Model S لديها مركز ثقل منخفض للغاية ومعالجة ممتازة. يتم توصيل البطارية بجزء الطاقة من الجسم باستخدام أقواس قوية (انظر الصورة أدناه) أو تعمل كجزء حامل للطاقة في جسم السيارة.

وفقًا لوكالة حماية البيئة في أمريكا الشمالية (EPA) ، فإن شحنة واحدة من حزمة بطارية ليثيوم أيون بقوة 400 فولت تيار مستمر و 85 كيلو وات في الساعة من تسلا تكفي لقيادة 265 ميلاً (426 كم) ، مما يسمح لك بالتغلب على أكبر مسافة بين الكهرباء المماثلة مركبات. في الوقت نفسه ، من 0 إلى 100 كم / ساعة ، تتسارع مثل هذه السيارة في 4.4 ثانية فقط.

سر نجاح Tesla Model S هو بطاريات الليثيوم أيون الأسطوانية عالية الكفاءة ذات الكثافة العالية للطاقة ، ومورد العناصر الأساسية هو شركة Panasonic اليابانية المعروفة. هناك الكثير من الشائعات حول هذه البطاريات.

اقرع بهاهمخطر ابقى بعيدا!

قرر أحد مالكي وعشاق طراز Tesla Model S من الولايات المتحدة تفكيك البطارية المستخدمة بالكامل لـ Tesla Model S بسعة طاقة تبلغ 85 كيلو وات في الساعة من أجل دراسة تصميمها بالتفصيل. بالمناسبة ، تبلغ تكلفتها كقطع غيار في الولايات المتحدة 12000 دولار أمريكي.

يوجد في الجزء العلوي من حزمة البطارية طبقة عازلة للحرارة والصوت مغطاة بغشاء بلاستيكي سميك. نقوم بإزالة هذا الطلاء ، على شكل سجادة ، والاستعداد للتفكيك. للعمل بالبطارية ، يجب أن يكون لديك أداة معزولة وأن تستخدم أحذية مطاطية وقفازات واقية من المطاط.

بطارية تسلا. نحن نفكك!

تتكون بطارية الجر Tesla (حزمة بطارية الجر) من 16 وحدة بطارية ، كل منها بجهد اسمي 25 فولت (تصميم حزمة البطارية - IP56). ستة عشر وحدة بطارية متصلة في سلسلة في بطارية بجهد اسمي 400 فولت. تتكون كل وحدة بطارية من 444 خلية (بطاريات) 18650 باناسونيك (وزن بطارية واحدة 46 جم) ، وهي متصلة وفقًا لمخطط 6s74p (6 خلايا متسلسلة و 74 مجموعة مماثلة على التوازي). في المجموع ، هناك 7104 من هذه العناصر (البطاريات) في بطارية الجر تسلا. تتم حماية البطارية من البيئة باستخدام علبة معدنية بغطاء من الألومنيوم. يوجد داخل غطاء الألمنيوم العادي بطانات بلاستيكية على شكل فيلم. يتم تثبيت غطاء الألمنيوم العادي بمسامير مع حشوات معدنية ومطاطية محكمة الغلق ، بالإضافة إلى مادة مانعة للتسرب من السيليكون. تنقسم حزمة بطارية الجر إلى 14 مقصورة ، كل حجرة تحتوي على وحدة بطارية. يتم وضع صفائح الميكا المضغوطة في الجزء العلوي والسفلي من وحدات البطارية في كل حجرة. توفر صفائح الميكا عزلًا كهربائيًا وحراريًا جيدًا للبطارية من جسم السيارة الكهربائية. بشكل منفصل ، أمام البطارية ، وتحت غطاءها ، هناك نوعان من نفس وحدات البطارية. تحتوي كل وحدة من وحدات البطارية الـ 16 على وحدة BMU مدمجة ، وهي متصلة بنظام BMS مشترك يتحكم في التشغيل ، ويراقب المعلمات ، ويوفر أيضًا حماية للبطارية بأكملها. توجد أطراف الخرج الشائعة (الطرفية) في الجزء الخلفي من وحدة بطارية الجر.

قبل تفكيكها تمامًا ، تم قياس الجهد الكهربائي (كان حوالي 313.8 فولت) ، مما يشير إلى أن البطارية فارغة ، ولكنها في حالة صالحة للعمل.

تتميز وحدات البطارية بالكثافة العالية لخلايا باناسونيك 18650 (بطاريات) الموضوعة هناك ودقة تركيب الأجزاء. تتم عملية التجميع بأكملها في مصنع Tesla في غرفة معقمة تمامًا ، باستخدام الروبوتات ، حتى يتم الحفاظ على درجة حرارة ورطوبة معينة.

تتكون كل وحدة بطارية من 444 خلية (بطاريات) ، وهي متشابهة جدًا في المظهر مع بطاريات بسيطة من نوع الإصبع - وهي عبارة عن 18650 بطارية أسطوانية من نوع ليثيوم أيون تصنعها شركة باناسونيك. تبلغ كثافة الطاقة لكل وحدة بطارية في هذه الخلايا 5.3 كيلو واط في الساعة.

في بطاريات باناسونيك 18650 ، يكون القطب الموجب هو الجرافيت والقطب السالب النيكل والكوبالت والألومينا.

تزن بطارية الجر في تسلا 540 كجم ويبلغ طولها 210 سم وعرضها 150 سم وسمكها 15 سم. كمية الطاقة (5.3 كيلو وات ساعة) التي تولدها وحدة واحدة فقط (من أصل 16 وحدة بطارية) تساوي الكمية التي تنتجها مائة بطارية من 100 جهاز كمبيوتر محمول. يتم لحام السلك (محدد التيار الخارجي) بنقص كل عنصر (بطارية) كموصل ، والذي ، عند تجاوز التيار (أو في حالة حدوث ماس كهربائي) ، يحترق ويحمي الدائرة ، بينما فقط مجموعة (من 6 بطاريات) حيث كان هذا العنصر لا يعمل ، تستمر جميع البطاريات الأخرى في العمل.

يتم تبريد بطارية الجر في تسلا وتسخينها بواسطة نظام سائل مضاد للتجمد.

عند تجميع بطارياتها ، تستخدم Tesla خلايا (بطاريات) تصنعها شركة Panasonic في دول مختلفة مثل الهند والصين والمكسيك. تم إجراء التعديل النهائي ووضعه في علبة حجرة البطارية في الولايات المتحدة. توفر Tesla خدمة الضمان لمنتجاتها (بما في ذلك البطاريات) لمدة تصل إلى 8 سنوات.

في الصورة (أعلاه) العناصر عبارة عن بطاريات باناسونيك 18650 (العناصر ملفوفة من الجانب الإيجابي "+").

وهكذا ، تعلمنا ما تتكون منه بطارية الجر Tesla Model S.

نشكرك على اهتمامك!

تعمل فقط بالكهرباء المخزنة في البطاريات.

منذ بداية الإنتاج ، قامت Tesla بتركيب بطاريات بسعة 40 إلى 100 كيلو واط في الساعة ، كل منها يتكون من 8 أو 12 أو 16 قسمًا ، على سياراتها الكهربائية طراز S ، وبعد ذلك على الطراز X.

يتكون كل قسم من بطاريات باناسونيك AA صغيرة مترابطة ، أكبر قليلاً من بطاريات AA القياسية. يبلغ قطر بطاريات تسلا الأسطوانية 18 ملم وارتفاعها 65 ملم. ومن الجدير بالذكر أيضًا أن ميزتها تكمن في المتانة والموثوقية والأداء في ظروف السيارات القاسية.

1 - البطارية ؛ 2 - محول الجهد (DC / DC) ؛ 3 - كابل عالي الجهد (برتقالي) ؛ 4 - شاحن رئيسي على متن الطائرة 10 كيلو واط ؛ 5 - شاحن إضافي 10 كيلو واط (اختياري) ؛ 6 - موصل الشحن ؛ 7 - وحدة القيادة ؛

بطارية 40 كيلو واط ساعي

البطارية 40 كيلو وات تأتي في نوعين: بطارية 40 كيلو وات مع 8 أقسام (شرائح / خلايا) (تعتمد على بطارية Toyota RAV4 EV) ، والبطارية 60 كيلووات ، والتي تحتوي على 12 خلية وتمت برمجتها لشحنها. إلى 40 كيلووات.

لم تكن Tesla Model S 40 kWh مشهورة ، لذلك تم الانتهاء من إنتاجها قريبًا.

بطارية 60 ك.و.س.

تتكون البطارية 60 كيلوواط من 12 أو 16 قسمًا. تم تثبيت البطارية المكونة من 12 قسمًا على الطراز S40 ، وحصلت البطارية ذات 16 قسمًا على التصنيف "جديد" وتم تعديلها بشكل جذري.

بطارية 70/75 ك.و.س.

بالإضافة إلى حقيقة أن هذه البطارية تم تركيبها على الطراز S60 (S60D) ، فقد تم تثبيتها أيضًا على S70 (S70D) و S75 (S75D) ، ولكن مع
الخيارات المتقدمة.

تميزت بطارية 60 كيلو وات في الساعة للنموذج 60 بغياب 77 بطارية AA ، في السبعينيات من طراز S ، تم ملء جميع الأقسام الستة عشر بالكامل بالبطاريات ، مما أدى إلى زيادة سعة البطارية الإجمالية.

بطارية 85/90 ك.و.س.

تتكون بطارية تسلا 85 و 90 و 100 كيلو واط ساعة من 16 قسمًا. تتكون كل خلية من 444 بطارية "إصبع" ولها لوحة BMS خاصة بها ، والتي تدير موازنة جميع الخلايا.

البطارية الأكثر شيوعًا التي توفرها Tesla (85 كيلو واط ساعة) تحتوي على 7104 18650 بطارية.

في عام 2015 ، أعادت باناسونيك تصميم الأنود ، مما زاد من سعة البطارية بنحو 6٪ ، مما سمح لحزم البطاريات بتخزين ما يصل إلى 90 كيلو وات من الطاقة. نتيجة لذلك ، تختلف البطارية التي تبلغ قوتها 90 كيلو وات عن البطارية التي تبلغ قدرتها 85 كيلووات وليس في السعة:

• أولاً ، تزن سعة بطارية باناسونيك 18650 في بطارية 85 كيلووات 46 جرامًا ، وتزن نفس البطارية 48.5 جرامًا في بطارية 90 كيلووات ؛
• ثانيًا ، الناتج الحالي للبطارية رقم 85 هو 10 درجات مئوية ، في 90 - 25 درجة مئوية (لهذا السبب ، لا يتوفر وضع Ludicrous إلا في Tesla مع بطاريات 90 و 100 kWh ، نظرًا لأن الإمكانات التقنية تسمح للسيارة بإعطاء السيارة ديناميكيات أكثر مرحًا ) ؛

بطارية 100 ك.و.س

أقوى بطارية تسلا. تم إعادة تكوين خلايا البطارية الداخلية لتستوعب 51618650 بطارية لكل وحدة.

في المجموع ، تم وضع 8256 بطارية باناسونيك في بطارية 100 كيلوواط ، قادرة على تخزين ما يزيد قليلاً عن 100 كيلو واط في الساعة من الطاقة ، والسماح لسيارات تسلا الكهربائية بالسفر لأكثر من 500 كيلومتر.

يبلغ خرج هذه البطارية 25 درجة مئوية وتمثل "أحدث ما توصلت إليه هندسة البطاريات من تسلا".

وحتى هذا التطور والتحسين لا يتوقف. لزيادة تحسين كفاءة البطارية وتقليل التكاليف ، قامت Tesla ببناء مصنع ضخم للبطاريات في سباركس بولاية نيفادا يسمى Gigafactory 1.

ينتج المصنع تصميمًا جديدًا للبطارية يسمى 2170. يبلغ قطرها 21 ملمًا وارتفاعها 70 ملمًا ، وكانت تستخدم في الأصل في Tesla Powerwall و Powerpack ، بالإضافة إلى طراز Tesla Model 3 سيدان الجديد ، وهو أصغر وأرخص من الموديل S .

تعد بطارية 2170 أكبر بنسبة 46٪ من بطارية 18650 و 10-15٪ أكثر كفاءة في استخدام الطاقة من بطارية 18650.

من المهم جدًا شحن البطارية بشكل صحيح ، أي باستخدام الشاحن المناسب - الأصلي أو من شركة مصنعة عالية الجودة ، لأن أجهزة الشحن محلية الصنع تتسبب في ارتفاع درجة حرارة البطارية ، وسوء التلامس ، وضعف جودة التيار ، مما يؤثر بشكل كبير على قدرة البطارية ومتانتها.

أثناء التشغيل ، تنصح الشركة المصنعة بشدة بعدم تعريض السيارة لدرجات حرارة مستمرة أعلى من +60 درجة مئوية أو أقل من -30 درجة مئوية لأكثر من 24 ساعة.

يوصى بعدم السماح بتفريغ البطارية بالكامل. إذا لم تكن السيارة قيد الاستخدام ، يتم إنفاق الطاقة تدريجيًا على تشغيل الأجهزة الإلكترونية الموجودة على متن السيارة (يتم تفريغ البطارية بمعدل 1٪ يوميًا).

لمنع التفريغ الكامل ، يوصى بوضع السيارة في وضع توفير الطاقة ، مما يؤدي إلى إيقاف تشغيل الأجهزة الإلكترونية الموجودة على متن السيارة ، مما يقلل من التفريغ إلى 4٪ شهريًا. وتجدر الإشارة أيضًا إلى أنه في وضع توفير الطاقة ، يتوقف شحن بطارية 12 فولت ، مما يؤدي إلى تفريغ كامل خلال 12 ساعة. لذلك ، في هذه الحالة ، ستحتاج إلى الاتصال ببطارية بدء تشغيل خارجية أو استبدالها.

لكن لا تنس أنه عند تنشيط وضع توفير الطاقة ، يجب عليك توصيل السيارة بمصدر طاقة لمدة شهرين لمنع بطارية تسلا من التفريغ تمامًا.

في ربيع عام 2015 ، عرضت تسلا للجمهور بطارية جديدة للمنزل. يمثل في جوهره مرحلة جديدة في تطور الشركة. هذه البطارية هي الخطوة التالية نحو إنشاء منزل ذكي لا يعتمد على الاتصالات الخارجية.

تاريخ الخلق

يعد إنتاج واستهلاك الطاقة الكهربائية في القرن الحادي والعشرين من أهم المشاكل. آفاق البشرية جمعاء تعتمد إلى حد كبير على ذلك. تقليديا ، يتم توليد الكهرباء بطريقتين:

1. تجاري (معالجة الفحم والنفط والغاز والطاقة النووية واستخدام المياه والطاقة الشمسية) ؛
2. غير تجارية (معالجة النفايات الصناعية ، الحطب ، استخدام قوة العضلات).

علاوة على ذلك ، تمثل المصادر التجارية أكثر من 90٪ من إجمالي إنتاج الكهرباء. وقد لوحظ هذا الاتجاه منذ عقود ، على الرغم من الأزمة الكبيرة في موارد الوقود وتلوث الهواء. إذا لم نبدأ في تصحيح الوضع ، فقد تحدث أزمة طاقة أو كارثة بيئية عالمية. لذلك ، قررت Tesla المساهمة في تحسين إنتاج الطاقة وأنظمة استخدامها من خلال تطوير بطارية مبتكرة.

قاد مشروع إنشاء بطارية تسلا الفريدة Elon Musk نفسه ، والذي يمكن اعتباره ثوريًا في مجال تكنولوجيا المعلومات. في الواقع ، حتى قبل 10 سنوات ، لم يكن أحد يؤمن بنجاح السيارات الكهربائية. ومع ذلك ، من خلال جهود Elon Musk ، كان من الممكن إنشاء سيارة كهربائية عالية الجودة من طراز Tesla Model S يرغب كل سائق سيارة في شرائها. اتضح أنه على الرغم من احتكار محركات الاحتراق الداخلي ، فقد تم العثور منذ وقت طويل على بديل للوقود السائل. كل ما في الأمر أنه لم يجرؤ أحد على تغيير التقاليد الراسخة. بعد نجاح السيارات الكهربائية ، قررت Tesla تطوير بطارية منزلية.

قدم القرار بشأن هذا الأمر في 30 أبريل من قبل إيلون ماسك بنفسه. لا ينبغي أن يكون لمثل هذا التطور الثوري تأثير إيجابي على البيئة فحسب ، بل على الاقتصاد ككل أيضًا. البطارية الجديدة تسمى Tesla Powerwall. سيسمح لك بتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي وتقليل تكاليف الطاقة بشكل كبير. هذا ، في الواقع ، تبنت شركة Tesla استمرار فكرة التزويد المستقل للمنازل ، والتي لم تعد شيئًا فريدًا. اليوم ، يقوم العديد من مالكي المنازل الريفية بالفعل بتغطية أسطح منازلهم بألواح شمسية تغذي بطاريات الرصاص الحمضية. يجب أن تكون بطارية Tesla الجديدة أكثر كفاءة وفعالية من حيث التكلفة.

خصائص بطاريات Powerwall

يمكن لبطارية Powerwall أن تستهلك الطاقة من كل من الألواح الشمسية ومصادر الطاقة الأخرى. يمكن أن تبلغ قدرة النظام 7 و 10 كيلو واط. وفقًا لذلك ، فإن الخيار الأول مناسب للاستخدام اليومي ، والخيار الثاني لإنشاء احتياطيات الطاقة. وفقًا للخبراء ، تستهلك الأسرة الأمريكية المتوسطة التي تعيش في منزل منفصل بثلاث غرف نوم ، والتي ستعمل ببطارية تسلا ، ما يقرب من 3200 كيلوواط في الساعة. لذلك ، يمكن أن توفر بطارية مشحونة بالكامل مثل هذا المنزل لمدة 4-5 ساعات.

من المفترض أن يتم تركيب بطاريات Tesla بالاشتراك مع Solar City. تعمل هذه الشركة في تصنيع وتركيب الألواح الشمسية ، كما أن Elon Musk اللامع هو أيضًا أكبر مساهم فيها. في المستقبل ، من المخطط إشراك الشركاء الآخرين الذين سيشاركون في تطوير المشروع. وفقًا للخبراء الماليين ، يمكن أن يجلب بيع البطاريات الجديدة لشركة Tesla ما يقرب من 4.5 مليار دولار ، ويرجع ذلك إلى حقيقة أن العديد من الشركات الكبيرة ستكون قادرة على استخدام بطاريات جديدة لأغراضها الخاصة. بالنسبة لهم ، سيتم تطوير نظام Powerpack ، والذي سيشمل مجموعة كاملة من حزم البطاريات بسعة 100 كيلو واط في الساعة. للأغراض الصناعية ، يمكن دمج هذه البطاريات في نظام مشترك بسعة 10 ميجاوات في الساعة أو أكثر. أعلنت Tesla بالفعل أن المعدات بدأت بالفعل في الاختبار في شركتي Walmart و Cargill الأمريكيتين.

فوائد بطارية Tesla Powerwall

تطبيق خلايا بطارية الليثيوم أيون

يعد استخدام بطاريات الليثيوم أيون ابتكارًا مهمًا تم اعتماده كأساس لإنشاء بطارية Powerwall. هذه البطارية متفوقة في كثير من النواحي على بطاريات حمض الرصاص التقليدية. لذلك ، لا تحتوي بطارية الرصاص الحمضية على أكثر من 800 دورة تفريغ وشحن. في الوقت نفسه ، تحتوي بطارية ليثيوم أيون على دورات شحن وتفريغ من 1000 إلى 1200. بالإضافة إلى ذلك ، تعد بطارية الليثيوم أيون أفضل بعدة مرات من بطارية الرصاص من حيث الوزن والسعة.

تصميم لطيف

بفضل حجمها الصغير ، حصلت بطارية Tesla على تصميم جميل وأنيق. قرر مطورو Tesla Powerwall أن هذا المنتج يجب أن يخلق انطباعًا أولًا لطيفًا ، والذي يمكن أن يصبح في النهاية حاسمًا. يتميز هذا المنتج بحواف مستديرة وسمك رقيق نسبيًا مقارنة بالمنافسين. بالإضافة إلى ذلك ، بالنسبة لهذه البطاريات ، يقدم المبدعون مجموعة متنوعة من الألوان. لذلك ، حتى بدون مراعاة الخصائص التقنية ، من المؤكد أن Tesla Powerwall ستجذب انتباهك. يمكن تركيب هذا الجهاز مباشرة على الحائط حيث سيشغل مساحة صغيرة.

بنية إيكولوجية شاملة

يتم تقديم بطارية Powerwall الجديدة في نسختين ، كل منهما بسعة 7 و 10 كيلو واط في الساعة. تكلفتها 3 آلاف و 3.5 ألف دولار على التوالي. من حيث المبدأ ، إذا لم يكن لدى المستهلك سعة كافية لسبب ما ، فيمكنه إضافة عدة بطاريات أخرى إلى النظام ، وزيادة السعة الإجمالية إلى 90 كيلو واط في الساعة. وهذا يعني أنه يمكنك توصيل ما يصل إلى 9 بطاريات قدر الإمكان. لتوصيل هذه البطاريات ، لا تحتاج إلى دراسة شاملة لمبادئ بناء الشبكات الكهربائية. هنا يمكنك حل جميع المشاكل بكابل واحد.

حل فعال للأعمال والصناعة

بالتوازي مع Powerwall ، تم تقديم نظام آخر يهدف إلى توفير الكهرباء للمنشآت الصناعية. هذه الحداثة تسمى Tesla Powerpack. خصوصية هذه البطارية هي إمكانية الزيادة اللانهائية في السعة المحتملة ، لتصل إلى عدة جيجاوات في الساعة. تم إنشاء هذه البطارية تحت قيادة Elon Musk ، الذي اعتاد التفكير بشكل كبير. لذلك ، لم يتم تقديم هذه البطارية كثيرًا للمستخدمين الفرديين ، ولكن لنظام الكهرباء بالكامل ككل. من أجل تزويد الكوكب بأكمله بالطاقة ، ستصنع Tesla أكثر من 900 مليون بطارية Powerpack.

سيهتم هذا النظام بالبيئة ، والتي ستتخلى تمامًا عن التوليد الصناعي للكهرباء باستخدام الموارد الأحفورية. كل هذا سيقلل من إطلاق المواد الخارجية في البيئة. بالإضافة إلى ذلك ، ستتيح لك بطارية Tesla Powerpack تحقيق الاستقلالية الكاملة لأي منشأة صناعية.

حساب الاسترداد في روسيا

قبل أن تشتري بطارية Tesla ، يجب أن تفهم ما إذا كانت ستكون مفيدة لك. إذا أخذنا كمية الطاقة المستهلكة يوميًا بـ 10 كيلوواط في الساعة ، فسيكون هذا مساويًا لاستخدام السعة الكاملة للبطارية يوميًا. يبلغ سعر بطارية Tesla Powerwall 3.5 ألف ، أي ما يقرب من 175 ألف روبل بالمعدل الحالي. بالإضافة إلى ذلك ، لا تنسَ الحاجة إلى شراء العاكس ، والذي يكلف وفقًا للمعايير الحديثة 1.5 ألف دولار. أيضًا ، لا ينبغي لأحد أن ينسى الخسائر التي قد تحدث في دائرة كهربائية تتكون من بطارية ومحول تيار وعاكس. في الوقت نفسه ، تبلغ الكفاءة الإجمالية لبطارية Tesla حوالي 87٪. لذلك ، لا يتلقى المستخدم كل 10 كيلووات في الساعة ، ولكن فقط 8.7 كيلو واط في الساعة.

مع نظام الفوترة من منطقتين ، يبلغ استهلاك الطاقة اليومي 5 كيلو واط في الساعة ، وهو ما يمثل 57٪ من الحد الأقصى لمورد معدات Tesla Powerwall. يذهب باقي الطاقة إلى الاستهلاك المسائي. باستخدام هذا الحساب ، ستكون التكلفة اليومية لاستخدام شبكة الطاقة لهذا العام حوالي 22 ألف روبل سنويًا في الولايات المتحدة وأكثر من الثلث في روسيا. علاوة على ذلك ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن بطارية الليثيوم أيون النموذجية تفقد تقليديًا حوالي 6 ٪ من سعتها الأصلية في غضون عام. لذلك ، بمرور الوقت ، ستنخفض سعة البطارية تدريجيًا ، وبعد قليل لن تتمكن من التعامل مع بطارية Tesla Powerwall واحدة.

اتضح أنه ، مع الأخذ في الاعتبار جميع التكاليف ، فإن بطارية Tesla Powerwall في بلدنا لا تدفع تكاليفها حتى خلال 15 عامًا. تبلغ التكلفة الإجمالية للمعدات ، حتى بدون الألواح الشمسية ، حوالي 250 ألف روبل.

تأملات في الموضوع

وفقًا للعديد من الخبراء ، يعد التطوير الجديد للشركة خيارًا مثيرًا للاهتمام لتحقيق الاستقلال في مجال الطاقة. سيسمح لنا هذا الجهاز بالتطلع إلى مستقبل خالٍ من الانبعاثات الضارة مع الاستنزاف المستمر للموارد الطبيعية. ومع ذلك ، فإن تكلفة هذه المعدات اليوم مرتفعة للغاية بحيث لا يمكن أن تكون مربحة في بلدنا. بالإضافة إلى ذلك ، إذا أضفت سعر المحول والعاكس والألواح الشمسية إلى التكلفة ، فسيكون الوضع أقل وردية. في الوقت نفسه ، كثيرون على استعداد للاستثمار في مستقبلهم الآن من أجل إنشاء كوكب أخضر بهذه الطريقة. لهذا الغرض ، فإن Tesla Powerwall هو الأنسب. بالإضافة إلى ذلك ، يمكنك الاعتماد على تخفيض إضافي في تكلفة بطاريات تسلا في المستقبل.

بالطبع ، فكرة Elon Musk ليست مبتكرة تمامًا ، حيث توجد العديد من الخيارات للبطاريات المنزلية في العالم اليوم. ومع ذلك ، وفقًا لماسك ، فإن كل هذه البطاريات باهظة الثمن وغير مريحة وغير موثوقة للغاية. لذلك ، فإن الهدف الرئيسي لشركة Tesla هو الترويج لهذه البطاريات وتقليل أسعارها.

يقول الخبراء إن العائلات والشركات التي لديها بالفعل ألواح شمسية على الأسطح ستحب بطاريات Powerwall الجديدة. يعتقد ماسك نفسه أنه يوجد في ولاية كاليفورنيا وحدها ما لا يقل عن 300 منزل خاص مجهز بأنظمة الطاقة الشمسية. لذلك ، يمكن تجهيزهم جميعًا بأمان ببطاريات تسلا. أيضًا ، ستكون هذه البطاريات خيارًا ممتازًا للمباني التي تحتاج إلى طاقة ثابتة غير منقطعة. هذا ينطبق على المستشفيات والمؤسسات العسكرية وما إلى ذلك. بفضل تراكم الطاقة الشمسية ، يمكن جعل الألواح الشمسية أكثر كفاءة وفي الطلب. على سبيل المثال ، إذا رفض العديد من الأشخاص سابقًا الألواح الشمسية ، نظرًا لأنهم يعملون فقط في ضوء الشمس الساطع ، فقد يتغير الوضع الآن. بفضل استخدام البطاريات ، يمكن تخزين الطاقة خلال النهار واستخدامها في المساء ، وهو أكثر كفاءة.

عيوب

العيب الرئيسي لبطارية تسلا هو ارتفاع تكلفتها. بالإضافة إلى ذلك ، سيتعين عليك دفع عدة آلاف من الدولارات إضافية لتركيب بطارية. توافق على أنه لا يمكن لكل عائلة تحمل مثل هذا الرفاهية. لذلك ، وفقًا لإيلون ماسك ، عليك أن تُظهر للناس أنه بمساعدة هذا الجهاز يمكنك توفير الكثير. للقيام بذلك ، من المفترض أن تقلل التكلفة الأولية للجهاز بحوالي 30٪. سيصبح هذا ممكنًا عند اكتمال بناء مصنع Tesla الجديد في نيفادا. بشكل عام ، الخبراء متفائلون ، لأنه ، في رأيهم ، على مدى العقود القليلة الماضية ، كانت تكلفة الكهرباء تنخفض بشكل عام ولا توجد شروط مسبقة لزيادة هذا السعر في المستقبل القريب. هذا هو السبب في أن تطوير Tesla في شكل بطارية منزلية فريدة سيصبح قريبًا شائعًا ومطلوبًا.

دعونا ننظر داخل بطارية السيارة الكهربائية Tesla Model S ونكتشف كيف تعمل.

وفقًا لوكالة حماية البيئة في أمريكا الشمالية (EPA) ، يحتاج الطراز S إلى شحنة واحدة تبلغ 85 كيلو وات في الساعة لتغطية أكثر من 400 كيلومتر ، وهو المؤشر الأكثر أهمية بين السيارات المماثلة في السوق المتخصصة. لتسريع السيارة الكهربائية إلى 100 كلم / س ، تحتاج فقط 4.4 ثانية.

مفتاح نجاح هذا النموذج هو وجود بطاريات الليثيوم أيون ، والتي يتم توفير مكوناتها الرئيسية لشركة Tesla بواسطة Panasonic. بطاريات تسلا مغطاة بالأساطير. ولذا قرر أحد مالكي هذه البطارية انتهاك سلامتها ومعرفة شكلها الداخلي. بالمناسبة ، تبلغ تكلفة هذه البطارية 45000 دولار أمريكي.

توجد البطارية في الأسفل ، بفضل مركز ثقل Tesla المنخفض والتعامل الممتاز. يتم تثبيته على الجسم عن طريق الأقواس.

تفسير:

حجرة البطارية مكونة من 16 كتلة متصلة بالتوازي ومحمية من البيئة بواسطة صفائح معدنية وبطانة بلاستيكية تمنع دخول الماء.

قبل تفكيكها تمامًا ، تم قياس الجهد الكهربائي ، مما أكد حالة عمل البطارية.

يتميز تجميع البطاريات بكثافة عالية وتركيب دقيق للأجزاء. تتم عملية الانتقاء بأكملها في غرفة معقمة تمامًا باستخدام الروبوتات.

تتكون كل كتلة من 74 عنصرًا ، والتي تشبه إلى حد كبير في مظهرها بطاريات الأصابع البسيطة (خلايا الليثيوم أيون من باناسونيك) ، مقسمة إلى 6 مجموعات. في الوقت نفسه ، يكاد يكون من المستحيل معرفة مخطط وضعها وتشغيلها - هذا سر كبير ، مما يعني أنه سيكون من الصعب للغاية عمل نسخة طبق الأصل من هذه البطارية. من غير المحتمل أن نرى نظيرًا صينيًا لبطارية Tesla Model S.

القطب الموجب هو الجرافيت ، والقطب السالب هو النيكل والكوبالت وأكسيد الألومنيوم. مقدار الجهد الكهربائي المحدد في الكبسولة هو 3.6 فولت.

أقوى بطارية متوفرة (حجمها 85 كيلو واط في الساعة) تتكون من 7104 بطارية من هذا القبيل. ويزن حوالي 540 كجم ، ويبلغ طوله 210 سم وعرضه 150 سم وسمكه 15 سم. كمية الطاقة التي تولدها وحدة واحدة فقط من 16 تساوي الكمية التي تنتجها مائة بطارية من أجهزة الكمبيوتر المحمولة.

عند تجميع بطارياتها ، تستخدم Tesla عناصر منتجة في بلدان مختلفة ، مثل الهند والصين والمكسيك ، لكن التحسين النهائي والتعبئة يتم تصنيعهما في الولايات المتحدة. تقدم الشركة خدمة الضمان لمنتجاتها لمدة تصل إلى 8 سنوات.

الآن أنت تعرف ما تتكون بطارية السيارة الكهربائية Tesla Model S.

تشتهر بطارية Tesla عالميًا باختراقها في السيارات الكهربائية. الفكرة ليست جديدة وقد تم إتقانها لسنوات عديدة من قبل شركات السيارات الرائدة. ومع ذلك ، تمكن المصممون الأمريكيون من تحسين هذا الاتجاه ، مع مراعاة مصالح المستهلك. إلى حد كبير ، أصبح هذا ممكنًا بسبب أنظمة الإمداد بالطاقة المبتكرة التي تركز على الاستبدال الكامل لمحركات الاحتراق الداخلي التقليدية. ضع في اعتبارك ميزات وأصناف محرك الأقراص هذا.

طلب

يرجع تطوير أنواع جديدة من بطاريات Li-ion إلى مهام تحسين أداء السيارات الكهربائية. في هذا الصدد ، يركز الخط الأساسي لطراز Tesla S على تزويد السيارة بمصادر طاقة مبتكرة. كانت إحدى ميزات بطاريات الليثيوم أيون هي إدخال طريقة تشغيل مشتركة ، يُسمح فيها بالتناوب في إمدادات الطاقة من محرك الاحتراق الداخلي و AB. في الوقت نفسه ، يواصل مهندسو الشركة تطوير آلات مستقلة تمامًا عن نوع الوقود المعتاد.

من الجدير بالذكر أن المهندسين لا يقتصرون فقط على إنشاء عناصر الطاقة للنقل البري. تم بالفعل إطلاق العديد من إصدارات بطاريات تسلا للاستخدام المنزلي والتجاري. إذا كان خيار السيارة الكهربائية يهدف إلى الحفاظ على تشغيل معدات التشغيل والإلكترونيات الموجودة على متن الطائرة ، فسيتم وضع تعديلات التخزين الثابتة كمصادر مستقلة للكهرباء. تتيح إمكانيات هذه العناصر إمكانية استخدامها لخدمة الأجهزة المنزلية. بالإضافة إلى ذلك ، يجري البحث حاليًا حول تراكم الطاقة الشمسية. لا تزال الأعمال في مرحلة التطوير.

جهاز

تتمتع بطاريات تسلا بهيكل فريد وطريقة فريدة لوضع المكونات النشطة. الاختلاف الرئيسي عن التناظرية هو تكوين الليثيوم أيون. يتم استخدام عناصر مماثلة في تصميم الأجهزة المحمولة والأدوات الكهربائية. استخدمها مهندسو تسلا لأول مرة كبطاريات للسيارات. الكتلة بأكملها مقسمة إلى 74 مقصورة ، والتي تشبه بطاريات AA. اعتمادًا على تكوين البطارية ، فإنها تتضمن من 6 إلى 16 جزءًا في التصميم. تأتي الشحنة الموجبة من قطب الجرافيت ، وتأتي العزم السالب من عدة مكونات كيميائية ، بما في ذلك النيكل والكوبالت والألومينا.

يتم دمج بطاريات Tesla في السيارة عن طريق تثبيتها في الجزء السفلي من السيارة. يوفر هذا الترتيب مركز ثقل منخفضًا للمركبة الكهربائية ، مما يؤدي إلى تحسين المناولة. تستخدم الأقواس الخاصة كمثبتات. حاليًا ، لا يوجد الكثير من هذه الحلول ، لذلك غالبًا ما تتم مقارنة هذا الجزء بالبطارية التقليدية.

النقاط المهمة تتعلق بالأمن والموضع. يتم ضمان العامل الأول من خلال السكن عالي القوة الذي يتم فيه تركيب البطارية. بالإضافة إلى ذلك ، تم تجهيز كل كتلة بسياج على شكل ألواح معدنية. في هذه الحالة ، لا يتم عزل الجزء الداخلي بأكمله ، ولكن يتم عزل كل عنصر على حدة. وتجدر الإشارة أيضًا إلى وجود بطانة بلاستيكية تمنع دخول الماء إلى الداخل.

1. محول.
2. الأسلاك ذات الجهد العالي.
3. الشاحن الرئيسي.
4. رسوم اضافية.
5. الموصل.
6. وحدة.

خصائص بطارية تسلا

يتكون أقوى اختلاف في بطارية السيارة الكهربائية من 7104 بطارية صغيرة. فيما يلي معلمات العنصر المحدد:

• الطول / السماكة / العرض - 2100/150/1500 مم.
• مؤشر الجهد الكهربائي 3.6 فولت.
• كمية الطاقة التي يولدها قسم واحد مماثلة للأداء المحتمل لمئات من أجهزة الكمبيوتر الشخصية.
• وزن بطاريات تسلا 540 كجم.
• يبلغ وقت السفر بشحنة واحدة لعنصر متوسط ​​بقوة 85 كيلو واط / ساعة حوالي 400 كيلومتر.
• التسارع حتى 100 كم / س - 4.4 ثانية.

مع هذه الخصائص ، يطرح سؤال معقول حول مدى متانة هذه الهياكل ، لأن الأداء العالي يعني التآكل المكثف للأجزاء النشطة. وتجدر الإشارة إلى أن الشركة المصنعة تمنح ضمانًا لمدة ثماني سنوات لمنتجاتها. على الأرجح ، ستكون الحياة العملية لـ ABs قيد الدراسة هي نفسها.

حتى الآن ، لا يمكن لمالكي السيارات الكهربائية تأكيد أو نفي هذه الحقيقة. بالإضافة إلى ذلك ، هناك نتائج بحث تشير إلى أن معلمة طاقة البطارية تتميز بفقدانها المعتدل. في المتوسط ​​، يبلغ هذا الرقم حوالي 5٪ لكل 80 ألف كيلومتر. هناك حقائق أخرى تشير إلى أن مالكي السيارة المحددة فيما يتعلق بالمشاكل في حجرة البطارية يتناقصون كثيرًا مع طرح طرازات جديدة.

سعة بطارية تسلا (موديل S)

من الضروري تقييم الخاصية السعوية للبطاريات مع مراعاة تطور الإنتاج. أثناء تحسين الخط ، تراوح المؤشر من 60 إلى 105 كيلو واط / ساعة. تشير المعلومات الرسمية إلى أن سعة البطارية القصوى تبلغ حوالي 100 كيلو واط / ساعة. وفقًا لمراجعات المالكين ، ستكون المعلمة الحقيقية أقل إلى حد ما. على سبيل المثال ، لا تنتج بطارية تسلا بقدرة 85 كيلو وات أكثر من 77 كيلو وات.

في التاريخ ، هناك أيضًا أمثلة عكسية تؤكد زيادة الحجم. هناك حالات تم فيها تزويد بطارية بسعة 100 كيلووات بسعة حوالي 102 كيلو واط. من وقت لآخر ، توجد تناقضات في تعريف المكونات الغذائية النشطة. في الغالب ، لوحظ وجود اختلافات في تقديرات عدد الخلايا الكتلية. هذا يرجع إلى حقيقة أن البطارية يتم تحديثها وصقلها باستمرار ، ومجهزة بعناصر مبتكرة.

تدعي الشركة المصنعة أن التعديلات المحدثة كل عام تخضع لتحولات في الأجزاء الإلكترونية ونظام التبريد والهندسة المعمارية. تتمثل المهمة النهائية للمصممين في تحقيق أعلى خصائص جودة ممكنة للمنتج.

نسخة Power Wall

كما ذكرنا سابقًا ، إلى جانب إصدار بطاريات سيارات Tesla ، تنتج الشركة إصدارات منزلية من أجهزة تخزين الطاقة. كان أحد التعديلات الإنتاجية والأحدث هو إصدار ليثيوم أيون من Power Wall. إنه مصمم لتوليد الطاقة كمصدر دائم أو يتم تشغيله كهيكل احتياطي مشابه لمولد مستقل. يتم تقديم النموذج بعدة أشكال ، تختلف في السعة وتعمل على أداء مهام طاقة معينة. الإصدارات الأكثر شيوعًا هي وحدات 7 و 10 كيلو واط في الساعة.

فيما يتعلق بالمعلمات التشغيلية ، يمكن ملاحظة أن Power Wall بقوة 3.3 كيلو واط بجهد تشغيل 350-450 واط ، تيار 9 أ. وزن الهيكل 100 كيلوجرام ، وبالتالي ، فإن حركته خارج السؤال. ومع ذلك ، كخيار ، على سبيل المثال ، بالنسبة للبيوت الصيفية ، فإن الكتلة مناسبة تمامًا. يتم نقل الوحدة دون مشاكل ، حيث يولي المصممون اهتمامًا كبيرًا للحماية الميكانيكية لجزء الجسم. تشمل بعض العيوب فترة شحن طويلة للبطارية (12-18 ساعة) ، اعتمادًا على تعديل محرك الأقراص.

الطراز "Power Pack" (Power Pack)

يعتمد هذا النظام على الإصدار السابق ولكنه يركز على الأغراض التجارية. هذا يعني أن بطارية تسلا هذه تستخدم لخدمة المؤسسات. إنه جهاز تخزين طاقة قابل للتطوير يوفر أداءً متزايدًا للنظام في الموقع المستهدف. وتجدر الإشارة إلى أن سعة البطارية 100 كيلوواط ، بينما السعة المشار إليها لا تنطبق على المؤشر الأقصى. قدم المهندسون تصميمًا مرنًا لتجميع عدة وحدات مع إمكانية الحصول على قيمة من 500 كيلوواط إلى 10 ميغاواط.

يتم أيضًا ترقية التعديلات الفردية من حيث جودة العملية. تم تلقي معلومات رسمية بالفعل حول ظهور الجيل الثاني من البطاريات التجارية ، حيث كان معامل الطاقة 200 كيلو واط ، واقتربت الكفاءة من 99 ٪. يختلف جهاز تخزين الطاقة المحدد في المؤشرات التكنولوجية. لتوسيع الحجم ، استخدم المطورون عاكسًا عكسيًا.

جعل هذا الابتكار من الممكن زيادة قوة وأداء النظام. تخطط الشركة لتطوير وتنفيذ خلايا Power Pack في تصميم مكونات شمسية إضافية مثل Solar Roof. يسمح لك هذا النهج بتجديد الطاقة الكامنة للبطارية ليس من خلال خطوط خاصة ، ولكن من خلال تيار شمسي مجاني في وضع مستمر.

السعة الإنتاجية

وفقًا للمصنع نفسه ، يتم تصنيع البطاريات المبتكرة في مصنع Gigafactory الخاص بشركة Tesla. تم تنظيم إجراءات التجميع بمشاركة ممثلي باناسونيك (تسليم مكونات قطاعات الكتل). تنتج المؤسسة المحددة أحدث تصميمات أنظمة الطاقة التي تركز على الجيل الثالث من طراز السيارات الكهربائية.

من المفترض أن العدد الإجمالي للمنتجات المصنعة في دورة الإنتاج المحددة سوف يصل إلى 35 جيجاوات / ساعة. يجدر التأكيد على أن الحجم المشار إليه هو نصف جميع معلمات البطاريات المنتجة في العالم. يتم إجراء الصيانة الحالية بواسطة فريق مكون من 6.5 ألف شخص. في المستقبل ، من المخطط خلق 20000 وظيفة إضافية.

من بين الميزات ، لوحظ درجة عالية من الحماية ضد اختراق البطارية. هذا يلغي المخاطر المحتملة لملء السوق بأشكال مقلدة. بالإضافة إلى ذلك ، يتضمن إجراء الإنتاج نفسه مشاركة تقنية روبوتية عالية الدقة في العملية. ليس هناك شك في أن الشركات على مستوى Tesla هي فقط القادرة على عرض جميع الفروق الدقيقة في الإنتاج التكنولوجي في الوقت الحالي. معظم المنظمات المهتمة لا تحتاج إلى سرقة أدبية ، لأنها تعمل بنشاط على تطوير تطوراتها الخاصة.

سياسة الأسعار

تتغير تكلفة بطارية Tesla أيضًا باستمرار بسبب تقنيات الإنتاج الأرخص وبسبب إصدار مكونات محدثة مع معايير أداء متزايدة. قبل عامين أو ثلاثة أعوام ، تم بيع نوع الجهاز التراكمي قيد النظر في حدود 45 ألف دولار (حوالي 3 ملايين روبل). يبلغ سعر الكتل الآن حوالي خمسة آلاف دولار (330 ألف روبل).

تقريبًا نفس تكلفة نظائرها المنزلية لتكوين Power Wall. أغلى الإصدارات تشمل بطارية تجارية. على سبيل المثال ، يمكن شراء الجيل الأول من الجهاز المحدد مقابل 20-25000 دولار (حوالي 1،327،000 - 1،650،000 روبل).

التعديلات المتنافسة

شركة Tesla ليست محتكرة في إنتاج بطاريات ليثيوم أيون. على الرغم من حقيقة أن العلامات التجارية الأخرى ليست معروفة جيدًا في السوق ، إلا أن معاييرها تنافسية تمامًا. من بين الممثلين الشعبيين:

• تنتج شركة LG الكورية محركات Chem Resu ، وهي نظائر لـ Tesla PowerWall (يكلف نظام 6.5 كيلو واط / ساعة حوالي 4 آلاف دولار أو 265000 روبل).
• يتميز منتج Sunverge بمدى طاقة يتراوح من 6 إلى 23 كيلو واط / ساعة ، ويتميز بالقدرة على مراقبة الشحن والاتصال بالألواح الشمسية (السعر من 10 إلى 20 ألف دولار أو 665000 - 1327000 روبل).
• تبيع ElectrIQ بطاريات تخزين منزلية بسعة 10 كيلو واط / ساعة (مع العاكس ، سيكلف المنتج 13000 دولار أو 865000 روبل).
• من بين منافسي السيارات ، تبرز شركات مثل نيسان ومرسيدس.

ينتج أول عملاق لصناعة السيارات سلسلة من بطاريات التخزين XStorage (حجم العمل - 4.2 كيلو واط / ساعة). تشمل الفروق الدقيقة في هذا التعديل مستوى عالٍ من السلامة البيئية ، والذي يتوافق تمامًا مع المعايير الدولية لإنتاج سيارات الركاب. تنتج مرسيدس إصدارات مدمجة تبلغ 2.5 كيلو واط / ساعة. في الوقت نفسه ، يمكن دمجها في أنظمة إنتاجية متزايدة بسعة 20 كيلو واط / ساعة.

الخصائص

بطاريات السيارات الكهربائية Tesla ونظيراتها المنزلية ليست في متناول المستهلك الشامل. مع أنظمة Power Wall ، يتغير الوضع إلى حد ما بسبب المكونات الأرخص. لكن فكرة التجميع مع كتل الألواح الشمسية لا يمكن تنفيذها بنجاح بسبب التكلفة العالية. لا شك أن إمكانية تجميع مصدر طاقة مجاني مفيد للمستهلكين ، لكن شراء مثل هذه الهياكل بعيد عن متناول معظم المستخدمين المهتمين.

هناك قصة مماثلة مع محركات الأقراص البديلة الأخرى ، حيث يمنح مبدأ التشغيل والاستخدام الكثير من المزايا ، ولكنه يتطلب استخدام أجهزة وأجهزة عالية التقنية.

حصيلة

في سوق بطاريات السيارات الكهربائية ، تعتبر Tesla الشركة الرائدة بلا منازع. هذا يرجع إلى حد كبير إلى استخدام معدات مبتكرة في إنتاج وسائل النقل الصديقة للبيئة. في الوقت نفسه ، يواجه مهندسو الشركة الرائدة عقبات معينة. على سبيل المثال ، تم انتقاد سلسلة طراز S المزودة بخلايا أيونات الليثيوم لضعف الحماية ضد اشتعال خلايا الطاقة.

ومع ذلك ، يعمل المصممون باستمرار على تحسين نماذجهم والتعامل مع النقد بطريقة بناءة. على سبيل المثال ، بعد حريق AB الوحيد في تاريخ السيارات الكهربائية ، بدأت السيارات في تثبيت حزمة من الألمنيوم المجوف (للحماية من العوائق على سطح الطريق) ، ودرع مصنوع من الألمنيوم المضغوط ولوحة التيتانيوم. يُعرض على كل من اشترى سيارات قبل هذا التحسين إكمالها مجانًا في محطات الخدمة.