Natürlich war dieses Auto in letzter Zeit ziemlich umstritten. Viele Leute diskutieren, was er ist, andere. Es gibt Leute, die das Tesla-Auto als hervorragendes Element einer PR-Kampagne betrachten, die auf dem Verkauf von etwas besteht, das schon lange existiert, aber es ist niemandem in den Sinn gekommen, daraus ein Auto zu machen, und es hat wenig Aussicht darauf der Typ und existiert sogar
Aber lassen wir diese Kontroverse "über Bord" und schauen wir uns das Hauptelement dieses Autos an - die Batterien. Es gab Leute, die nicht zu faul waren und keinen bestimmten Geldbetrag pressten, die Batterie aus dem Auto nahmen und absägten.
So sah es aus
Tesla Motors ist der Schöpfer wirklich revolutionärer Öko-Fahrzeuge, die nicht nur in Massenproduktion hergestellt werden, sondern auch einzigartige Eigenschaften aufweisen, die es ihnen ermöglichen, buchstäblich jeden Tag verwendet zu werden. Heute werfen wir einen Blick in die Batterie eines Tesla Model S Elektrofahrzeugs, erfahren, wie sie funktioniert und enthüllen die Magie des Erfolgs dieser Batterie.
Laut der nordamerikanischen Umweltschutzbehörde (EPA) benötigt das Model S nur eine einzige Ladung von 85-kWh-Batterien, um mehr als 400 km zurückzulegen, was der bedeutendste Indikator für vergleichbare Fahrzeuge auf dem spezialisierten Markt ist. Für die Beschleunigung auf 100 km/h benötigt das Elektroauto nur 4,4 Sekunden.
Der Schlüssel zum Erfolg dieses Modells ist die Verfügbarkeit von Lithium-Ionen-Batterien, deren Hauptkomponenten von Panasonic für Tesla geliefert werden. Tesla-Batterien sind von Legenden durchdrungen. Und so beschloss einer der Besitzer einer solchen Batterie, ihre Integrität zu verletzen und herauszufinden, was sie enthält. Die Kosten für eine solche Batterie betragen übrigens 45.000 USD.
Die Batterie befindet sich im Unterboden, was Tesla einen niedrigen Schwerpunkt und ein hervorragendes Handling verleiht. Es wird mit Klammern an der Karosserie befestigt.
Tesla-Batterie. Wir zerlegen
Das Batteriefach besteht aus 16 Blöcken, die parallel geschaltet und mittels Metallplatten von der Umgebung abgeschirmt sind, sowie einer Kunststoffabdeckung, die das Eindringen von Wasser verhindert.
Vor der vollständigen Demontage wurde die elektrische Spannung gemessen, um den Betriebszustand der Batterie zu bestätigen.
Die Batteriebaugruppe zeichnet sich durch hohe Dichte und präzise Passung der Teile aus. Der gesamte Kommissionierprozess findet in einem reinen Reinraum mit Robotern statt.
Jede Einheit besteht aus 74 Zellen, die im Aussehen einfachen Fingerbatterien (Panasonic Li-Ion-Zellen) sehr ähnlich sind und in 6 Gruppen unterteilt sind. Gleichzeitig ist es fast unmöglich, das Schema ihrer Platzierung und ihres Betriebs herauszufinden - dies ist ein großes Geheimnis, was bedeutet, dass es äußerst schwierig sein wird, eine Nachbildung dieser Batterie anzufertigen. Es ist unwahrscheinlich, dass wir ein chinesisches Analogon der Tesla Model S-Batterie sehen!
Die positive Elektrode besteht aus Graphit und die negative aus Nickel, Kobalt und Aluminiumoxid. Die angegebene elektrische Spannung in der Kapsel beträgt 3,6 V.
Die leistungsstärkste verfügbare Batterie (85 kWh) besteht aus 7104 solcher Batterien. Und es wiegt etwa 540 kg und seine Parameter sind 210 cm lang, 150 cm breit und 15 cm dick. Die Energiemenge, die von nur einer von 16 Einheiten erzeugt wird, entspricht der Menge, die von hundert Batterien von Laptops erzeugt wird.
Beim Zusammenbau seiner Batterien verwendet Tesla Elemente, die in verschiedenen Ländern wie Indien, China, Mexiko hergestellt wurden, aber die letzte Überarbeitung und Montage erfolgt in den USA. Das Unternehmen bietet für seine Produkte einen Garantieservice von bis zu 8 Jahren.
So haben Sie erfahren, woraus der Akku des Tesla Model S besteht und wie er funktioniert.
Noch eine interessante Sache über Tesla: Auf dich und auf dich selbst
Im Frühjahr 2015 zeigte Tesla der Öffentlichkeit eine neue Heimbatterie. Im Kern stellt es eine neue Stufe in der Entwicklung eines Unternehmens dar. Diese Batterie ist der nächste Schritt auf dem Weg zu einem Smart Home, das nicht auf externe Kommunikation angewiesen ist.
Entstehungsgeschichte
Die Erzeugung und der Verbrauch von elektrischer Energie im 21. Jahrhundert ist eines der wichtigsten Probleme. Die Aussichten der gesamten Menschheit hängen weitgehend davon ab. Traditionell wird Strom auf zwei Arten erzeugt:
- Gewerbe (Verarbeitung von Kohle, Öl, Gas, Kernenergie, Wasser und Sonnenenergie);
- nicht gewerblich (Verarbeitung von Industrieabfällen, Brennholz, Einsatz von Muskelkraft).
Darüber hinaus machen kommerzielle Quellen mehr als 90 % der gesamten Stromerzeugung aus. Dieser Trend ist seit mehr als einem Dutzend Jahren zu beobachten, trotz der erheblichen Krise der Kraftstoffressourcen und der Luftverschmutzung. Wenn Sie nicht beginnen, die Situation zu korrigieren, kann es entweder zu einer Energiekrise oder einer globalen Umweltkatastrophe kommen. Tesla beschloss daher, durch die Entwicklung einer innovativen Batterie zur Verbesserung von Systemen zur Stromerzeugung und -nutzung beizutragen.
Das Projekt zur Entwicklung dieser einzigartigen Tesla-Batterie wurde von Elon Musk selbst geleitet, der als Revolutionär auf dem Gebiet der Informationstechnologie gelten kann. Tatsächlich glaubte noch vor 10 Jahren kaum jemand an den Erfolg von Elektrofahrzeugen. Dank der Bemühungen von Elon Musk war es jedoch möglich, ein beliebtes hochwertiges elektrisches Tesla Model S zu schaffen, das jeder Autofahrer kaufen möchte. Es stellte sich heraus, dass trotz des Monopols der Verbrennungsmotoren längst eine Alternative zum Flüssigkraftstoff gefunden wurde. Nur hat sich niemand getraut, die etablierten Traditionen zu ändern. Nach dem Erfolg von Elektrofahrzeugen beschloss Tesla, eine Haushaltsbatterie zu entwickeln.
Die Entscheidung wurde am 30. April von Elon Musk persönlich präsentiert. Eine solche revolutionäre Entwicklung sollte sich nicht nur positiv auf die Umwelt, sondern auch auf die Wirtschaft insgesamt auswirken. Die neue Batterie heißt Tesla Powerwall. So können Sie Ihren CO2-Fußabdruck reduzieren und Ihre Energiekosten deutlich senken. Das heißt, das Unternehmen Tesla begann damit, die Idee der autonomen Bereitstellung von Häusern fortzusetzen, was nicht mehr einzigartig ist. Schon heute bedecken viele Landhausbesitzer die Dächer ihrer Häuser mit Solarpaneelen, die mit Blei-Säure-Batterien betrieben werden. Teslas neue Batterie soll deutlich effizienter und kostengünstiger sein.
Funktionen des Powerwall-Akkus
Die Powerwall-Batterie kann Energie sowohl aus Sonnenkollektoren als auch aus anderen Energiequellen beziehen. Das System kann eine Leistung von 7 und 10 kW haben. Dementsprechend eignet sich die erste Option für den täglichen Gebrauch und die zweite für die Schaffung von Energiereserven. Experten schätzen, dass die durchschnittliche amerikanische Familie, die in einem Einfamilienhaus mit drei Schlafzimmern lebt, das eine Tesla-Batterie betreiben wird, etwa 3200 kWh verbraucht. Daher kann eine voll aufgeladene Batterie ein solches Haus etwa 4-5 Stunden lang versorgen.
Es wird davon ausgegangen, dass der Einbau von Tesla-Batterien in Zusammenarbeit mit der Firma Solar City durchgeführt wird. Dieses Unternehmen beschäftigt sich mit der Herstellung und Installation von Sonnenkollektoren und sein größter Aktionär ist auch der brillante Elon Musk. Zukünftig ist geplant, weitere Partner einzubeziehen, die sich an der Entwicklung des Projekts beteiligen. Laut Finanzexperten könnte Tesla durch den Verkauf neuer Akkus fast 4,5 Milliarden Dollar einbringen, weil viele große Firmen die neuen Akkus für eigene Zwecke nutzen können. Für sie wird das Powerpack-System entwickelt, das einen ganzen Satz Batteriepacks mit einer Leistung von 100 kW pro Stunde umfasst. Für industrielle Zwecke können diese Batterien zu einem gemeinsamen System mit einer Leistung von 10 MW pro Stunde oder mehr kombiniert werden. Tesla hat bereits angekündigt, dass die Tests bei den amerikanischen Firmen Walmart und Cargill bereits begonnen haben.
Vorteile der Tesla Powerwall-Batterie
Anwendungen von Lithium-Ionen-Batteriezellen
Der Einsatz von Lithium-Ionen-Batterien ist eine wichtige Innovation, die als Grundlage für die Entwicklung der Powerwall-Batterie genommen wurde, die herkömmliche Blei-Säure-Produkte deutlich übertrifft. So hat eine Blei-Säure-Batterie nicht mehr als 800 Entlade- und Ladezyklen. Gleichzeitig verfügt der Lithium-Ionen-Akku über 1000-1200 Lade- und Entladezyklen. Außerdem ist ein Lithium-Ionen-Akku in Bezug auf Gewicht und Kapazität um ein Vielfaches besser als ein Blei-Säure-Akku.
Nettes Design
Es ist seiner geringen Größe zu verdanken, dass Teslas Batterie ein schönes und stilvolles Design erhalten hat. Die Entwickler von Tesla Powerwall entschieden, dass dieses Produkt einen angenehmen ersten Eindruck hinterlassen sollte, der am Ende bestimmend werden könnte. Dieses Produkt verfügt über abgerundete Kanten und ist relativ dünner als die Konkurrenz. Darüber hinaus bieten die Macher eine große Farbvielfalt für diese Akkus an. Daher wird Tesla Powerwall auch ohne Berücksichtigung der technischen Eigenschaften Ihre Aufmerksamkeit auf sich ziehen. Dieses Gerät kann direkt an der Wand montiert werden, wo es wenig Platz benötigt.
Ganzheitliche Öko-Struktur
Die neue Powerwall-Batterie wird in zwei Versionen präsentiert, die jeweils eine Kapazität von 7 und 10 kW pro Stunde haben. Ihre Kosten betragen 3 Tausend bzw. 3,5 Tausend Dollar. Wenn der Verbraucher aus irgendeinem Grund nicht über genügend Kapazität verfügt, kann er dem System grundsätzlich mehrere weitere Batterien hinzufügen, wodurch die Gesamtkapazität auf 90 kW pro Stunde erhöht wird. Das heißt, Sie können maximal bis zu 9 Batterien anschließen. Um diese Batterien anzuschließen, müssen Sie die Prinzipien des Aufbaus elektrischer Netze nicht gründlich studieren. Hier können Sie alle Probleme mit einem Kabel lösen.
Effektive Lösung für Gewerbe und Industrie
Parallel zur Powerwall wurde ein weiteres System vorgestellt, das Industrieanlagen mit Strom versorgen soll. Dieses neue Produkt heißt Tesla Powerpack. Die Besonderheit dieser Batterie liegt in der Möglichkeit einer unendlichen Erhöhung der potentiellen Kapazität, die mehrere Gigawatt pro Stunde erreicht. Diese Batterie wurde unter der Anleitung von Elon Musk entwickelt, der es gewohnt ist, in großen Dimensionen zu denken. Daher wurde diese Batterie weniger für einzelne Nutzer, sondern für das gesamte Elektrifizierungssystem als Ganzes präsentiert. Um den gesamten Planeten mit Energie zu versorgen, wird Tesla mehr als 900 Millionen Powerpacks herstellen.
Dieses System schont die Umwelt, wodurch die industrielle Stromerzeugung aus fossilen Ressourcen vollständig eliminiert wird. All dies wird die Freisetzung von externen Substanzen in die Umwelt reduzieren. Darüber hinaus ermöglicht Ihnen der Tesla Powerpack-Akku eine vollständige Autonomie für jede Industrieanlage.
Payback-Berechnung in Russland
Bevor Sie eine Tesla-Batterie kaufen, sollten Sie wissen, ob sie für Sie von Vorteil ist. Nimmt man den Energieverbrauch pro Tag für 10 kW pro Stunde, dann entspricht dies der Nutzung der vollen Kapazität der Batterie pro Tag. Der Preis einer Tesla Powerwall-Batterie beträgt 3,5 Tausend, was zum aktuellen Wechselkurs etwa 175 Tausend Rubel beträgt. Vergessen Sie außerdem nicht, einen Wechselrichter zu kaufen, der nach modernen Standards 1,5 Tausend Dollar kostet. Vergessen Sie auch nicht die Verluste, die in einem Stromkreis bestehend aus einer Batterie, einem Stromwandler und einem Wechselrichter auftreten können. Gleichzeitig beträgt der Gesamtwirkungsgrad der Tesla-Batterie ca. 87%. Daher erhält der Nutzer nicht alle 10 kW pro Stunde, sondern nur 8,7 kW pro Stunde.
Unter Berücksichtigung der Zweizonentarifierung beträgt der tägliche Energieverbrauch 5 kW pro Stunde, was 57% der maximalen Ressource der Tesla Powerwall-Ausrüstung entspricht. Die restliche Energie wird für den abendlichen Verbrauch verwendet. Bei einer solchen Berechnung betragen die Kosten pro Tag der Nutzung des Stromnetzes in den Vereinigten Staaten etwa 22 Tausend Rubel pro Jahr und in Russland mehr als ein Drittel weniger. Außerdem ist zu berücksichtigen, dass ein herkömmlicher Lithium-Ionen-Akku traditionell innerhalb eines Jahres etwa 6% seiner ursprünglichen Kapazität verliert. Daher nimmt die Kapazität der Batterie im Laufe der Zeit allmählich ab, und nach einigen Jahren werden Sie mit einer Tesla Powerwall-Batterie nicht mehr zurechtkommen.
Es stellt sich heraus, dass sich die Tesla Powerwall-Batterie in unserem Land unter Berücksichtigung aller Kosten auch in 15 Jahren nicht amortisiert. Die Gesamtkosten der Ausrüstung betragen auch ohne Sonnenkollektoren etwa 250 Tausend Rubel.
Reflexionen zum Thema
Die Neuentwicklung des Unternehmens ist nach Ansicht vieler Experten eine interessante Option, um energieautark zu werden. Mit diesem Gerät können Sie sich auf eine Zukunft ohne schädliche Emissionen und eine ständige Erschöpfung der natürlichen Ressourcen freuen. Heute sind die Kosten für diese Ausrüstung jedoch zu hoch, um in unserem Land rentabel zu sein. Hinzu kommt, dass die Situation noch weniger rosig ausfällt, wenn man den Preis für Konverter, Wechselrichter und Solarpanels dazu addiert. Gleichzeitig sind viele bereit, jetzt in ihre Zukunft zu investieren, um auf diese Weise einen grünen Planeten zu schaffen. Hierfür ist die Tesla Powerwall am besten geeignet. Darüber hinaus können Sie in Zukunft mit weiteren Kostensenkungen für Tesla-Batterien rechnen.
Natürlich ist die Idee von Elon Musk nicht ganz innovativ, da es heute weltweit viele Möglichkeiten für Heimbatterien gibt. All diese Akkus sind laut Musk jedoch zu teuer, unpraktisch und wenig zuverlässig. Daher besteht das Hauptziel von Tesla darin, diese Batterien populär zu machen und ihren Preis zu senken.
Experten zufolge sollen die neuen Powerwall-Batterien diejenigen Familien und Unternehmen ansprechen, die bereits Solarmodule auf dem Dach installiert haben. Musk selbst geht davon aus, dass allein in Kalifornien mindestens 300 Privathäuser mit Solaranlagen ausgestattet sind. Daher können alle sicher mit Tesla-Batterien ausgestattet werden. Außerdem sind solche Batterien eine ausgezeichnete Option für Gebäude, die eine ständige unterbrechungsfreie Stromversorgung benötigen. Dies gilt für Krankenhäuser, militärische Organisationen usw. Dank der Akkumulation von Sonnenenergie können Sonnenkollektoren effizienter und gefragter gemacht werden. Wenn beispielsweise früher viele Sonnenkollektoren aufgegeben wurden, da sie nur bei hellem Sonnenlicht funktionierten, kann sich die Situation jetzt ändern. Durch den Einsatz wiederaufladbarer Batterien kann Energie tagsüber gespeichert und am Abend effizienter genutzt werden.
Nachteile
Der Hauptnachteil einer Tesla-Batterie sind ihre hohen Kosten. Darüber hinaus müssen für den Einbau der Batterie mehrere tausend Dollar zusätzlich bezahlt werden. Stimmen Sie zu, dass sich nicht jede Familie einen solchen Luxus leisten kann. Daher ist es laut Elon Musk notwendig, den Leuten zu zeigen, dass Sie mit Hilfe dieses Geräts erheblich Geld sparen können. Dafür sollen die Anschaffungskosten des Geräts um etwa 30 % gesenkt werden. Dies wird möglich sein, wenn der Bau des neuen Tesla-Werks in Nevada abgeschlossen ist. Insgesamt sind die Experten optimistisch, da ihrer Meinung nach die Strompreise in den letzten Jahrzehnten generell gesunken sind und es keine Voraussetzungen für eine kurzfristige Preiserhöhung gibt. Deshalb wird Teslas Entwicklung in Form einer einzigartigen Heimbatterie bald so richtig populär und gefragt sein.
Der Verlust der Batteriekapazität während des Betriebs ist eines der Probleme von Elektrofahrzeugen, obwohl dieser Vorgang bei jedem Gerät mit Lithium-Ionen-Batterien die Norm ist. Experten der Organisation Plug-in America stellen jedoch fest, dass das Elektroauto in dieser Hinsicht eine Ausnahme bildet.
Also verbrachten sie unabhängige Forschung, die zeigte, dass der Leistungsverlust des Model-S-Akkus auch bei langer Laufleistung gering ist. Insbesondere verliert der Akku dieses Autos im Durchschnitt 5% seiner Kapazität, nachdem das Auto die Marke von 50.000 Meilen (80.000 km) überwunden hat und mit einer Laufleistung von mehr als 100.000 Meilen (160.000 km). - und sogar weniger als 8% ... Die Studie wurde auf Basis von Daten von 500 Tesla Model S Elektrofahrzeugen durchgeführt, deren Gesamtlaufleistung mehr als 12 Millionen Meilen (20 Millionen km) betrug.
Darüber hinaus führte Plug-in America eine weitere Studie durch, die zeigte, dass in vier Jahren (seit dem Markteintritt des Tesla Model S) die Zahl der Anrufe bei Tesla-Tankstellen aufgrund von Problemen mit einer Batterie, einem Elektromotor oder einem Ladegerät deutlich zurückgegangen ist . Gerät.
Die Akkukapazität kann von mehreren Faktoren beeinflusst werden, z. B. wie oft der Akku vollständig geladen wird, Zeiträume ohne Ladezeit und die Anzahl der Schnellladungen. Die Daten von Plugin America zeigen auch, dass sich die Austauschraten für wichtige Komponenten deutlich verbessert haben:
Solche Daten sind ermutigend, aber trotzdem arbeitet Tesla weiter an der Verbesserung seiner Batterie- und Zelltechnologie. Das Unternehmen begann eine wissenschaftliche Zusammenarbeit mit der Jeff-Dahn-Forschungsgruppe an der Dalhousie University. Diese Abteilung ist darauf spezialisiert, die Lebensdauer von Lithium-Ionen-Batteriezellen zu verlängern, und ihr Ziel ist es, die Batterielebensdauer bei geringem Leistungsverlust zu maximieren.
Beachten Sie, dass die Batterie des Tesla Model S sowie das Auto selbst seit 2014 für 8 Jahre und ohne Kilometerbeschränkungen garantiert werden. Dann begründete Tesla-Chef Elon Musk die Verabschiedung einer solchen Entscheidung wie folgt: "Wenn wir wirklich glauben, dass Elektromotoren viel zuverlässiger sind als Verbrennungsmotoren, mit weniger beweglichen Teilen ... dann sollte unsere Garantiepolitik dies widerspiegeln."
Tesla Motors ist der Schöpfer wirklich revolutionärer Öko-Fahrzeuge, die nicht nur in Massenproduktion hergestellt werden, sondern auch einzigartige Eigenschaften aufweisen, die es ihnen ermöglichen, buchstäblich jeden Tag verwendet zu werden. Heute werfen wir einen Blick in die Batterie eines Tesla Model S Elektrofahrzeugs, erfahren, wie sie funktioniert und enthüllen die Magie des Erfolgs dieser Batterie.
Laut der nordamerikanischen Umweltschutzbehörde (EPA) benötigt das Model S nur eine einzige Ladung von 85-kWh-Batterien, um mehr als 400 km zurückzulegen, was der bedeutendste Indikator für vergleichbare Fahrzeuge auf dem spezialisierten Markt ist. Für die Beschleunigung auf 100 km/h benötigt das Elektroauto nur 4,4 Sekunden.
Der Schlüssel zum Erfolg dieses Modells ist die Verfügbarkeit von Lithium-Ionen-Batterien, deren Hauptkomponenten von Panasonic für Tesla geliefert werden. Tesla-Batterien sind von Legenden durchdrungen. Und so beschloss einer der Besitzer einer solchen Batterie, ihre Integrität zu verletzen und herauszufinden, was sie enthält. Die Kosten für eine solche Batterie betragen übrigens 45.000 USD.
Die Batterie befindet sich im Unterboden, was Tesla einen niedrigen Schwerpunkt und ein hervorragendes Handling verleiht. Es wird mit Klammern an der Karosserie befestigt.
Tesla-Batterie. Wir zerlegen
Das Batteriefach besteht aus 16 Blöcken, die parallel geschaltet und mittels Metallplatten von der Umgebung abgeschirmt sind, sowie einer Kunststoffabdeckung, die das Eindringen von Wasser verhindert.
Vor der vollständigen Demontage wurde die elektrische Spannung gemessen, um den Betriebszustand der Batterie zu bestätigen.
Die Batteriebaugruppe zeichnet sich durch hohe Dichte und präzise Passung der Teile aus. Der gesamte Kommissionierprozess findet in einem reinen Reinraum mit Robotern statt.
Jede Einheit besteht aus 74 Zellen, die im Aussehen einfachen Fingerbatterien (Panasonic Li-Ion-Zellen) sehr ähnlich sind und in 6 Gruppen unterteilt sind. Gleichzeitig ist es fast unmöglich, das Schema ihrer Platzierung und ihres Betriebs herauszufinden - dies ist ein großes Geheimnis, was bedeutet, dass es äußerst schwierig sein wird, eine Nachbildung dieser Batterie anzufertigen. Es ist unwahrscheinlich, dass wir ein chinesisches Analogon der Tesla Model S-Batterie sehen!
Die positive Elektrode besteht aus Graphit und die negative aus Nickel, Kobalt und Aluminiumoxid. ...
Die leistungsstärkste verfügbare Batterie (85 kWh) besteht aus 7104 solcher Batterien. Und es wiegt etwa 540 kg und seine Parameter sind 210 cm lang, 150 cm breit und 15 cm dick. Die Energiemenge, die von nur einer von 16 Einheiten erzeugt wird, entspricht der Menge, die von hundert Batterien von Laptops erzeugt wird.
Beim Zusammenbau seiner Batterien verwendet Tesla Elemente, die in verschiedenen Ländern wie Indien, China, Mexiko hergestellt wurden, aber die letzte Überarbeitung und Montage erfolgt in den USA. Das Unternehmen bietet für seine Produkte einen Garantieservice von bis zu 8 Jahren.
So haben Sie erfahren, woraus der Akku des Tesla Model S besteht und wie er funktioniert. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Das Unternehmen Tesla ist vor allem für seinen Durchbruch im Bereich der Elektroautos bekannt. Das Konzept des umweltfreundlichen Transports wird seit langem von den größten Autogiganten beherrscht, aber amerikanischen Ingenieuren ist es gelungen, die Idee den wahren Interessen des Verbrauchers näher zu bringen. Dies wurde zu einem großen Teil durch die Stromversorgungssysteme erleichtert, die den traditionellen Verbrennungsmotor vollständig ersetzen sollten. Und die Batterielinie für das Elektrofahrzeug Tesla Model S markierte eine neue Etappe in der Entwicklung des Segments.
Batterieanwendungen
Die Hauptmotive für die Entwicklung grundlegend neuer Batterien wurden durch die Aufgaben der Leistungssteigerung von Elektroautos verursacht. Daher ist die Basislinie darauf ausgerichtet, dem Verkehr ein innovatives Energieversorgungssystem zu bieten. Insbesondere die Flaggschiff-Lithium-Ionen-Akku-Versionen werden für die Tesla Model S-Modelle verwendet. Ihr Merkmal ist der Ausschluss des sogenannten Hybrid-Prinzips des Batteriebetriebs, bei dem eine wechselseitige Stromversorgung des Autos aus dem Batteriepack und dem Verbrennungsmotor erlaubt ist. Das Unternehmen strebt an, die Stromversorgung von Elektrofahrzeugen vollständig unabhängig von herkömmlichen Kraftstoffen zu machen.
Die Entwickler sind jedoch nicht auf Stromversorgungssysteme für Fahrzeuge beschränkt. Bis heute wurden mehrere Serien mit Batterien für den stationären Haushalt und den gewerblichen Gebrauch gebildet. Und wenn die Tesla-Batterie für ein Auto darauf ausgerichtet ist, die Funktionalität von Fahrwerk und Bordelektronik zu unterstützen, dann können die Modelle der Energiespeicherbatterien als universelle und autarke Energiequelle betrachtet werden. Das Potenzial dieser Elemente reicht für die Wartung beispielsweise von Haushaltsgeräten aus. Auch das Konzept der solaren Energiespeicherung entwickelt sich weiter, von einer flächendeckenden Nutzung solcher Systeme ist bisher jedoch keine Rede.
Batteriegerät
Batterien haben eine besondere Struktur und Konfiguration der Anordnung der aktiven Elemente. Zunächst einmal basieren Netzteile auf einer Lithium-Ionen-Basis. Solche Elemente werden seit langem als mobile Geräte und Elektrowerkzeuge verwendet, aber die Aufgabe, Fahrzeuge für sie mit Strom zu versorgen, wurde zuerst von den Entwicklern der Tesla-Batterie entdeckt. Für das Auto wird ein Block verwendet, der aus 74 Komponenten besteht, die äußerlich an Fingerbatterien erinnern. Der gesamte Block ist in mehrere Segmente unterteilt (von 6 bis 16 je nach Version). Graphit wirkt als positive Elektrode, und eine ganze Gruppe chemischer Füllstoffe, darunter Aluminiumoxid, Kobalt und Nickel, lädt sich negativ auf.
Bei der Integration in die Fahrzeugstruktur wird der Batteriepack am Unterboden befestigt. Übrigens ist es diese Platzierung, die Elektroautos einen tieferen Schwerpunkt und damit ein optimales Fahrverhalten beschert. Die Fixierung erfolgt mit kompletten Brackets.
Da es heute nur noch wenige Analoga solcher Lösungen gibt, könnte zunächst einmal die Idee auftauchen, die Tesla-Batterie mit herkömmlichen Batterien zu vergleichen. Und in diesem Sinne stellt sich logischerweise zumindest die Frage nach der Sicherheit dieser Platzierungsmethode. Die Aufgabe des Schutzes wird durch ein hochfestes Gehäuse gelöst, das die Tesla-Batterie enthält. Die Vorrichtung jedes Blocks sorgt auch für das Vorhandensein von schützenden Metallplatten. Außerdem ist nicht das Innenfach selbst isoliert, sondern jedes Segment separat. Hinzu kommt das Vorhandensein einer Kunststoffabdeckung, die speziell entwickelt wurde, um das Eindringen von Wasser unter den Körper auszuschließen.
Technische Eigenschaften
Die leistungsstärkste Version der Batterie für das Tesla-Elektroauto umfasst etwa 7104 Mini-Batterien, ist 210 cm lang, 15 cm dick und 150 cm breit. Die Spannung im Gerät beträgt 3,6 V. Zum Vergleich: Die von einem Batterieabschnitt erzeugte Energiemenge entspricht dem Potenzial, das aus den Batterien von Hunderten von Laptops erzeugt wird. Aber das Gewicht der Tesla-Batterie ist ziemlich beeindruckend - etwa 540 kg.
Was verleihen diese Eigenschaften einem Elektroauto? Laut Berechnungen von Experten ermöglicht eine Batterie mit einer Kapazität von 85 kW * h (Durchschnitt in der Herstellerlinie) mit einer einzigen Ladung etwa 400 km zu fahren. Nochmals zum Vergleich, vor nicht allzu langer Zeit kämpften die größten Autohersteller im "grünen" Segment um die Leistung von 250-300 km Strecke, die ohne Nachladen zurückgelegt werden konnte. Auch die Highspeed-Dynamik kann sich sehen lassen – 100 km/h sind in nur 4,4 Sekunden erreicht.
Bei solchen Eigenschaften stellt sich natürlich die Frage nach der Haltbarkeit der Batterie, da eine hohe Leistungsfähigkeit einen entsprechenden Verschleiß der aktiven Elemente voraussetzt. Es sei gleich darauf hingewiesen, dass der Hersteller auf seine Akkus 8 Jahre Garantie gibt. Wahrscheinlich wird die tatsächliche Lebensdauer der Tesla-Batterie ähnlich sein, aber bisher können selbst die ersten Besitzer von Elektroautos diese Zahl nicht bestätigen oder dementieren.
Andererseits gibt es Studien, die einen moderaten Verlust an Akkuleistung zeigen. Im Durchschnitt verliert der Block für 80.000 km 5% seines Kapazitätspotenzials. Ein weiterer Indikator zeigt, dass die Zahl der Anfragen von Nutzern von Tesla-Elektroautos aufgrund von Fehlfunktionen im Akkupack mit der Veröffentlichung neuer Modifikationen abnimmt.
Batteriekapazität
Bei der Bewertung des kapazitiven Indikators von Batterien ist nicht alles klar. Mit der Entwicklung der Linie ist diese Eigenschaft von 60 auf 105 kWh gestiegen, wenn wir die auffälligsten Versionen nehmen. Demnach liegt die Spitzenkapazität der Tesla-Batterie nach offiziellen Angaben derzeit bei etwa 100 kW*h. Nach den Ergebnissen der Überprüfung der ersten Besitzer von Elektroautos mit solchen Geräten stellte sich jedoch heraus, dass beispielsweise eine Modifikation von 85 kW * h tatsächlich ein Volumen von 77 kW * h hat.
Es gibt auch gegenteilige Beispiele, bei denen ein Überschuss an Volumen gefunden wird. So erwies sich ein 100-kWh-Batteriemodell bei genauer Betrachtung als mit einer Kapazität von 102,4 kWh ausgestattet. Auch Unstimmigkeiten bei der Bestimmung der Menge an aktiven Nährstoffen werden aufgedeckt. Insbesondere bei den Schätzungen der Anzahl der Batteriezellen gibt es Diskrepanzen. Experten führen dies darauf zurück, dass die Batterie von Tesla ständig modernisiert wird, neue Verbesserungen und Verbesserungen einfließen. Das Unternehmen selbst stellt fest, dass jedes Jahr neue Versionen des Geräts Änderungen in der Architektur, den elektronischen Komponenten und dem Kühlsystem unterliegen. Aber in jedem Fall zielen die Aktivitäten der Ingenieure darauf ab, die Leistung des Produkts zu verbessern.
PowerWall-Modifikation
Wie bereits erwähnt, entwickelt Tesla parallel zur Linie der Autobatterien auch ein Segment von Energiespeichern für den Haushaltsbedarf. Eine der neuesten und auffälligsten Entwicklungen in diesem Segment ist auch die Lithium-Ionen-Einheit PowerWall. Es kann sowohl als permanente Energiequelle zur Abdeckung bestimmter Energieaufgaben als auch als Backup-Einheit mit der Funktion eines autarken Generators eingesetzt werden. Dieser Tesla-Akku wird in verschiedenen Versionen präsentiert, die sich in der Kapazität unterscheiden. Die beliebtesten Modelle sind also 7 und 10 kWh.
In Bezug auf die Leistung beträgt das Leistungspotenzial 3,3 kW bei einer Spannung von 350-450 V und einem Strom von 9 A. Die Masse des Geräts beträgt 100 kg, sodass Sie die Mobilität des Akkus vergessen können. Sie sollten jedoch nicht die Möglichkeit ausschließen, das Gerät während der Saison im Land zu verwenden. Eine Beschädigung des Akkus beim Transport muss nicht befürchtet werden, da die Entwickler besonderes Augenmerk auf den physischen Schutz des Gehäuses legen. Das einzige, was einen neuen Benutzer dieses Tesla-Produkts verärgern kann, ist die Ladezeit des Akkus, die je nach Antriebsversion etwa 10-18 Stunden beträgt.
PowerPack-Modifikation
Dieses System basiert auf PowerWall-Elementen, wurde jedoch für Unternehmen entwickelt. Das heißt, wir sprechen von einer kommerziellen Version eines Energiespeichers, die skalierbar ist und eine hohe Leistung für das Ziel liefern kann. Es genügt zu sagen, dass die Batteriekapazität 100 kW beträgt, obwohl diese Kapazität nicht das Maximum ist. Die Entwickler haben ein flexibles System zur Kombination mehrerer Einheiten mit einer Leistung von 500 kW bis 10 MW vorgesehen.
Darüber hinaus werden die einzelnen PowerPack-Akkus in ihrer Leistung verbessert. Vor nicht allzu langer Zeit wurde das Erscheinen der zweiten Generation der kommerziellen Tesla-Batterie angekündigt, die Leistungsmerkmale haben bereits 200 kW erreicht und der Wirkungsgrad beträgt 99%. Diese Energiespeicherreserve unterscheidet sich in technologischen Eigenschaften.
Die Ingenieure verwendeten einen neuen Inverter vom reversiblen Typ, um die Möglichkeit der Volumenerweiterung zu gewährleisten. Dank dieser Innovation sind sowohl die Leistung als auch die Produktivität des Aggregats gestiegen. In naher Zukunft plant das Unternehmen, ein Konzept zur Einführung von PowerPack-Zellen in die Struktur von Hilfssolarzellen Solar Roof vorzuschlagen. Dadurch wird es möglich, das Energiepotential der Batterie nicht über die Hauptstromleitungen, sondern durch kostenlose Sonnenenergie im Dauerbetrieb aufzufüllen.
Wo wird die Tesla-Batterie hergestellt?
Gefertigt werden die Lithium-Ionen-Akkus laut Hersteller im eigenen Werk Gigafactory. Darüber hinaus wird der Montageprozess selbst gemeinsam mit Panasonic umgesetzt. Übrigens liefert das japanische Unternehmen auch Zubehör für die Batteriesegmente. In den Werken der Gigafactory wird vor allem die neueste Baureihe von Powerblocks für die dritte Generation von Model-Elektroautos produziert. Nach einigen Berechnungen sollte das Gesamtvolumen der produzierten Batterien beim maximalen Produktionszyklus 35 GWh pro Jahr betragen. Zum Vergleich: Dieses Volumen nimmt die Hälfte aller Kapazitäten der weltweit produzierten Batterien ein. Ein so hohes Potenzial wird von 6.500 Mitarbeitern des Unternehmens bedient, obwohl in Zukunft etwa 20.000 weitere Arbeitsplätze geschaffen werden sollen.
Zu beachten ist, dass die Batterie des Tesla Model S einen hohen Einbruchschutzgrad aufweist, wodurch die Risiken des Auftauchens von gefälschten Gegenstücken auf dem Markt praktisch minimiert werden. Darüber hinaus sind am Herstellungsprozess selbst hochpräzise Robotereinheiten beteiligt. Offensichtlich sind heute nur Unternehmen auf dem gleichen Niveau wie Tesla in der Lage, die Technologie zu wiederholen. Interessierte Firmen brauchen dies jedoch nicht, da sie sich mit eigenen Entwicklungen in diese Richtung beschäftigen.
Batteriekosten
Auch die Preise für Tesla-Akkus ändern sich regelmäßig, was mit günstigeren Produktionstechnologien und der Veröffentlichung immer neuer Komponenten mit höheren Leistungsmerkmalen verbunden ist. Noch vor einigen Jahren konnte eine Modell-S-Elektroautobatterie für 45.000 US-Dollar erworben werden. Im Moment kosten die Artikel 3.000-5.000 US-Dollar. Ähnliche Preise gelten für PowerWall-Haushaltsgeräte. Am teuersten ist jedoch die kommerzielle Tesla-Batterie, deren Preis bei 25.000 US-Dollar liegt. Dies gilt aber auch nur für die Version der ersten Generation.
Analoga von Mitbewerbern
Wie bereits erwähnt, ist Tesla kein Monopol in dem Segment. Es gibt viele ähnliche Angebote auf dem Markt, die vielleicht weniger bekannt sind, aber in Bezug auf ihre Eigenschaften ziemlich konkurrenzfähig sind. Damit bietet das koreanische Unternehmen LG, das die Chem RESU-Elemente entwickelt hat, eine Alternative zum PowerWall-System. Eine Einheit mit einer Kapazität von 6,5 kWh wird auf 4.000 US-Dollar geschätzt. Sunverge bietet Antriebe mit einer Bandbreite von 6-23 kWh an. Dieses Produkt bietet Ladeüberwachung und Solarpanel-Konnektivität. Die Kosten reichen von durchschnittlich 10.000 bis 20.000 US-Dollar. ElectrIQ bietet einen Heimstromspeicher mit einem kapazitiven Potenzial von 10 kWh. Das Gerät kostet 13.000 US-Dollar, aber dieser Preis beinhaltet auch einen Wechselrichter.
Auch andere Autohersteller meistern die innovative Richtung und drängen die Tesla-Batterie in diversen Modifikationen noch stärker auf den Markt. Unter den Konkurrenten dieses Links sind Nissan und Mercedes besonders hervorzuheben. Im ersten Fall wird die XStorage-Batterielinie mit einer Kapazität von 4,2 kWh angeboten. Zu den Merkmalen dieser Elemente gehört ein hohes Maß an Umweltsicherheit, das den Anforderungen der neuesten europäischen Normen für die Automobilproduktion entspricht. Mercedes wiederum produziert kleine Elemente von 2,5 kW * h, die jedoch zu effizienteren Einheiten kombiniert werden können, deren Leistung 20 kW * h erreicht.
Abschließend
Tesla ist zweifellos der beliebteste Entwickler innovativer Energieversorgungssysteme und ökologischer Fahrzeuge. Aber da es neue Horizonte in der Welt der Technologie eröffnet, steht das Unternehmen vor großen Hürden. Insbesondere Tesla Model S Elektroautos mit Lithium-Ionen-Akku werden von Experten regelmäßig wegen unzureichender Sicherheit in Bezug auf den Schutz vor Batteriebränden kritisiert. Obwohl die Ingenieure in den neuesten Versionen diesbezüglich erhebliche Verbesserungen vorgenommen haben.
Das Problem der Unzugänglichkeit von Batterien für den Massenverbraucher besteht weiterhin. Und wenn sich bei Haushaltsantrieben diese Situation durch die Reduzierung der Elementkosten ändert, dann kann sich die Idee, Blöcke mit Solarmodulen zu paaren, aufgrund der hohen Kosten noch nicht am Markt durchsetzen. Die Möglichkeiten, kostenlose Energie zu akkumulieren, sind für die Nutzer am vielversprechendsten und vorteilhaftesten, aber der Erwerb solcher Systeme übersteigt selbst die Mehrheit der interessierten Verbraucher. Gleiches gilt für andere Bereiche, in denen der Einsatz alternativer Energiequellen erwartet wird. Das Funktionsprinzip bietet viele Vorteile, die jedoch nur durch ausgeklügelte High-Tech-Geräte erreicht werden.