Suurem võimsus, suurem võimsus, väiksem suurus, kergem kaal, lihtsam masstootmine ja odavamate komponentide kasutamine on elektrisõidukite akude projekteerimisel väljakutseks. Teisisõnu taandub see kuludele ja jõudlusele.Mõelge sellele kui tasakaalustamisele, kus saavutatud kilovatt-tund (kWh) peab tagama maksimaalse vahemiku, kuid mõistliku tootmiskuluga. Selle tulemusena näete sageli akukomplektide kirjeldusi, kus on loetletud nende tootmiskulud koos numbritega vahemikus 240–280 dollarit kWh kohta. näiteks tootmise ajal.
Oh, ja ärgem unustagem ohutust.Pidage meeles mõne aasta tagust Samsung Galaxy Note 7 fiaskot ning elektrisõidukite aku ekvivalenti sõidukite tulekahjude ja Tšernobõli ekvivalendiga. Katastroofilise ahelreaktsiooni stsenaariumi korral on aku elementide vahelised vahekaugused ja termoregulaatorid pakkida, et üks aku ei süttaks teist, teine jne, muudab elektrisõidukite akude arendamise keerukamaks. Nende hulgas on probleeme isegi Teslal.
Kuigi EV aku koosneb kolmest põhiosast: akuelemendid, akuhaldussüsteem ja mingisugune kast või konteiner, mis neid koos hoiab, siis praegu vaatame ainult akusid ja seda, kuidas need on Teslaga arenenud, aga Toyota jaoks ikkagi probleem.
Silindriline 18650 aku on liitiumioonaku, mille läbimõõt on 18 mm, pikkus 65 mm ja kaal ligikaudu 47 grammi. 3,7-voldise nimipinge korral saab iga aku laadida kuni 4,2 volti ja tühjendada nii madalalt. kui 2,5 volti, salvestades kuni 3500 mAh elemendi kohta.
Sarnaselt elektrolüütkondensaatoritele koosnevad Tesla elektrisõidukite akud pikkadest anoodi- ja katoodlehtedest, mis on eraldatud laengut isoleeriva materjaliga, rullitakse kokku ja pakitakse tihedalt silindritesse, et säästa ruumi ja salvestada võimalikult palju energiat. Need katood (negatiivselt laetud) ja Anood (positiivselt laetud) lehtedel on mõlemal sakid sarnaste laengute ühendamiseks elementide vahel, mille tulemuseks on võimas aku – kui soovite, on nende arv kokku üks.
Nii nagu kondensaator, suurendab see oma mahtuvust, vähendades anoodi ja katoodi lehtede vahelist vahet, muutes dielektriku (ülalnimetatud isoleermaterjali lehtede vahel) suurema läbilaskvusega dielektriku vastu ning suurendades anoodi ja katoodi pindala. Järgmine samm (toite) Tesla EV aku juures on 2170, mille silinder on pisut suurem kui 18650-l, mõõtmetega 21 mm x 70 mm ja kaaluga umbes 68 grammi. 3,7-voldise nimipinge korral saab iga akut laadida kuni 4,2 akut. volti ja tühjenemist kuni 2,5 volti, salvestades kuni 4800 mAh elemendi kohta.
Siiski on kompromiss, mis puudutab peamiselt takistust ja kuumust, võrreldes veidi suurema purgi vajadusega. 2170 puhul põhjustab anoodi/katoodi plaadi suuruse suurenemine pikema laadimistee, mis tähendab suuremat takistust, seega rohkem akust soojusena väljuv energia, mis segab kiirlaadimise nõuet.
Suurema võimsusega (kuid ilma suurema takistuseta) järgmise põlvkonna aku loomiseks kavandasid Tesla insenerid oluliselt suurema nn tabelikujundusega aku, mis lühendab elektriteed ja vähendab seega takistusest tekkivat soojushulka. Suur osa sellest võib olla tingitud sellest, kes võivad olla maailma parimad akuuurijad.
4680 aku on lihtsamaks tootmiseks konstrueeritud plaaditud spiraali kujul, pakendi suurus on 46 mm läbimõõduga ja 80 mm pikkusega. Kaal pole saadaval, kuid muud pingeomadused on väidetavalt sarnased või identsed;iga elemendi võimsus on aga umbes 9000 mAh, mis teebki uued Tesla lameekraaniga akud nii heaks. Samuti on selle laadimiskiirus kiire nõudluse jaoks endiselt hea.
Kuigi iga elemendi suuruse suurendamine kahanemise asemel võib tunduda olevat vastuolus aku konstruktsiooninõuetega, on 4680 võimsuse ja soojusjuhtimise paranemine võrreldes mudelitega 18650 ja 2170 andnud oluliselt vähem akusid võrreldes 18650 ja 2170 aku kasutamisega. -toitega varasematel Tesla mudelitel on sama suurusega aku kohta rohkem võimsust.
Numbrilisest vaatenurgast tähendab see, et 4416 2170 elemendiga sama ruumi täitmiseks on vaja ainult umbes 960 "4680" elementi, kuid sellega kaasnevad täiendavad eelised, nagu madalamad tootmiskulud kWh kohta ja 4680 aku kasutamine. Akupakett suurendab oluliselt võimsust.
Nagu mainitud, peaks 4680 pakkuma 2170 akuga võrreldes 5 korda suuremat energiasalvestust ja 6 korda suuremat võimsust, mis tähendab, et uuemate Teslase läbisõit suureneb eeldatavalt 82 kWh-lt 95 kWh-ni.
Pidage meeles, et see on vaid Tesla akude põhitõed, tehnoloogia taga on rohkemgi. Kuid see on hea algus tulevasele artiklile, sest me õpime, kuidas hallata akupatarei energiakasutust ja kontrollida ümbritsevaid ohutusprobleeme. soojuse teke, võimsuskadu ja… loomulikult… elektrisõidukite akude tulekahju oht.
Kui teile meeldib All-Things-Tesla, on siin teie võimalus osta Tesla Cybertrucki Hot Wheels RC versioon.
Timothy Boyer on Cincinnati Torque Newsi Tesla ja elektrisõidukite reporter. Tal on autode varase restaureerimise kogemus. Ta taastab regulaarselt vanemaid sõidukeid ja muudab jõudluse parandamiseks mootoreid.Jälgige Timi Twitteris @TimBoyerWrites, et saada igapäevaseid Tesla ja EV uudiseid.
Postitusaeg: 21.02.2022