უფრო დიდი სიმძლავრე, უფრო დიდი სიმძლავრე, მცირე ზომა, მსუბუქი წონა, უფრო მარტივი მასობრივი წარმოება და იაფი კომპონენტების გამოყენება არის გამოწვევები ელექტრომომარაგების ბატარეების დიზაინში. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ეს მცირდება ღირებულებასა და შესრულებაზე. იფიქრეთ, როგორც დაბალანსების აქტი, სადაც მიღწეული კილოვატ-საათი (კვტ/სთ) უნდა უზრუნველყოს მაქსიმალური დიაპაზონი, მაგრამ წარმოების გონივრულ ფასად. შედეგად, თქვენ ხშირად ნახავთ ბატარეის პაკეტების აღწერილობებს, სადაც ჩამოთვლილია მათი წარმოების ხარჯები, რიცხვებთან ერთად, 240$-დან 280$-მდე/კვტსთ. წარმოების დროს, მაგალითად.
ოჰ, და ნუ დავივიწყებთ უსაფრთხოებას. გაიხსენეთ რამდენიმე წლის წინ Samsung Galaxy Note 7-ის ფიასკო და EV ბატარეის ეკვივალენტი ავტომობილის ხანძრისა და ჩერნობილის ექვივალენტის დნობის დროს. გაურკვეველი ჯაჭვური რეაქციის კატასტროფის სცენარში, ბატარეის უჯრედებს შორის მანძილი და თერმული კონტროლი. შეფუთვა, რათა თავიდან აიცილოს ერთი უჯრედი მეორეს, მეორეს და ა.შ., ამატებს EV ბატარეის განვითარების სირთულეს. მათ შორის, Tesla-საც კი აქვს პრობლემები.
მიუხედავად იმისა, რომ EV ბატარეის პაკეტი შედგება სამი ძირითადი ნაწილისგან: ბატარეის უჯრედები, ბატარეის მართვის სისტემა და რაღაც ყუთი ან კონტეინერი, რომელიც მათ ერთმანეთთან ათავსებს, ახლა ჩვენ უბრალოდ შევხედავთ ბატარეებს და როგორ განვითარდა ისინი Tesla-სთან ერთად. მაგრამ მაინც პრობლემაა ტოიოტასთვის.
ცილინდრული 18650 ბატარეა არის ლითიუმ-იონური ბატარეა, რომლის დიამეტრია 18 მმ, სიგრძე 65 მმ და წონა დაახლოებით 47 გრამი. ნომინალური ძაბვის დროს 3.7 ვოლტი, თითოეულ ბატარეას შეუძლია დატენოს 4.2 ვოლტამდე და განმუხტვა დაბალ დონეზე. როგორც 2.5 ვოლტი, ინახავს 3500 mAh-მდე უჯრედში.
ელექტროლიტური კონდენსატორების მსგავსად, Tesla-ს ელექტრო ავტომობილის ბატარეები შედგება ანოდისა და კათოდის გრძელი ფურცლებისაგან, რომლებიც გამოყოფილია დამუხტვის საიზოლაციო მასალით, შემოხვეული და მჭიდროდ შეფუთული ცილინდრებში, რათა დაზოგოს სივრცე და შეინახოს რაც შეიძლება მეტი ენერგია. ეს კათოდი (უარყოფითად დამუხტული) და ანოდურ (დადებითად დამუხტულ) ფურცლებს თითოეულს აქვს ჩანართი უჯრედებს შორის მსგავსი მუხტების დასაკავშირებლად, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ძლიერი ბატარეა — თუ გნებავთ, ისინი ემატება ერთს.
ისევე როგორც კონდენსატორი, ის ზრდის მის ტევადობას ანოდისა და კათოდის ფურცლებს შორის მანძილის შემცირებით, დიელექტრიკის (ზემოხსენებული საიზოლაციო მასალის ფურცლებს შორის) შეცვლით უფრო მაღალი გამტარიანობით და გაზრდის ანოდისა და კათოდის ფართობს. Tesla EV ბატარეის შემდეგი ნაბიჯი არის 2170, რომელსაც აქვს ოდნავ უფრო დიდი ცილინდრი, ვიდრე 18650, ზომები 21 მმ x 70 მმ და იწონის დაახლოებით 68 გრამს. ნომინალური ძაბვის დროს 3.7 ვოლტი, თითოეულ ბატარეას შეუძლია დატენოს 4.2-მდე. ვოლტი და გამონადენი 2,5 ვოლტამდე, ინახავს 4800 mAh-მდე თითო უჯრედზე.
თუმცა, არის კომპრომისი, რომელიც ძირითადად ეხება წინააღმდეგობას და სითბოს, ოდნავ უფრო დიდი ქილის საჭიროების წინააღმდეგ. 2170-ის შემთხვევაში, ანოდის/კათოდური ფირფიტის ზომის ზრდა იწვევს დატენვის უფრო გრძელ გზას, რაც ნიშნავს მეტ წინააღმდეგობას, შესაბამისად მეტს. ენერგია გამოდის ბატარეიდან სითბოს სახით და ხელს უშლის სწრაფი დატენვის მოთხოვნას.
შემდეგი თაობის ბატარეის შესაქმნელად მეტი სიმძლავრით (მაგრამ გაზრდილი წინააღმდეგობის გარეშე), Tesla-ს ინჟინრებმა შექმნეს მნიშვნელოვნად დიდი ბატარეა ეგრეთ წოდებული "მაგიდების" დიზაინით, რომელიც ამცირებს ელექტრო გზას და ამით ამცირებს წინააღმდეგობის გამო წარმოქმნილ სითბოს . ამის დიდი ნაწილი შეიძლება მივაწეროთ იმას, ვინც შეიძლება იყოს ბატარეის საუკეთესო მკვლევარები მსოფლიოში.
4680 ბატარეა შექმნილია კრამიტის სპირალის სახით უფრო მარტივი წარმოებისთვის, შეფუთვის ზომით 46 მმ დიამეტრით და 80 მმ სიგრძით. წონა არ არის ხელმისაწვდომი, მაგრამ სხვა ძაბვის მახასიათებლები მოხსენებულია, რომ მსგავსი ან იდენტურია; თუმცა, თითოეული უჯრედი შეფასებულია დაახლოებით 9000 mAh-ით, რაც აუმჯობესებს Tesla-ს ახალ ბრტყელ პანელის ბატარეებს. ასევე, მისი დატენვის სიჩქარე მაინც კარგია სწრაფი მოთხოვნისთვის.
მიუხედავად იმისა, რომ თითოეული უჯრედის ზომის გაზრდა, ვიდრე შეკუმშვა, შეიძლება ეწინააღმდეგებოდეს ბატარეის დიზაინის მოთხოვნებს, 4680-ის სიმძლავრის და თერმული კონტროლის გაუმჯობესებამ 18650 და 2170-თან შედარებით, გამოიწვია არსებითად ნაკლები უჯრედი 18650 და 2170 ბატარეის გამოყენებასთან შედარებით. - Tesla-ს ადრინდელ მოდელებს აქვთ მეტი ენერგია იმავე ზომის ბატარეაზე.
რიცხვითი თვალსაზრისით, ეს ნიშნავს, რომ მხოლოდ 960 „4680″ უჯრედია საჭირო იმავე სივრცის შესავსებად, როგორც 4,416 „2170″ უჯრედი, მაგრამ დამატებითი უპირატესობებით, როგორიცაა წარმოების დაბალი ღირებულება კვტ/სთ-ზე და 4680 ბატარეის გამოყენება მნიშვნელოვნად ზრდის ენერგიას.
როგორც აღვნიშნეთ, მოსალოდნელია, რომ 4680 შესთავაზებს 5-ჯერ მეტ ენერგიას და 6-ჯერ მეტ ენერგიას 2170 ბატარეასთან შედარებით, რაც ნიშნავს ავტომობილის მოსალოდნელ ზრდას 82 კვტ/სთ-დან 95 კვტ/სთ-მდე ახალ Teslas-ში გარბენი იზრდება 16%-მდე.
დაიმახსოვრე, ეს მხოლოდ Tesla-ს ბატარეების საფუძვლებია, ტექნოლოგიის მიღმა კიდევ უფრო მეტი დგას. მაგრამ ეს კარგი დასაწყისია მომავალი სტატიისთვის, რადგან ჩვენ ვისწავლით, თუ როგორ უნდა მართოთ ბატარეის პაკეტის ენერგიის მოხმარება და ასევე გავაკონტროლოთ უსაფრთხოების საკითხები. სითბოს გამომუშავება, დენის დაკარგვა და… რა თქმა უნდა… EV ბატარეის გაჩენის რისკი.
თუ მოგწონთ All-Things-Tesla, აქ არის თქვენი შანსი იყიდოთ Tesla Cybertruck-ის Hot Wheels RC ვერსია.
ტიმოთი ბოიერი არის Tesla-სა და EV-ის რეპორტიორი Torque News-ისთვის ცინცინატიში. გამოცდილი ადრეული მანქანის აღდგენაში, ის რეგულარულად აღადგენს ძველ მანქანებს და ცვლის ძრავებს მუშაობის გასაუმჯობესებლად. მიჰყევით ტიმს Twitter-ზე @TimBoyerWrites ყოველდღიური Tesla-სა და EV სიახლეებისთვის.
გამოქვეყნების დრო: თებ-21-2022