Электрокар Tesla Model S показал живучесть батареи
В данном случае подопытной машиной оказалась модификация Model S 70D 2015 года. Её паспортный запас хода в комбинированном цикле EPA составляет 240 миль (386 км).
Аккумуляторы на хэтче Tesla Model S служат по 100–200 тысяч миль, при этом пробег на одной зарядке сокращается против номинала на 9–22%. На днях любопытный опыт провёл один из владельцев Теслы из Финикса, у которого аккумулятор проработал чуть больше, чем 145 833 мили (234 695 км) за пять лет службы. Перед поездкой борткомпьютер предсказывал 216 миль запаса хода (уровень зарядки аккумулятора составлял 99%). Когда показатель заряда упал до нуля, автору эксперимента удалось проехать 208,2 мили (335,1 км) при среднем расходе 267,5 Вт•ч на милю (166,2 Вт•ч/км) и при потраченной энергии в количестве 55,7 кВт•ч.
На донышке ещё осталось 4 кВт•ч. Итого 59,7, притом что бортовая электроника определила используемый запас в данной конкретной батарее как 58,4 (полный — 62,4). В новой «эске» модификации 70 фактически задействованная ёмкость составляет по разным данным 65,9–68,8 кВт•ч, а полная — 71,2. Это означает потерю всего 11–15% начальной вместимости (в зависимости от способа подсчёта) за пять лет интенсивной работы. Заряжали эту батарею 1014 раз, а общий пробег к концу тестовой поездки составил 146 042 мили. (Полностью эксперимент можно посмотреть по ссылке.)
Подобная потеря при столь большом пробеге означает, что беспокоиться о деградации аккумуляторов потенциальным покупателям электрокаров попросту незачем. И ещё, любые практические данные о поведении литиево-ионных батарей важны в свете работ по созданию так называемого аккумулятора-миллионника (с живучестью на миллион миль пробега).
Бонус
Ещё одним беспокоящим покупателей электрокаров пунктом является эксплуатация в холодном климате. На этот счёт в Сети можно найти немало отзывов как в положительном, так и отрицательном ключе. Последнее высказывание на эту тему — миниатюрный отчёт компании Daimler о финальных тестах электрического вэна Mercedes-Benz EQV в шведском Арьеплуге близ полярного круга. В ходе испытаний температура воздуха составляла минус тридцать градусов по Цельсию, но машина справилась со всеми задачами. Среди прочего проверялись работа теплового «менеджмента» батареи и обогрева салона, управляемость на снегу и льду, скоростная зарядка. Рыночный запуск модели намечен на вторую половину нынешнего года.
Источник
Батарея Tesla S & X
Автомобили Tesla приводятся в действие исключительно от электричества, хранящимся в батареях.
С начала производства Тесла на свои электрокары модельного ряда Model S, а позже и на Model X устанавливала батареи емкостью от 40 до 100 кВтч, каждая из которых состоит из 8, 12 или 16 секций.
Каждая секция представляет собой соединенные между собой небольших “пальчиковых” аккумуляторов Panasonic, немного превышающих в размерах стандартные аккумуляторы AA. Цилиндрические аккумуляторы Tesla имеют диаметр 18 мм и высоту 65 мм. Стоит так же отметить, что их преимущество заключается в долговечности, надежности и производительности в суровых автомобильных условиях.
1 – Аккумуляторная батарея; 2 – Преобразователь напряжения (DC/DC); 3 – Высоковольтный кабель (оранжевого цвета); 4 – Главное бортовое зарядное устройство 10 кВт; 5 – Дополнительное зарядное устройство 10 кВт (опция); 6 – Зарядный разъем; 7 – Модуль привода;
Батарея 40 кВтч
40-киловаттная батарея бывает двух типов: 40-киловаттная батарея с 8-ю секциями (сегментами/ячейками) (создана на базе батарейки Toyota RAV4 EV), и 60-киловаттная батарея в которой было 12 ячеек и была запрограммирована на зарядку до 40 киловатт.
Tesla Model S 40 кВтч популярностью не пользовались, поэтому их производство вскоре было завершено.
Батарея 60 кВтч
Батарея 60 кВт состояла из 12 или 16 секций. 12-секционная устанавливалась на Model S40, 16-секционная батарея получила обозначение “NEW” и была кардинально модифицирована.
Батарея 70/75 кВтч
Кроме того, что эта батарея устанавливалась на Model S60 (S60D), она так же устанавливалась на S70 (S70D) и S75 (S75D), но с
расширенными функциями.
Батарея на 60 кВтч для 60-ой модели отличалась отсутствием 77 пальчиковых аккумуляторов, для 70-х Модель S все 16 секций были заполнены аккумуляторами полностью, за счет чего и повышалась общая емкость батареи.
Батарея 85/90 кВтч
Батарея Тесла 85, 90 и 100 кВтч состоит из 16 секций. Каждая ячейка состоит из 444 “пальчиковых” аккумуляторов и имеет свою плата BMS, которая управляет балансировкой всех ячеек.
Самый популярный аккумулятор поставляемый Tesla (85 кВтч), содержит 7104 аккумуляторов 18650.
В 2015 году компания Panasonic изменила конструкцию анода, увеличив емкость аккумулятора примерно на 6%, позволяя аккумуляторным блокам хранить до 90 кВт энергии. В результате чего между 90-киловаттная батареей отличается от 85-киловаттной не по емкости:
- во-первых, емкость аккумулятора Panasonic 18650 в 85-киловаттной батареи имеет вес – 46 грамм, в 90-киловаттной батареи этот же аккумулятор весит 48.5 грамм;
- во-вторых, токоотдача в 85-ой батареи – 10C, в 90-ой – 25C (по этой причине режим Ludicrous доступен только на Тесла с 90 и 100-кВтч батареей, так как технические возможности позволяют дать машине более резвую динамику);
Батарея 100 кВтч
Самая мощная батарея Tesla. Внутренние элементы аккумуляторной батареи были переконфигурированы, чтобы в каждый модуль вмещалось 516 аккумуляторов 18650.
В общей сложности в 100-киловаттной батареи было помещено 8256 аккумуляторов Панасоник, способных хранить чуть более 100 кВтч энергии, и позволяя электрическим автомобилям Тесла проезжать более 500 километров.
Данная батарея имеет токоотдачу 25C и представляет собой “последнее слово техники” в инженерии батарей от компании Тесла.
И даже на этом развитие и усовершенствование не останавливается. Чтобы еще больше повысить эффективность аккумуляторов и снизить затраты, компания Tesla построила крупную фабрику батарей в Спаркс, штат Невада, которая называется Gigafactory 1.
Фабрика производит новую конструкцию аккумулятора под названием 2170. Он имеет диаметр 21 мм и высоту 70 мм, и первоначально использовался в Tesla Powerwall и Powerpack, а также в новом седане Tesla Model 3, который меньше и дешевле от Model S.
Аккумулятор 2170 на 46% больше по объему, чем 18650 и 10-15 % более энергоэффективной, чем 18650.
Рекомендации
Очень важно правильно заряжать батарею, а именно с надлежащим зарядным устройством – оригинальным или от качественного производителя, так как от самодельных зарядных устройств батарея перегревается, плохие контакты и плохое качество тока, в результате чего сильно влияет на емкость и долговечность батареи.
Во время эксплуатации производитель настоятельно не рекомендует подвергать автомобиль непрерывному воздействию температуры выше +60C или ниже -30C более 24 часов
Рекомендовано не допускать полного разряда аккумуляторной батареи. В случае, если автомобиль не эксплуатируется, энергия постепенно расходуется на питание бортовой электроники (ежедневно батарея разряжается в среднем на 1%).
Чтобы предотвратить полный разряд, рекомендовано перевести автомобиль в режим энергосбережения, в котором отключается питание бортовой электроники, что позволит сократить разряд до 4% в месяц. Так же стоит отметить, что в энергосберегающем режиме зарядка 12-вольтового аккумулятора прекращается, что в течение 12 часов приведет его к полному разряду. Поэтому в данном случае потребуется подключение к внешней пусковой аккумуляторной батареи или ее замена.
Но, не стоит забывать, что при активации режима энергосбережения – необходимо подключить автомобиль к источнику питания в течение 2 месяцев, чтобы предотвратить полную разрядку батареи Тесла.
Источник
Tesla. Факты о которых вы не знали.
Будущим и нынешним владельцам Теслы посвящается.
В автомобилях тесла 1 балансировочная плата применяется на 444 — 516 литиевых аккумуляторов. Для сравнения, в вашем телефоне на 1 аккумуляторную ячейку применяется 1 плата защиты и балансировки.
В типичной батарее для ноутбука стоит 6 литиевых элементов питания, которыми управляет одна балансировочная плата.
При этом каждый элемент питания имеет встроенную плату защиты. Т.е. в ноутбуке 6 плат защиты и 1 плата балансировки заряда и разряда.
Литиевые элементы питания в батарее тесла не имеют индивидуальных плат защиты. Во-первых это дешевле и проще в производстве. Во-вторых это позволило повысить ёмкость каждой батареи, заняв освободившееся место.
В-третьих это позволило тесла поднять токоотдачу до умопомрачительных 25С.
Дело в том, что для батареи с протекторной платой ток в 25С равносилен короткому замыканию. (25C = в 25 раз выше номинала)
Для сравнения, ёмкость батареи айфон 10 составляет 2,7 Ампер-часа. В режиме 25С аккумулятор айфона должен был бы выдать ток в 67,5 ампер. По параметрам тока и напряжения это сравнимо с маломощной электросваркой.
Самый популярный 85 киловаттный аккумулятор тесла содержит 7104 аккумуляторных элемента, ёмкость каждого из которых выше, чем в типичном телефоне (включая айфон)
Его рабочее напряжение 400 вольт.
Такое напряжение можно получить если соединить последовательно около 96 аккумуляторных элементов.
При общем количестве элементов в 7104 это даёт 74 параллельно соединённых сборок.
74 сборки элементов с токоотдачей в 25С при ёмкости каждого элемента в 4,9 ампер*час способны создать электросварку с током в 9000 ампер. 7000 ампер при 12V может испарить среднюю отвертку. Пережечь её моментально также как предохранитель в машине.
В Тесле потенциально 9000 ампер при напряжении 400 вольт.
Для того чтобы ноутбук не оторвал вам причинное место, в случае неполадок, в каждом его элементе питания и стоит отдельная протекторная плата. Если через него начнёт иди слишком большой ток по каким то причинам, то она просто отключит его от внешнего мира. Разорвет цепь. Да, это сделает аккумуляторную сборку полностью не пригодной к применению. Поскольку и балансировочная плата при этом обнаружит неполадки внутри сборки и отключит всю сборку.
Это хороший тон проектирования электроники. Чтобы аккумуляторные сборки не превращались в бомбы.
Это то, на что полностью наплевал Илон Маск, чтобы понравиться покупателям.
Опаснее чем тесла может быть только водородный дирижабль.
Что было бы, если бы Илон Маск не пренебрег хорошим тоном безопасности литиевых аккумуляторов?
Емкость батареи была бы меньше, вес больше, запас хода меньше. Максимальная мощность гораздо меньше. Что сделало бы теслу заурядным электромобилем. Зато безопасным.
Но одновременно и «ломучим», выход из строя одного аккумулятора вывел бы из строя остальные 95, последовательно с ним соединённые. А значит надо было бы отключать целиком всю сборку. Клиенту это очень не понравилось бы. Иметь 7000 элементов, при выходе любого из которых машина переставала бы ехать.
Саморазряд батареи Тесла происходит со скоростью примерно 1% в день.
Есть экономичный режим в котором саморазряд основной батареи уменьшается, однако в этом режиме компания тесла не гарантирует работоспособность 12 вольтовой свинцово-кислотной батареи.
Да да… вы не ослышались, у Тесла есть и обычный автомобильный аккумулятор. И если он сядет, то ваша электрическая бомба на колёсах никуда не поедет как и обычный автомобиль.
Компания тесла Допускает только 12 часов непрерывного простоя автомобиля в экономичном режиме. Далее 12 вольтовая батарея может необратимо испортиться.
В тесла есть т.н. «Абсурдный режим» (Ludicrous). В котором автомобиль начинает разгоняться ещё быстрее, чем обычно.
Название подобрано не случайно. Действительно, инновационность Теслы в том и заключается, что до них ни один авто производитель в мире не решался снимать 25C с литиевых аккумуляторов.
Поскольку первый и абсолютно точный гарантированный эффект такой нагрузки — снижение ресурса аккумуляторов.
Данная картинка демонстрирует нам то, что даже при токе разряда 1,5С аккумулятор не способен отдать всю запасённую ёмкость. Напряжение резко падает. Аккумулятор деградирует.
Но как выше уже было отмечено — Тесла не была бы Теслой, если бы не плевала на здравый смысл ради продаж.
Мощность батареи топовой Тесла — 100 КВт.
Мощность двух её электромоторов — 773 Л.С. (563 КВт).
Т.е. при 400 Вольтах напряжения для выдачи этой самой максимальной мощности им нужна сила тока в 1400 ампер.
Ёмкость каждого отдельного аккумулятора батареи Тесла — 4,9 А*ч
При 74 параллельных сборках ёмкость батареи получается = 362 Ампер*Часа
Для такой батареи разрядный ток в 1400 ампер является разрядным током в 3,9С
Этот график разрядных характеристик аккумуляторов даёт представление о том, сколько может проработать тесла в режиме максимальной мощности — около 2х минут. Даже если все остальные системы выдержат, то аккумулятор будет разряжен и сильно изношен.
По истине абсурдный режим.
Однако закрытые в металлических ящиках аккумуляторы могут не выдержать первыми. Дело в том, что интенсивный разряд ведёт к интенсивному нагреву. А при интенсивном нагреве литиевый аккумулятор превращается в бомбу. Лавинообразное газообразование внутри корпуса аккумулятора.
А как вы помните в батареи Тесла не применяется защитный модуль на каждый элемент аккумулятора, как это сделано в бытовой электронике.
Также как и нет термочувствительных датчиков, способных определить перегрев одного отдельно взятого аккумулятора. Только среднюю температуру по больнице.
Первый случай пожара в автомобиле Тесла произошел в октябре 2013 года. Двигавшийся по хайвею хэтчбек Model S наехал на деталь от прицепа, которая пробила днище и повредила батарею. Водитель был предупрежден бортовыми системами и успел покинуть машину, но она полностью выгорела.
(Когда кто-то говорит о том, что вот он якобы не хочет покупать «отечественное гомно» и уж тем более не хочет покупать «отечественное гомно» за дорого… я каждый раз вспоминаю замечательные электромобили Тесла. Их почему то можно покупать, эякулировать на них, молиться и мечтать.
Почему так? Потому, что «одарённые» мыслят образно. В образе Теслы нет того, что повреждение 1го из 7 тысяч аккумуляторных элементов может спалить весь автомобиль вместе с владельцем.
Не задумывается владелец о том, что всё что отделяет его от электросварки — это небольшой слой экологически безопасной биоразлагаемой изоляции проводов… вокруг которых сплошной металл. )
Лежащие на дороге предметы оказались не единственной причиной пожара. В ноябре 2013 г. Model S сгорела во время зарядки, похожий случай произошел три года спустя в Норвегии. Во Франции электромобиль загорелся во время пробной поездки. Позже выяснилось, что виной тому была неправильно обжатая проводка.
В Австрии, чтобы потушить врезавшуюся в отбойник Tesla, привлекли 35 человек и пять пожарных машин. С огнем удалось справиться после того, как была перерезана проводка. Позже в Калифорнии инженер Apple погиб на кроссовере Model X — он слишком доверился автопилоту и угодил в отбойник. Через пять дней потушенный электромобиль воспламенился снова. В мае во Флориде произошло еще одно смертельное ДТП с пожаром — Model S врезалась в бетонную стену. Один подросток выжил, а двое погибли.
Компания Тесла в инструкциях по эксплуатации прямо запрещает подвергать автомобиль воздействию высокой температуры (выше +60 градусов). Однако ничего не сказано о последствиях при езде по летнему асфальту раскалённому до +60 градусов. В плотной летней пробке, под палящим солнцем и горячим выхлопом других машин, аккумуляторы расположенные под днищем автомобиля вполне могут воспламениться.
Не способствует надёжности и безопасности также и система охлаждения аккумуляторов. Мало кто из владельцев в курсе, что в результате ДТП короткое замыкание внутри батареи может случиться по причине утечки охлаждающей батарею жидкости.
Да да, сумрачный гений додумался сделать водяное охлаждение аккумуляторов.
Пробег без капремонта.
Электродвигатель по своей конструкции гораздо более надёжный агрегат, нежели ДВС. Однако в случае с такими электромобилями как тесла возникает другой источник проблем. И это опять та самая батарейка…
За 3 года автомобиль компании Tesloop проехал около 400 тысяч миль. (Компания специализируется на транспорте и сдаче авто в аренду)
Для трёхлетнего пробега, длиной в 400 000 миль автомобилю понадобилось 3 батареи.
Первая была заменена уже через год при пробеге 194 000 миль. Она продержалась ещё меньше первой и её тоже пришлось заменить при пробеге в 324 000 миль. Таким образом за на 3 года интенсивной эксплуатации в автомобиле побывало 3 новых батареи. Учитывая тот подход, который применяет тесла к проектированию и изготовлению автомобилей — нет ничего удивительного в таком низком сроке службы аккумуляторов.
Помимо всех вышеописанных сложностей у Литиевых аккумуляторов есть и срок службы, определяемый в количестве циклов разряд-заряд.
Обычно для хороших литиевых аккумуляторов эта цифра составляет 1500-2000 циклов. Но это при правильном использовании.
Кажется ли вам теперь этот автомобиль таким инновационным и прорывным чудом техники ?
Лично я считаю его одним из самых больших мыльных пузырей и недоразумений в истории человечества. И это при том, что я двумя руками ЗА электромобили. Но не такие как Тесла. Эта машина — позорит всю идею электротранспорта.
Источник