Ang mas malaking kapasidad, mas malaking kapangyarihan, mas maliit na sukat, mas magaan ang timbang, mas madaling pagmamanupaktura ng masa, at ang paggamit ng mas murang mga bahagi ay mga hamon sa pagdidisenyo ng mga baterya ng EV. Sa madaling salita, nauuwi ito sa gastos at pagganap. ang nakamit na kilowatt-hour (kWh) ay kailangang magbigay ng maximum na hanay, ngunit sa isang makatwirang gastos sa paggawa. Bilang resulta, madalas mong makikita ang mga paglalarawan ng battery pack na naglilista ng kanilang mga gastos sa pagmamanupaktura, kasama ang mga numero, mula $240 hanggang $280/kWh sa panahon ng produksyon, halimbawa.
Oh, at huwag nating kalimutan ang kaligtasan. Alalahanin ang kabiguan ng Samsung Galaxy Note 7 ilang taon na ang nakararaan, at ang katumbas ng baterya ng EV ng mga sunog sa sasakyan at mga pagkatunaw ng katumbas ng Chernobyl. Sa isang runaway chain reaction disaster scenario, spacing at thermal control sa pagitan ng mga cell sa baterya pack upang maiwasan ang isang cell mula sa pag-apoy ng isa pa, isa pa, atbp., idagdag sa pagiging kumplikado ng pagbuo ng EV baterya. Kabilang sa mga ito, kahit na ang Tesla ay may mga problema.
Bagama't ang isang EV battery pack ay binubuo ng tatlong pangunahing bahagi: mga cell ng baterya, isang sistema ng pamamahala ng baterya, at ilang uri ng kahon o lalagyan na pinagsasama-sama ang mga ito, sa ngayon, titingnan lang natin ang mga baterya at kung paano sila umunlad sa Tesla, ngunit Problema pa rin para sa Toyota.
Ang cylindrical 18650 na baterya ay isang lithium-ion na baterya na may diameter na 18 mm, isang haba na 65 mm at may timbang na humigit-kumulang 47 gramo. bilang 2.5 volts, nag-iimbak ng hanggang 3500 mAh bawat cell.
Tulad ng mga electrolytic capacitor, ang mga baterya ng de-kuryenteng sasakyan ng Tesla ay binubuo ng mahahabang sheet ng anode at cathode, na pinaghihiwalay ng charge-insulating material, na pinagsama at mahigpit na naka-pack sa mga cylinder upang makatipid ng espasyo at mag-imbak ng mas maraming enerhiya hangga't maaari. Ang mga cathode na ito (negatively charged) at Ang mga anode (positibong naka-charge) na mga sheet ay may mga tab para sa pagkonekta ng mga katulad na singil sa pagitan ng mga cell, na nagreresulta sa isang malakas na baterya—nagdaragdag sila ng hanggang isa, kung gugustuhin mo.
Tulad ng isang kapasitor, pinatataas nito ang kapasidad nito sa pamamagitan ng pagbawas ng puwang sa pagitan ng anode at cathode sheet, pagpapalit ng dielectric (ang nasa itaas na insulating material sa pagitan ng mga sheet) sa isa na may mas mataas na permittivity, at pagtaas ng lugar ng anode at cathode Ang susunod na hakbang sa (kapangyarihan) Tesla EV na baterya ay ang 2170, na may bahagyang mas malaking silindro kaysa sa 18650, na may sukat na 21mm x 70mm at tumitimbang ng humigit-kumulang 68 gramo. Sa nominal na boltahe na 3.7 volts, ang bawat baterya ay maaaring mag-charge ng hanggang 4.2 volts at discharge na kasing baba ng 2.5 volts, na nag-iimbak ng hanggang 4800 mAh bawat cell.
Mayroong isang trade-off, gayunpaman, iyon ay halos tungkol sa paglaban at init kumpara sa pangangailangan ng isang bahagyang mas malaking garapon. Sa kaso ng 2170, ang pagtaas sa laki ng anode/cathode plate ay nagreresulta sa isang mas mahabang landas ng pag-charge, na nangangahulugan ng higit na pagtutol, kaya higit pa enerhiyang lumalabas mula sa baterya bilang init at nakakasagabal sa pangangailangan sa mabilis na pag-charge.
Upang lumikha ng susunod na henerasyong baterya na may higit na lakas (ngunit walang tumaas na resistensya), ang mga inhinyero ng Tesla ay nagdisenyo ng isang makabuluhang mas malaking baterya na may tinatawag na "mga talahanayan" na disenyo na nagpapaikli sa daanan ng kuryente at sa gayon ay binabawasan ang dami ng init na nabuo ng paglaban . Karamihan sa mga ito ay maaaring maiugnay sa kung sino ang maaaring pinakamahusay na mananaliksik ng baterya sa mundo.
Ang 4680 na baterya ay idinisenyo sa isang tiled helix form para sa mas simpleng paggawa, na may sukat na pakete na 46mm ang lapad at 80mm ang haba. Hindi available ang timbang, ngunit ang iba pang mga katangian ng boltahe ay iniulat na magkapareho o magkapareho;gayunpaman, ang bawat cell ay may rating na humigit-kumulang 9000 mAh, na siyang dahilan kung bakit napakahusay ng mga bagong Tesla flat-panel na baterya. At saka, ang bilis ng pag-charge nito ay maganda pa rin para sa mabilis na demand.
Bagama't ang pagtaas ng laki ng bawat cell sa halip na pag-urong ay tila sumasalungat sa mga kinakailangan sa disenyo ng baterya, ang mga pagpapahusay sa kapasidad ng kuryente at thermal control ng 4680 kumpara sa 18650 at 2170 ay nagresulta sa mas kaunting mga cell kumpara sa paggamit ng 18650 at 2170 Battery -Ang mga naunang modelong Tesla na pinapagana ay may higit na kapangyarihan sa bawat pack ng baterya na may parehong laki.
Mula sa numerical na pananaw, nangangahulugan ito na humigit-kumulang 960 "4680" na mga cell lamang ang kinakailangan upang punan ang parehong espasyo sa 4,416 "2170" na mga cell, ngunit may mga karagdagang benepisyo tulad ng mas mababang mga gastos sa produksyon sa bawat kWh at paggamit ng 4680 Ang baterya pack ay makabuluhang pinapataas ang kapangyarihan.
Tulad ng nabanggit, ang 4680 ay inaasahang mag-aalok ng 5 beses ang pag-iimbak ng enerhiya at 6 na beses ang lakas kumpara sa 2170 na baterya, na isinasalin sa isang inaasahang pagtaas sa pagmamaneho mula 82 kWh hanggang 95 kWh sa mas bagong Teslas Mileage ay tumaas ng hanggang 16%.
Tandaan, ito lamang ang mga pangunahing kaalaman ng mga baterya ng Tesla, may higit pa sa likod ng teknolohiya. Ngunit ito ay isang magandang simula para sa hinaharap na artikulo, dahil matututunan natin kung paano pamahalaan ang paggamit ng power pack ng baterya, pati na rin ang kontrolin ang mga isyu sa kaligtasan sa paligid pagbuo ng init, pagkawala ng kuryente, at... siyempre... ang panganib ng pagkasunog ng baterya ng EV.
Kung gusto mo ang All-Things-Tesla, narito ang iyong pagkakataong bumili ng Hot Wheels RC na bersyon ng Tesla Cybertruck.
Si Timothy Boyer ay isang Tesla at EV reporter para sa Torque News sa Cincinnati. Nakaranas sa maagang pag-restore ng kotse, regular niyang nire-restore ang mga mas lumang sasakyan at binabago ang mga makina para mapahusay ang performance. Sundin si Tim sa Twitter @TimBoyerWrites para sa araw-araw na balita sa Tesla at EV.
Oras ng post: Peb-21-2022