بطارية تسلا: الجهاز ، الخصائص ، التطبيق

2024 مؤلف: Erin Ralphs | [email protected]. آخر تعديل: 2024-02-19 12:02

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.

التطبيق

يرجع تطوير أنواع جديدة من بطاريات الليثيوم 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 عنهانوع الوقود المعتاد.

تجدر الإشارة إلى 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 قيد التطوير.

الجهاز

تتمتع بطاريات تسلا بهيكل فريد وطريقة فريدة لوضع المكونات النشطة. الاختلاف الرئيسي عن النظير هو تكوين أيونات الليثيوم. يتم استخدام عناصر مماثلة في تصميم الأجهزة المحمولة والأدوات الكهربائية. استخدمها مهندسو تسلا لأول مرة كبطاريات للسيارات. الكتلة بأكملها مقسمة إلى 74 مقصورة ، والتي تبدو مثل 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.

بطاريات تسلا مدمجة في السيارة بتثبيتها في اسفل السيارة. يوفر هذا الترتيب مركز ثقل منخفضًا للسيارة الكهربائية ، في ازديادالقدرة على التحكم. تستخدم الأقواس الخاصة كمثبتات. حاليًا ، لا يوجد العديد من هذه الحلول ، لذلك غالبًا ما تتم مقارنة الجزء المحدد ببطارية تقليدية.

نقاط مهمة فيما يتعلق 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. AB.
2. محول.
3. أسلاك الجهد العالي.
4. شاحن رئيسي
5. "شحن" إضافي.
6. موصل.
7. وحدة.

مواصفات بطارية تسلا

أقوى شكل مختلف من AB للسيارة الكهربائية يتكون من 7104 بطاريات صغيرة. فيما يلي معلمات العنصر المحدد:

• الطول / السماكة / العرض - 2100/150/1500 ملم.
• مؤشر الجهد الكهربائي 3.6 فولت.
• كمية الطاقة التي يولدها قسم واحد مماثلة لإمكانيات مائة جهاز كمبيوتر شخصي.
• تزن بطاريات تسلا 540 كجم
• وقت السفر بشحنة واحدة على عنصر متوسط بقوة 85 كيلو واط ساعة حوالي 400 كيلومتر.
• سرعة تصل إلى 100 كم / ساعة - 4.4 ثانية.

مع هذه الخصائص يطرح سؤال معقول ،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 ، سيكون العمر التشغيلي للبطاريات المعنية هو نفسه.

بينما لا يستطيع أصحاب الآلات الكهربائية تأكيد أو نفي هذه الحقيقة. بالإضافة إلى ذلك ، هناك نتائج بحث تشير إلى أن معامل طاقة البطارية يتميز بفقده 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 يدورون أقل فأقل مع طرح موديلات 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 في الواقع أكثر من 77 كيلو وات.

يوفر التاريخ 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. خاصةلوحظت اختلافات في تقديرات عدد الخلايا الكتلية. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن البطارية يتم تحديثها وتحسينها باستمرار ، وتزويدها 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.

إصدار جدار الطاقة

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 kWh.

فيما يتعلق بالمعلمات التشغيلية ، يمكن ملاحظة أن Power Wall لديه قوة 3.3 كيلوواط مع جهد تشغيل 350-450 واط ، تيار 9 أ. وزن الهيكل 100 كيلوجرام ، لذلك ، حركته غير وارد يذهب 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 طويلة من شحن البطارية.(12-18 ساعة) حسب تعديل المحرك

نموذج حزمة الطاقة

يعتمد هذا النظام على الإصدار السابق ولكنه موجه تجاريًا. 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.

هذا الابتكار جعل من الممكن زيادة قوة وأداء النظام في نفس الوقت. 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 التدفق الشمسي الحر في الوضع المستمر.

الطاقة 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 طراز الجيل الثالث من السيارات الكهربائية.

من المفترض أن إجمالي عدد المنتجات المنتجة في أقصى دورة إنتاج 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 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 تطور بشكل مكثف تطوراتها الخاصة.

سياسة التسعير

تكلفة بطارية Tesla تتغير أيضًا باستمرار بسبب تقنيات الإنتاج الأرخص وفيما يتعلق بإصدار التحديثالأجزاء المكونة ذات معايير الأداء العالية. 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).

تعديلات منافسة

تسلا ليست محتكرة في إنتاج بطاريات الليثيوم. 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 لمحرك Tesla PowerWall (يكلف نظام 6.5 كيلو وات في الساعة حوالي 4 آلاف دولار أو 265000 روبل).
• المنتج من Sunverge له نطاق طاقة من 6 إلى 23 كيلوواط / ساعة ، يتميز بقدرته على مراقبة الشحن والتوصيل بالألواح الشمسية (السعر 10-20 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

أول عملاق لصناعة السيارات ينتج سلسلة من بطاريات XStorage (تعملحجم - 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.

الميزات

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. مما لا شك فيه أن إمكانية تجميع مصدر طاقة مجاني مفيد للمستهلكين ، لكن شراء مثل هذه الهياكل بعيد عن متناول معظم المستخدمين المهتمين.

قصة مشابهة لمحركات الأقراص البديلة الأخرى ، حيث يعطي مبدأ التشغيل والاستخدام الكثير من المزايا ، لكنه يتطلب استخدام أجهزة وأجهزة عالية التقنية.

نتيجة

في سوق بطاريات السيارات الكهربائية ، تسلا هي 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 ذلكيعمل 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. كل من اشترى سيارات قبل هذا التحسين يعرض عليه استكمالها بالمجان في محطات الخدمة