Конструкция и особенности эксплуатации батареи для автомобилей тесла

Где находится завод Тесла?

L ‘Завод Тесла Фримонт, Калифорния, является одним из заводы самых передовых автомобилей в мире с почти полумиллионом производственных и офисных единиц, расположенных на площади более 150 гектаров.

Почему Tesla предпочитает устанавливать свою гигафабрику в Германии, а не во Франции? В Франция, по данным L’Express, на это уходит в среднем 18 месяцев против менее XNUMX месяцев по другую сторону Рейна. Тесла рассчитывая на то, что этот завод будет продавать модели Y по всей Европе, он выбрал бы самую быструю страну, и это было бы почему la Gigafactory расположен в Германия и не во Франции.

Где производятся Теслы, продаваемые во Франции?

Сегодня на заводе Fremont работает более 10 000 сотрудников.

Кто производит автомобили Тесла? Тесла Моторы и их Автомобиль электрический. Американский производитель автомобилей, специализирующийся на 100% электромобилях высшего класса. Тесла миллиардер Илон Маск, также основатель SpaceX, запустил успешный седан Model S в 2008 году и готовит внедорожник Model X.

Как стареют батареи Tesla?

Что касается календарного старения, было продемонстрировано, что при хранении элемента при температуре 60°C его емкость постоянно снижается и достигает 80% от начальной емкости через 450 дней. Та же ячейка, хранящаяся при 30°C, теряет только 8% своей емкости через 450 дней.

Как сохранить аккумулятор Тесла? Обслуживание аккумулятор. Никогда не оставляйте аккумулятор разрядиться полностью. Даже если вы не управляете автомобилем модели 3, аккумулятор очень медленно разряжается для питания бортовой электроники. аккумулятор может терять заряд примерно на 1% в день.

Сколько стоит аккумулятор для электромобиля?

Что находятся ле Гран-при покупки электрические батареи ? В среднем, Гран-при кВтч является оценивается в 140 евро, что означает, что аккумулятор 52 кВтч, как у автомобиль Renault Zoe стоит около 8 100 евро.

Какое техническое обслуживание Tesla Model 3? Если твой Тесла оснащен НЕРА-фильтром, Тесла рекомендует заменять его каждые 3 лет. Тесла рекомендует менять шины каждые 10 000 км или при наличии a отклонение глубины протектора на 1,5 мм или более, в зависимости от того, что наступит раньше.

Аккумуляторы Тесла

Естественно, электрический двигатель должен брать откуда-то энергию, поэтому производитель организовал на своих моделях блок из Li-ion накопителей, выдающих постоянный ток.

В состав блока входят маленькие Li-ion батарейки:

Решётка частично удерживающая батарейки, одновременно является и радиатором, по которому двигается антифриз:

Кстати сказать, такой тип системы охлаждения является весьма эффективным, так как происходит равномерное и качественное охлаждение батареек, которые при таких благоприятных условиях прослужат дольше.

Батарейки собираются в небольшие модули:

В состав платформы входит несколько таких модулей:

Антифриз охлаждающий платформу с батареями подвергается охлаждению во фронтальной части авто, для чего приспособлен специальный радиатор:

Нельзя не заметить и низкое расположение весьма нелёгкой аккумуляторной платформы, что положительным образом влияет на управляемость электрокара и его стабильность на дороге:

Передовые технологии никогда не стоили дёшево, аккумуляторное оборудование от Теслы, естественно исключением из правил не является. При массе более 500 кг, платформа затянула на не малую сумму в 12 тыс. долларов, став самой дорогостоящей частью электромобиля Тесла.

Платформа из аккумуляторных батарей

Асинхронный двигатель надо чем-то питать. Поэтому, в автомобилях Тесла используется блок-платформа из литий-ионных аккумуляторов. Этот блок из батарей выдает постоянный ток.

платформа из аккумуляторных батарей в автомобилях Тесла

Такой блок состоит из маленьких простых li-ion батареек

Литий-ионные аккумуляторы в аккумуляторной платформе автомобилей Тесла

Решетка, которая частично держит батарейки, также является радиатором, по которой бежит антифриз

радиатор для аккумуляторных батареек

такой тип радиатора очень эффективен, так как он охлаждает все батарейки равномерно.

Все эти батарейки собираются в небольшие модули

модуль из батареек

Платформа состоит из нескольких таких модулей

В живую это выглядит примерно вот так:

аккумуляторная платформа автомобилей Тесла

Антифриз, который охлаждает платформу из батарей, охлаждается в передней части автомобиля на автомобильном радиаторе

радиатор, охлаждающий батарейки

Также можно увидеть, что тяжелая платформа из батареек близко находится к земле, поэтому низкий центр тяжести улучшает управляемость и стабильность автомобиля.

низкий центр тяжести в автомобилях Тесла

Стоимость такой батареи-платформы более 12 000 долларов, а вес более полтонны. Пока что платформа-батарея является самой дорогой частью автомобиля. Да и вообще, проблема всех электрокаров – это дорогие аккумуляторы. Если ученые разработают дешевые и очень емкие аккумуляторные батареи, то придет конец эпохе ДВС.

Когда менять аккумулятор Теслы?

Для модели S и модели X, Тесла Франция указывает на своем веб-сайте, что он распространяется на 8 лет (или 240 000 км) «в самый ранний срок с минимальным сохранением 70% пропускной способности. аккумулятор в течение гарантийного срока. Читать: Новые зарядные устройства Тесла 2022: какие автомобили совместимы?

Как узнать происхождение своей Теслы? С повышенной автономностью, производством в 2-х странах и даже рестайлингом, комментарий встретимся там? Если хочешь знать точную версию вашей модели 3, проще всего посмотреть в свидетельстве о регистрации транспортного средства.

Как узнать, откуда моя Tesla Model 3? Единственный способ убедиться в родословной вашей модели — использовать номер шасси. Не нужно вдаваться в сложные поиски. Если он начинается с букв «LRW», это означает, что шасси выходит из Китая. С другой стороны, если он начинается с «5YJ», ваш Модель 3 приходит Соединенные Штаты.

Название компании и логотип компании Tesla

Свое название корпорация Tesla Motors в честь одного из самых великих ученых начала прошлого столетия Николы Тесла. Его нередко называют вторым Леонардо да Винчи, «повелителем молний», «таинственным гением» и «укротителем света». Именно благодаря смелым идеям Теслы началась масштабная электрификация нашей планеты. Поэтому нет ничего удивительного в том, что основатели компании по производству электрокаров решили назвать свою фирму в честь человека, сделавшего так много, чтобы «открыть» электричество миру.

В качестве логотипа компании была выбрана футуристическая и выразительная буква «Т», выполненная в стилизованном стиле, который призван отразить приверженность корпорации инновационным технологиям. Разработкой лого занималась студия RO Studio, которая также разрабатывала символ для еще одной компании Илона Маска — Space X.

После того, как логотип Tesla был рассекречен, по Интернету мгновенно разнеслись слухи о том, что символ производителя электрокаров «списан» с кошачьего носа. Маск сначала подтвердил эти слухи, но позднее сознался, что это была всего лишь первоапрельская шутка. На самом деле, выбор буквы «Т» в качестве символа бренда обусловлен тем, что она внешне похоже на поперечное сечение электрического силового агрегата.

Двигатель Tesla Model S

Начнём с силового агрегата автомобиля, без сомнений представляющего интерес для поклонников современной, экологически частой техники, да и не только для них. Итак, перед нами асинхронный электромотор, разработанный великим сербским изобретателем Николой Теслой (Nikola Tesla). Далее, разберём его устройство и принцип работы.

В состав конструкции входит два основных элемента: статор и ротор

А как же функционирует это высокоэффективное устройство? Асинхронный электромотор — это 3-х фазный движок с вращающимся магнитным полем, образующимся в обмотках статора. Это самое поле заставляет вращаться ротор, а работает аппарат на переменном токе.

В асинхронном электродвигателе скорость вращения ротора, ниже скорости вращения магнитного поля. Частота вращения данного мотора имеет зависимость от частоты переменного тока, подаваемого на его обмотки. Чем она больше, тем с большей скоростью будет работать движок. Из этого следует, что манипулируя частотой, мы манипулируем вращением электродвигателя и естественно, скоростью самого средства передвижения. Всё управление Model S сводится к преобразованию постоянного тока в переменный 3-фазный и возможности менять его частоты. Эта трансформация делает все модели Тесла простыми и надёжными в эксплуатации.

Двигатель Тесла, принцип работы

Самым главным узлом в автомобиле является асинхронный двигатель, который разработал великий ученый Никола Тесла. Давайте разберем принцип работы асинхронного двигателя

Асинхронный двигатель состоит из двух частей: статора и ротора

статор и ротор асинхронного двигателя

Как же работает асинхронный двигатель? Асинхронный двигатель – это трехфазный двигатель переменного тока с вращающимся магнитным полем.

вращающееся магнитное поле

Вращающееся магнитное поле образуется в обмотках статора. Оно в свою очередь приводит в движение ротор.

подключение асинхронного двигателя к трехфазному питанию

Также нельзя забывать тот факт, что в асинхронном двигателе скорость вращения самого ротора будет меньше, чем скорость вращающегося магнитного поля, которое образуется в статоре двигателя.

Но и это еще не все. Частота вращения такого двигателя зависит от частоты переменного тока, поступающего на его обмотки. Чем больше частота, тем быстрее будет вращается двигатель. Поэтому, управляя частотой, мы можем управлять вращением двигателя, а следовательно, и скоростью самого автомобиля. То есть все управление автомобилем сводится к тому, чтобы преобразовать постоянный ток в переменный трехфазный и возможностью менять частОты переменного трехфазного тока. Это простое преобразование постоянного тока в переменный ток нужной частоты делает автомобили Тесла простыми и надежными.

Аналоги от конкурентов

Как уже отмечалось, «Тесла» не является монополистом в сегменте. На рынке немало аналогичных предложений, которые могут быть менее известны, но по характеристикам вполне конкурентоспособны. Так, альтернативу системе PowerWall предлагает корейская фирма LG, разработавшая элементы Chem RESU. Блок емкостью 6,5 кВт*ч оценивается в 4 000$. Накопители с диапазоном 6-23 кВт*ч предлагает Sunverge. Этот продукт отличается возможностью мониторинга заряда и подключением к солнечным панелям. Его стоимость варьируется в среднем от 10 000$ до 20 000$. Фирма ElectrIQ предлагает домашние энергетические накопители емкостным потенциалом 10 кВт*ч. Блок стоит 13 000$, однако в эту стоимость входит также инвертор.

Осваивают инновационное направление и другие автомобильные производители, которые еще плотнее теснят на рынке аккумулятор «Тесла» в разных модификациях. Среди конкурентов этого звена особенно отмечаются Nissan и Mercedes. В первом случае предлагается линейка аккумуляторов XStorage емкостью 4,2 кВт*ч. К особенностям этих элементов стоит отнести высокую степень экологической безопасности, что укладывается в требованиях новейших европейских стандартов производства автомобилей. В свою очередь, Mercedes выпускает небольшие элементы по 2,5 кВт*ч, но их можно объединять в более производительные блоки, мощность которых достигает 20 кВт*ч.

Сухие цифры

Итак, давайте посчитаем экономическую целесообразность приобретения инновационного продукта от Tesla. Стоит ли «овчинка выделки» и как поведет себя окупаемость в условиях России и США.

Условия рассчетов:

• примем ежесуточное потребление электроэнергии владельцем Tesla Powerwall равным 10 кВт
  , т.е. полной емкости батареи хватает на сутки потребления;
• стоимость Tesla Powerwall – $3 500
  , что по курсу, актуальному на момент публикации данных расчетов составляет 175 000 рублей
  (с учетом округления и по курсу 50,01 руб за $1);
• к стоимости Tesla Powerwall прибавим необходимость покупки инвертора, стоимость которого составляет около $1500 – 75 000 руб;
• учтем потери при подключении Tesla Powerwall в цепочке аккумулятор – преобразователь тока – инвертор
  . Общий КПД системы составит 87%
  . Т.е. изначально потребителю доступны не 10 кВт*ч, а лишь 8,7.
• при двухзонной тарификации (тарифы «день/ночь») примем дневное потребление энергии на уровне 5 кВт*ч (57,5% от максимального ресурса Tesla Powerwall), а вечернее – на уровне 3,7 кВт*ч (42,5%).

Ситуация в США:

На территории США действует двухзонный тариф
по оплате электроэнергии:

С 14:00 до 19:00
стоимость 1 кВт*ч электроэнергии составляет $0,2032 (10,16 руб).C 19:00 до 14:00
стоимость резко падает до $0,0463 (2,31 руб) за 1 кВт*ч.

При потреблении 5 кВт*ч в дневное и 3,7 кВт*ч в «ночное» время ежесуточные расходы при использовании стандартной электросети составят:

5кВт*ч * 10,16 руб + 3,7кВт*ч * 2,31 руб = 50,82 руб + 8,54 руб = 59,36 руб/сутки.
59,34 руб * 365 дней = 21 659 руб в год.

Стандартная литий-ионная батарея теряет около 6% (0,6 кВт) своей первоначальной емкости (т.е. 10 кВт) в год. С каждым годом ее емкость будет сокращаться и уже спустя 3-4 года лишь одной Tesla Powerwall будет недостаточно. Вот примерные расчеты того, как поведет себя батарея с течением времени.

Годы эксплуатации:
максимальный срок службы батареи составляет 15 лет.Максимальная емкость:
уменьшается на 6% (0,6 кВт) от первоначальной емкости каждый год.Стоимость электроэнергии:
рассчитана из соотношения дневных/ночных тарифов по указанным выше ценах.Экономия:
какую сумму позволяет сэкономить Tesla Powerwall в год.Растраты на доп. энергию:
мы условились, что ежесуточно потребляем 8,7 кВт. Недостающую электроэнергию (вызванную деградацией аккумулятора) компенсируем электросетью общего пользования.

За 15 лет использования, даже без учета растрат на дополнительную энергию, Tesla Powerwall не окупается
. Если учесть, что стоимость кВт*часа электроэнергии на территории России ниже примерно на 60%, говорить о целесообразности такого приобретения вряд ли стоит. Напомню, что покупка комплекта Tesla Powerwall обошлась в 250 000 руб и это без учета солнечных панелей.

Как правильно эксплуатировать аккумуляторную батарею электрокара

Помните, как раньше нужно было правильно пользоваться мобильниками? Их требовалось разряжать в полный ноль, а затем заряжать до 100%. В противном случае образовывался «эффект памяти» и емкость аккумулятора таяла просто на глазах.

Современного обладателя электрического автомобиля подобная возня обошла стороной — заряжать девайс можно когда душа пожелает. У литий-ионных элементов оптимальный уровень разряда по всей матрице ячеек отслеживается целой процессорной системой. Однако имеют место нюансы, могущие оказывать влияние на ресурс батарей — сокращать его либо немного продлевать.

К моментам оказывающим негативное влияние на срок службы АКБ относится частая скоростная подзарядка от ЭЗС с постоянным током мощностью более 100 кВт. Никто спорить не будет, в дальнем пути, где-то на загородном шоссе, скоростная зарядка — это просто спасение. За каких-то 30–40 минут, воспользовавшись данным терминалом, можно пополнить запас хода электромобиля на 150–200 километров. Однако для ячеек аккумулятора подзарядка сверх­интенсивными токами все-таки стрессом является. Для регулярного восполнения энергетических запасов электронакопителя лучшим выбором будут ЭЗС мощностью не выше 25–50 кВт.

Следующий потенциальный стресс для аккумулятора — функционирование при очень низких температурах. В принципе, высокотехнологичный контроллер электронакопителя сделает все возможное, дабы ограничить ток на холодных элементах и как можно быстрее прогреть их, а заодно и салон авто, посредством штатного кондиционера инверторного типа. Но будет куда лучше и для вас, и для аккумулятора, если во время зимней эксплуатации оставлять электрокар на зарядном кабеле до самого начала поездки, а накануне включать по таймеру подогрев от электрической сети.

Третья неприятность — регулярная зарядка АКБ до 100%. При подобном раскладе ячейка будет испытывать уже приближенные к критическим изменения в химическом балансе. А из этого в свою очередь следует, что небольшой недозаряд литий-ионных элементов вашей электрической машины точно пойдет им на пользу.

Почему батарея является самой дорогой составляющей электромобиля

Пытливые умы подсчитали, что в 2010 году, когда машины на электротяге начали пробивать себе дорогу на рынок, каждый «аккумуляторный» кВт·ч обходился в 1183 доллара, т. е. был почти в 100 тыс. раз дороже запасаемой им энергии. За 10 лет развития батарейных технологий данный параметр упал до отметки 150 долларов, причем стоимость хранения электричества будет снижаться и дальше — по расчетам, приблизительно на 10–15% в год.

Однако все равно, в цене электрокара именно доля АКБ остается самой высокой и она реально будет такой еще длительное время.

Это диктуется размерами самой аккумуляторной батареи, способной хранить достаточный объем электрической энергии. Аккумуляторный блок для легковушки на электротяге, которая имеет запас хода не менее 350 км, сегодня по весу затягивает примерно на пол тонны.

Второе — батарейный узел на 80–90% состоит из мощных электро­проводящих шин, а также дорогих аккумуляторных ячеек, для производства которых используются редкие химические элементы, цветные и драгоценные металлы.

Вдобавок, в каждой электрокаровской АКБ присутствует масса электронных блоков, датчиков, несколько цепей защиты и контур термо­регулиро­вания. Высоковольтная батарея (ВВБ) не спроста имеет такое сложное устройство — этому девайсу приходится функционировать с крайне высокой цикличностью и с довольно высокими токами. Далее разберем все составляющие аккумулятора.

Системы безопасности электромобиля Tesla

В конце 2013 года зарегистрирован случай возгорания автомобиля из-за механического повреждения одного из блоков аккумулятора. Разработчики не заставили себя ждать и сразу принялись вносить корректировку.

Спустя несколько месяцев, весной 2014 объявили, что Тесла S конструкция немного изменена. Теперь под днищем установлен специальный алюминиевый брус, щит и титановая плита. Брус отбрасывает мешающие предметы на проезжей части или же смягчает удар при наезде на твердый и устойчивый предмет. Титановая плита предоставляет защиту для более уязвимых элементов в передней части автомобиля. А алюминиевый щит установлен на тот случай, если первые два элемента не справятся со своей задачей, то щит принимает на себя и рассеивает энергию удара.

В усовершенствовании Теслы, осенью 2015 года, добавлены к функциональности «Автопилот» и «Автострит» — круиз-контроль. Эти функции дают возможность машине следовать по полосе, или менять полосу при видимой разметке на дорожном покрытии.

Конкурирующие модификации

Компания “Тесла” не является монополистом по выпуску li-ion аккумуляторов. Несмотря на то, что на рынке другие марки не так известны, их параметры вполне конкурентноспособны. Среди популярных представителей:

• Корейская корпорация LG производит накопители Chem Resu, являющиеся аналогами тесловских PowerWall (система объемом 6,5 кВт/ч стоит около 4 тысяч долларов или 265 000 рублей).
• Продукт от Sunverge обладает диапазоном мощности от 6 до 23 кВт/ч, отличается возможностью мониторинга заряда и подсоединения к солнечным панелям (цена составляет 10-20 тысяч долларов или 665 000 – 1 327 000 рублей).
• компания ElectrIQ реализует бытовые накопительные аккумуляторы емкостью 10 кВт/ч (вместе с инвертором изделие обойдется в 13000 долларов или в 865 000 рублей).
• Среди автомобильных конкурентов выделяются такие фирмы, как «Ниссан», «Мерседес».

У первого автогиганта изготавливается серия аккумуляторных батарей типа XStorage (рабочий объем – 4,2 кВт/ч). К нюансам указанной модификации причисляют высокий уровень экологической безопасности, полностью соответствующий мировым стандартам по выпуску легковых машин. У «Мерседеса» изготавливаются компактные версии по 2,5 кВт/ч. При этом их можно объединять в увеличенные производительные системы емкостью 20 кВт/ч.

Недостатки электромобилей Тесла

Долгое время зарядки. В то время, как простой автомобиль с ДВС можно заправить буквально за 5 минут, Тесле поребуется около часа. Но и здесь опять же есть подвижки. В настоящее время компания стремится к тому, чтобы сделать время заряда как можно меньше. Для этого она строит так называемые Supercharger stations по всему миру. Эти заправочные станции, как говорят в Тесле, будут совершенно бесплатны, а ваш автомобиль сможет зарядиться на 80% за 30 минут! То есть пока вы пьете кофе, ваш авто уже будет снова готов покорять просторы) Полная зарядка на таких заправочных станциях длится около полутора часов. Пока что таких заправочных станций не так много, но я считаю, что ситуация все равно будет меняться в лучшую сторону.

заправка Supercharger

Высокая стоимость. Цены на новые модели Теслы в бомж комплектации в Америке начинаются от 43 000 $. По нашим деньгам это около 2 800 000 рублей. В Москве цены начинаются от 3,5 млн рублей. Не очень то и дешево для электрокара.

Итог

На рынке аккумуляторов для электрокаров, “Тесла” является безусловным лидером. Во многом это связано с использованием в производстве экологически чистого транспорта инновационного оборудования. При этом инженеры ведущей компании сталкиваются с определенными препятствиями. Например, серию Model S с литиево-ионными элементами критикуют за слабую защиту, касательно возгорания питающих элементов.

Однако конструкторы постоянно усовершенствуют свои модели и конструктивно относятся к критике. Например, после единственного за всю историю эксплуатации электромобилей возгорания АБ на машины стали устанавливать полый алюминиевый брус (для защиты от препятствий на дорожном покрытии), щит из прессованного алюминия и титановую плиту. Все, кто купил машины до этого усовершенствования, предложено бесплатно их доукомплектовать на станциях ТО.

В конце апреля компания Tesla представила аккумуляторы для дома. Что это: очередная революция от американской корпорации или логичное звено на пути к построению умного и независимого дома? Давайте разберемся вместе.

Илона Маска по-праву можно назвать революционером в мире технологий. Еще 10 лет назад мало кто верил в то, что электромобили попадут на массовый рынок, а уже сегодня Tesla Model S – седан, которым не прочь был бы завладеть каждый автолюбитель. Альтернатива бензиновому двигателю была найдена давно, но вот «ломать целую индустрию» долго никто не решался.

Вопрос добычи и потребления электроэнергии в XXI веке стоит особо остро. Сегодня от нее в буквальном смысле зависит существование человечества. Традиционная классификация добычи энергии имеет два глобальных ответвления:

• добыча с использованием коммерческих источников
  : уголь, горючие сланцы, нефть, газ (по сути, именно они и являются основой современной энергетики, покрывая 90% суммарных запросов со стороны предприятий и населения), ядерные, гидро, геотермальные, солнечные, волновые и приливные станции.
• добыча с использование некоммерческих источников
  : сельскохозяйственные и промышленные отходы, мускульная сила, дрова.

Несмотря на кризис топливных ресурсов, которым пестрили заголовки газет в начале 70-х годов, спустя почти 50 лет в принципах добычи электроэнергии мало что изменилось. Растет население, растет потенциальная необходимость в электроэнергии, а как следствие – все больше и больше загрязняется планета. И можно спорить о том, что наступит раньше – энергетический кризис или экологическая катастрофа, но лучшим выходом из данной ситуации является кардинальный пересмотр всей энергодобывающей отрасли и принципов обеспечения населения электроэнергией.