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.
Почему асинхронный двигатель лучше, чем ДВС
График зависимости крутящего момента (Н⋅м) от оборотов двигателя внутреннего сгорания (ДВС) выглядит примерно вот так:
График зависимости крутящего момента от оборотов в ДВС
Поэтому, соединять вал двигателя ДВС напрямую с колесами – так себе идея.
В этом случае требуется трансмиссия и коробка передач
трансмиссия и коробка передач в автомобилях с ДВС
Также не забывайте, что линейное движение поршней должно быть преобразовано во вращательное движение. Это очень трудоемкий процесс, так как приходится балансировать весь двигатель, чтобы было как меньше вибраций при работе.
принцип работы двигателя ДВС
Да и для того, чтобы запустить такой двигатель, нам также понадобится стартер. А как вы знаете, без аккумулятора стартер не заведется. Ну или “с толкача”).
Еще один минус ДВС в том, что выдаваемая им мощность очень неравномерна, поэтому надо использовать маховик.
К очевидным минусам ДВС можно также добавить его высокую стоимость, выбросы выхлопных газов в окружающую среду, высокую стоимость топлива, ограниченный ресурс, так как очень много трущихся деталей, низкий КПД, сильный шум, большой вес, замена расходников, а также, как мы уже говорили, требуется обязательно коробка переключения передач.
Зависимость крутящего момента от оборотов электродвигателя на автомобилях Тесла выглядит так
Скорость вращения двигателя может быть от нуля и до 18 000 оборотов в минуту! Как вы видите, почти во всем диапазоне эта зависимость почти равномерная. Значит, нет надобности в трансмиссии и коробке передач.
Если даже сравнивать ДВС и асинхронный двигатель, то можно увидеть существенную разницу весе и выдаваемой мощности. Отношение веса к выдаваемой мощности у ДВС 0,8 кВт/кг, а у асинхронного двигателя 8,5 кВт/кг. Разница более, чем в 10 раз!
сравнение двигателя ДВС и асинхронного двигателя
Технические характеристики
Самая мощная версия аккумулятора для электрокара «Тесла» включает около 7104 мини-батарей, имеет 210 см по длине, 15 см в толщине и 150 см по ширине. Электрическое напряжение в блоке составляет 3,6 В. Для сравнения, объем энергии, вырабатываемой одной секцией батареи, соответствует производимому потенциалу от аккумуляторов сотни портативных компьютеров. Но и вес аккумулятора «Тесла» довольно внушителен – около 540 кг.
Что же дают эти характеристики электрокару? По расчетам специалистов, батарея объемом 85 кВт*ч (средняя в линейке производителя) позволяет на одном заряде проезжать порядка 400 км. Опять же, для сравнения, не так давно крупнейшие автопроизводители в «зеленом» сегменте боролись за показатели 250-300 км пути, который мог преодолеваться без дозарядки. Впечатляет и скоростная динамика – 100 км/ч набираются всего за 4,4 сек.
Разумеется, при таких свойствах возникнет вопрос о долговечности батареи, так как высокая производительность предполагает соответствующую интенсивность износа активных элементов. Сразу надо отметить, что изготовитель дает 8-летнюю гарантию на свои аккумуляторы. Вероятно, и фактический срок службы аккумулятора «Тесла» будет аналогичным, но пока даже первые обладатели электрокаров не могут подтвердить или опровергнуть этот показатель.
С другой стороны, есть исследования, в которых отмечается умеренная потеря мощности батареи. В среднем блок теряет 5% мощностного потенциала на 80 тыс. км. Есть и другой показатель, свидетельствующий о том, что количество обращений пользователей электрокаров «Тесла» по причинам неполадок в аккумуляторном блоке сокращается по мере выхода новых модификаций.
Быстрая зарядка
Мощность быстрой зарядки Supercharger первого поколения ограничена 120 кВт, Supercharger V2 уже способен выдавать мощность до 150 кВт, вот только это значение сильно снижается, если к одной зарядке подключены несколько автомобилей.
Третья итерация позволяет использовать ток мощностью до 250 кВт: почти двукратного повышения мощности удалось добиться благодаря новой конструкции кабеля, в котором теперь используется жидкостное охлаждение.
Но главное преимущество по сравнению с Supercharger V2 — таким станциям не нужно распределять энергию между несколькими автомобилями, поэтому клиенты всегда смогут получить максимальную мощность зарядки.
Что особенного в двигателях Tesla Model S Plaid
Новый Plaid получил очень легкие моторы, которые может поднять один человек. При этом высокой мощности удалось достичь за счет применения углепластиковых деталей.
Приводы включают в себя высокоскоростной электродвигатель, инвертор и односкоростную трансмиссию. Максимальная скорость в 322 км/ч будет доступна при использовании подходящих колес и шин.
Одним из ключевых элементов новых приводов являются роторы с углеродными втулками, которые впервые используются в серийном производстве.
Углепластик используется для обертки медного ротора, а технология изготовления такой обертки была разработана самой компанией Tesla и является уникальной для автомобильной индустрии.
Углепластик позволяет ротору развивать высокие обороты без риска деформации под воздействием центробежной силы. Это в свою очередь повышает удельную мощность двигателя.
Углепластик удерживает медный ротор от повреждений из-за разницы в термическом расширении со статором в начале работы двигателя. В целом углепластиковая оболочка вокруг медного ротора сделана с определенным преднатяжением, то есть медные части ротора всегда находятся под давлением.
Илон Маск объяснил, что такого двигателя раньше не было, и для этого потребовалось разработать специальную новую машину, которая производит роторы. Мотор должен вращаться с очень высоким напряжением, так как медь и углерод имеют разные тепловые характеристики, а воздушный зазор очень плотный.
Конечным результатом является очень хорошая кривая мощности автомобиля Plaid, намного превосходящая предыдущие ключевые автомобили Tesla Model S, несмотря на то, что на момент выпуска каждый из них был современным.
Чтобы улучшить тепловые характеристики, Tesla использует свою «новейшую» систему теплового насоса (HVAC). Он улучшает эффективность обогрева в холодную погоду, но также является ключом к охлаждению трансмиссии (благодаря радиатору в два раза большего размера).
Теперь остается только дождаться ускоренных тестов новой Tesla Model S Plaid в сравнении с лучшими ДВС и топовыми электромобилями других производителей.
Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
Теги: Технологии Model S Plaid Tesla Двигатель GE9X технологии электромобиль
Предыдущая статья В России разработаны уникальные синтезируемые материалы для применения в авиационных двигателях
Следующая статья Вертолетный двигатель Safran работает на 100% авиационном биотопливе
Предоставлено SendPulse
Нравится 0
Что внутри?
Поскольку электромобиль Tesla является весьма дорогим транспортным средством, не каждый владелец может позволить себе распотрошить на камеру его аккумуляторную батарею. Кстати, стоимость аккумулятора составляет 40─50 тысяч $. Но такие энтузиасты нашлись. Несколько лет назад на просторах англоязычного интернета появились фотографии разбора модели 85 кВтч.
Внутри можно обнаружить 16 модулей, соединённых параллельно. От попадания влаги и просто внешнего воздействия сделана защита в виде пластин из металла и пластиковых вставок. На фото можно видеть, как измеряют напряжение.
Сами аккумуляторы находятся близко друг к другу в специальных ячейках. Укладка осуществляется в автоматическом режиме промышленным роботом.
Общий вес аккумуляторной батареи 85 кВтч составляет 540 кг. Габариты представлены ниже.
- Длина 2,1 м.
- Ширина 1,5 м.
- Толщина 0,15 м.
Позднее в общем доступе появились изображения разобранной АКБ, сделанные Джейсоном Хьюзом, одним из владельцев Tesla. На этот раз аккумуляторная батарея заявленная мощность была 100 кВтч.
Как удалось выяснить Хьюзу, реальная ёмкость батареи составила 102,4 кВтч. Чтобы выяснить реальные характеристики этой модели, он получил доступ в систему управлении питанием электромобиля. Он хотел проверить утверждения представителей Tesla о том, что батарея претерпела серьёзную модернизацию. В частности, сообщалось об обновлении архитектуры, системы охлаждения и электронной начинке.
Хьюзу удалось выяснить, что теперь в одном модуле АКБ находится 516 элементов, а суммарное количество составляет 8256 штук. По сравнению с предшествующими моделями 85/90 кВтч увеличение составило около 16 процентов. В модуль, по его словам, добавили несколько рядов для элементов. Контуры охлаждения стали более тонкими и короткими (в модуле два). В результате хладагент забирает тепло от меньшего количества элементов.
Новые аккумуляторы сохранили совместимость с различными модификациями Tesla Model X и Model S. Кроме того, по словам представителей компании, новые решения, реализованные в батарее, позволили им выпустить Model 3. Хьюз показал, что конструкция подключения охлаждающей системы, а также разъёма кабелей высокого и низкого напряжения осталась прежней. Как видно на фотографиях, коннекторы можно без проблем заменить.
Можно ли заряжать электромобиль от розетки?
Современный электродвигатель «зеленой» машины работает за счет постоянно тока, когда во всех электросетях используется переменный. То есть, такое электричество, которым питается бытовая лампочка или телевизор электрическому мотору не подойдет. Но при этом в каждом электромобиле установлен бортовой преобразователь тока для восполнения уровня заряда источника питания от сети. Есть одно простое правило: чем мощнее преобразователь, тем быстрее батарея будет «усваивать» электроэнергию. Таким образом, подзарядить источник питания машины можно с помощью:
- Mode 1 – самый медленный способ подзарядки посредством бытовой 220В сети. Процесс восполнения заряда батареи происходит без специального оборудования – только розетка и адаптер переменного тока. Всё еще применим для серийных электромобилей, но постепенно уходит в прошлое.
- Mode 2 – применим для подзарядки электромобилей с традиционным разъёмом под коннектор с защитой внутри кабеля. Длительность зарядки батареи на 20-24 кВт/ч составляет 6-8 часов. Возможно применение как в домашних условиях, так и на зарядных станциях.
- Mode 3 – используется на общественных станциях переменного тока с применением разъёмов Type 1 (J1772) – для однофазной электрической сети с напряжением от 120 до 240В, и Type 2 (Mennekes) – для трехфазной сети.
- Mode 4 – тип станций постоянного тока под стандарт CHAdeMO. Батареи электромобилей, которые поддерживают зарядку таким стандартом, восполняют уровень энергии с 0 до 80% всего за 30-40 минут.
Владельцу электрической машины не нужно беспокоиться о сохранности своего «железного коня», так как одно- и трехфазные зарядные устройства позволяют отслеживать процесс восполнения энергии, устанавливать необходимую мощность и другие характеристики тока. Это абсолютно безопасный и автоматизированный процесс, при этом на заправочных станциях всегда можно найти наклейки и памятки, существенно облегчающие задачу по подзарядке батареи новоиспеченному владельцу инновационной машины.
Время зарядки
Рассмотрим необходимое время зарядки для батареи с максимальной мощностью 85 кВт⋅ч.
Зарядное устройство Mobile Connector — 29 часов Mobile Connector с использованием специального адаптера, розетки стандарта NEMA 14-50 и модификации электросети — 9 часов
Зарядное устройство High Power Wall Connector (необходима модификация электросети) — 9 часов High Power Wall Connector + Twin Chargers* (необходима модификация электросети) — 4,5 часа
*Twin Chargers — двойное зарядное устройство. Расположено непосредственно в автомобиле, позволяет ускорить время зарядки в два раза. Опция доступна при заказе автомобиля.
На зарядной станции Supercharger все как дома. Подъехали к посту, вставили зарядное устройство в отсек, и все. Осталось только подождать. Примерно 20 минут потребуется для зарядки 85 кВт⋅ч батареи вашего электромобиля на половину! За 40 минут пополнится 80%, а за полтора часа — Tesla Model S 85 кВт⋅ч зарядится полностью. И, кстати говоря, совершенно бесплатно. Ведь Tesla Motors не берет денег за использование Supercharger!
Можно ли подзаряжать обычный электрокар от бытовой розетки?
Электромобиль, в принципе, является таким же электрическим прибором, как к примеру, игрушечная машинка на батарейках. Есть здесь конечно и нюанс: силовой агрегат электрокара функционирует на постоянном токе, а во всех основных электрических сетях можно найти только переменный. Получается, что машина оборудованная электротягой предпочитает несколько иное «питание», в отличие от тех же бытовых приборов.
Но повода для беспокойства на самом деле здесь нет — данная проблема уже давно решена разработчиками. Во всех популярных моделях электрических машин установлены внутренние зарядные системы, которые отвечают за преобразование переменного тока в постоянный. Чем большей мощностью обладает эта система, тем быстрее будет заряжаться транспортное средство.
Чтобы усваивать электроэнергию с большой скоростью при подзарядке от обыкновенной розетки на 220 V, на автомобиле должно быть установлено зарядное устройство мощностью не меньше 3,6 кВт. В принципе, его можно обнаружить даже на старых моделях электромашин, так что беспокоится понапрасну не стоит. Новые же экземпляры оборудуются более мощными зарядными устройствами. К примеру, у Renault Zoe, мощность подобной системы доходит до 43 кВт. Поэтому, ответ на вопрос, можно ли заряжать электромобиль от домашней розетки — положительный.
Направление развития
Новые электромобили Tesla Model 3 имеют запас хода более 300 км. Информация о развитии будущих аккумуляторных батарей для Тесла в основном непроверенная. Были сообщения, что при сборке будут использовать литиевые элементы стандарта 21700 (диаметр 21 мм, длина 70 мм). Стоимость этих батарей будет немногим более 110$ за 1 кВт. По сравнению с альтернативными решениями это довольно дёшево. В модуль будут входить 4 базовых элемента с охлаждающим контуром, а вокруг них будут располагаться литиевые элементы 21700.
Химический состав: LiNiCoAlO2 (литий-никель-кобальт-оксид алюминия c 80% никеля, 15% кобальта, 5% алюминия). Представители Tesla называют такой состав главным преимуществом их АКБ по сравнению с другими решениями. В частности, по их утверждению, на Model 3 устанавливаются батареи с наивысшей плотностью энергии из всех возможных.
В среднем со времени выхода на рынок Model S первого поколения компания Тесла сумела сократить потребление кобальта на один электромобиль в среднем на 59%.
Сведения об этом содержались в отчёте компания Тесла за I квартал 2018 года. Илон Маск и технический директор Tesla Дж. Б. Страубель не раз заявляли, что направляют большие усилия для сокращения потребления кобальта. Это необходимо, чтобы сократить суммарные затраты на 1 кВт-ч при производстве батарей. Ведь кобальт является одним из наиболее дорогостоящих компонентов, используемых в производстве аккумуляторов для электромобилей Тесла. Как показывают данные OilPrice, его стоимость превышает 90 тысяч долларов за тонну.
В то же время, конкурирующие с Tesla компании из Японии, Германии, США, Южной Кореи пока отстают по технологии производства аккумуляторных батарей. За счёт них ещё некоторое время поставщики кобальта будут сохранять объёмы сбыта и компенсируют потери закупок со стороны Тесла.
Нужны ли электрозаправки в городах?
Все специалисты едины во мнении, что владельцам Tesla заправки в городе не нужны. Почему? Да, все просто: запас хода авто порядка 350 км (даже при минус двадцати, это не менее 200км), т.е. его больше, чем достаточно для дневного пробега. А на ночь автомобиль ставится на зарядку в родном своем гараже (подобно тому, как мы это проделываем с мобильниками). Утром он имеет «полный бак» и готов к работе. Желательно, конечно, дома иметь «красную» розетку, чтобы даже в зимний период иметь гарантированно полную зарядку.
Если же гаража нет или дома по-прежнему отсутствует «красная» розетка, или же нет заземления в евророзетке, тысячу километров проехать можно в режиме «парковка у дома», используя «подручные» «красные розетки» (на автомойке, в сервисах и пр.). Но, каждый раз после заправки придется, перед тем как положить кабель в багажник, очищать его от грязи и пыли. Но еще более неприятно – долгое простаивание в ожидании «наполнения» батареи. Можно, конечно, заряжать Model S не полностью, поскольку эффектом памяти батарея не обладает. Но, она и не перезарядится, в случае, если останется надолго подключенной к розетке
Согласно рекомендациям производителя, ее нужно в то время, когда на ней не ездят, держать на подзарядке, что особенно важно в мороз. Это позволит прогреть батарею, как и салон автомобиля, включив удаленно климат-контроль
Еще один плюс данной рекомендации – со временем у водителя появляется собственная карта импровизированных «электрозаправок», поскольку на карте автоматически отмечаются все места, где когда – либо производилась заправка машины.
Еще один вопрос часто волнует водителей: «Можно ли удлинитель «сбросить» из квартиры?». Ответ: « Нет!». Это очень опасно в непогоду, во-первых. Во-вторых, это будет катастрофически долго. Поэтому, в месте постоянной парковки установка трехфазной розетки – первая необходимость. И лучше, заранее позаботиться о ней.
Для этого, необходим проект, который нужно согласовать в соответствующих инстанциях, после чего можно приступать к прокладке кабеля (возможно и установке дополнительного электросчетчика). Можно поручить работу соответствующим организациям. Но электромобиль стоит этого и, когда вы, став его владельцем, ощутите все прелести инновационного транспорта, поймете, что все подготовительные трудности того стоили.
Ну, а огромнее вывески на «А-100», призывающие заправлять электромобили здесь – это только прихоти владельцев заправки. Персонал же понятия не имеет, как этим пользоваться, выяснилось в беседе с работниками.
Попытка обращения к начальству, при проведении тестирования, окончилась фразой о том, что она предназначена «для служебного пользования!».
Поэтому, о заправке «А-100» можно говорить лишь, как о некорректном маркетинговом ходе. И только!
Идеальный вариант
– если заправка для повседневное езды в городе есть. А вот для путешествий дальних в Восточной Европе это является большой проблемой на сегодняшний день. В Вильнус еще добраться можно, если договориться с владельцами «красной» розетки о заправке в ночное время. До Москвы же доехать невозможно из-за отсутствия сети заправок на трассе. В Европе и США с эти проще. Там имеется собственная сеть, называемая Supercharger, где Тесла может заряжаться, в зависимости от версии, постоянным током мощностью 90-135 кВи и напряжением 400 В. Запустят в скором времени там и станции 150 кВт мощностью. Пользоваться водители Тесла ими могут бесплатно и без ограничений. Полный заряд осуществляется на них в течение двадцати минут.
В амбициозных планах компании, дальнейшее развитие Supercharger в этих странах, но относительно Европы Восточной пока не было озвучено никакой информации.
Северная Америка: существующая сеть заправок Supercharger
Запланированное к 2015 году строительство заправок в Северной Америке
Европа: заправки Supercharger
К 2015 году планы по развитию в Европе сети заправок
Другим универсальным вариантом является сеть Chademo – та же идея, но не бесплатная. При помощи специального проводника Тесла заправляется, но при мощности максимальной 50кВт. Недостаток: большой размер разъема, который менее удобен, чем Type.
Для Европы лучшим вариантом было бы развитие станций, позволяющих заряжать автомобиль через коннектор Type 2, используя постоянный ток. Но, таких решений от сторонних организаций, пока нет.
Где производится аккумулятор «Тесла»?
По заявлениям производителя, литий-ионные батареи изготавливает его собственная фабрика Gigafactory. Причем сам процесс сборки реализуется совместно с фирмой Panasonic. К слову, и комплектующие для аккумуляторных сегментов также поставляет японская компания. На мощностях Gigafactory, в частности, выпускается новейшая серия питающих блоков, предназначенных для третьего поколения электрокаров Model. По некоторым расчетам, совокупность объема выпускаемых батарей на максимальном производственном цикле должна составить 35 ГВт*ч в год. Для сравнения, этот объем занимает половину от всех мощностей выпускаемых в мире элементов питания. Обслуживать столь высокий потенциал будут 6500 работников предприятия, хотя в будущем планируется создать еще порядка 20 тыс. рабочих мест.
При этом надо отметить, что аккумулятор «Тесла» модель S имеет высокую степень защиты от взлома, что практически минимизирует риски появления на рынке контрафактных аналогов. К тому же и сам процесс изготовления предполагает участие высокоточных роботизированных агрегатов. Очевидно, что повторить технологию сегодня способны только корпорации такого же уровня, как и «Тесла». Впрочем, заинтересованным фирмам это и не нужно, так как они занимаются собственными разработками в этом направлении.
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.
История автомобиля Николы Тесла
двигатель внутреннего сгорания
После осмотра автомобиля, Тесла отправился в радио магазин и приобрел двенадцать ламп, провода и несколько резисторов. Детали были соединены по известной лишь изобретателю схеме, и помещены в коробку размером 60/30/15см (длина/ширина/высота). Наружу торчали только 2 стержня, длиной 7.5 см. Электрический автомобиль Николы Тесла был готов к испытаниям.
Тесла вместе с племянником на протяжении нескольких дней испытывал электромобиль. Скорость, которую мог развивать автомобиль, достигала 150 километров в час. По уверениям изобретателя, расстояние, которое способен проехать его автомобиль, было неограниченным, а энергию для этого он черпал из «эфира». Начали ходить разговоры о безумии изобретателя, его связи с темными силами вселенной.
Возможно это стало причиной того, что Тесла оставив автомобиль в каком-то сарае в пригороде, забрал свою таинственную коробку и уехал в лабораторию в Нью-Йорке. Дальнейшие переговоры закончились ничем, и тайну своего электромобиля Тесла унес с собой. Но история автомобиля, связанная с именем Тесла, на этом не закончилась.
SAE J1772
Сам стандарт был принят в 2001 году, он же потом переродился в виде Combined Charging System (CCS). Ниже принципиальная схема.
Proximity pin это по сути кнопка в пистолете, который Вы вставляете в машину, Вы нажимаете кнопку, машина понимает и показывает зарядному устройству по pilot pin, что пора тоже отключить контактор, отключает контактор в зарядном устройстве к чарджеру.
Цель этого блока обеспечивать гарантированное отключение питания в случае непредвиденных обстоятельств. Зарядный пистолет должен быть обесточен, когда не находится в зарядном порту автомобиля и автомобиль не требует зарядки.
Вся магия в процессе общения Tesla с wall connector или mobile connector кроется в понимании работы pilot pin, и это очень просто.
В начальном состоянии ваше з.у. подключает к pilot pin 12V с ШИМ сигналом, по которому машина понимает какой ток максимальный для данной зарядной сети.
Так как я работаю в https://teesla.ru/, то и з.у. разрабатывал под Тесла. Например Tesla model 3, Y, X, S за редким исключением авто с двумя чарджерами могут принимать при зарядке переменных током до 48А с одной фазы для американских авто и до 16А по каждой их трех фаз для европейских авто.
В моем случае это Tesla model Y чистокровный американец, ток до 48А, поэтому все компоненты я брал на честные китайские 63А, а ШИМ сигнал необходимо обеспечить в размере 80% с частотой в 1кГц.
Далее мы вставляем разъем с питанием в авто. Сопротивления на схеме j1772 выше условны, для понимания принципа работы. R3 в автомобиле на 2.7 кОм работает как делитель напряжения и у нас на pilot pin остается 9V, все дружно понимают, что машина подключилась к зарядке. Детектор в з.у. и в авто видят работу в штатном режиме.
Машина включает контактор к чарджеру и дополнительной сопротивление 1.3кОм для подтяжки pilot pin к земле
Забыл сказать, что земля для AC и GND для pilot и proximity объединены, еще и поэтому важно иметь хорошую землю на з.у., если Вы гордились тем, что Ваше китайское з.у. терпимо к плохой земле, передайте китайцам большой рахмед
После включения в авто второго сопротивления, общее сопротивление между pilot pin и GND падает и напряжение на pilot становится 6V, можете посчитать. Детектор в чарджере от всего этого начинает понмиать, что пора и включает свой контактор.
Вот и вся суть зарядки. Обеспечить питание для pilot pin, детектор и контактор. Я взял за основу проект Jacob Dykstra.
Набросал схему в онлайн редакторе, по возможности проверил и заказал производство.
Микроконтроллер Wemos D1 на основе esp8266 c wifi и bluetoth для блюкджека и куртизанок.
Опторазвязка 4N35 играет роль драйвера, именно через нее мы питаем pilot pin 12V и обеспечиваем ШИМ сигнал.
Компаратор напряжения LM393 играет роль детектора. Настроив переменными резисторами переходные напряжения для сравнения мы получаем подтянутые ноги D8, D7 в переходных значениях 12V, 9V, 6V. Таким образом микроконтроллер понимает подключена ли машина и готова ли машина к зарядке.
Микроконтроллер включает реле, которое включает контактор в силовой части, через реле на плате проходят милиамперы.
2 недели и из солнечного Шеньженя посылка уже у меня. Никак не могу поверить, что это стоит 2$.
Силовая часть собрана в щитке на рейке. Все компоненты чистокровные китайские. Слева направо.
В качестве защиты я выбрал УЗО на 63А с проверкой целостности земли.
Решил включить в состав счетчик, чтобы проверять данные, которые указывает машина о заряде и реальное потребление, так узнаю КПД заряда.
Блок питания AC-DC на 12V.
Контактор для отключения фазы и нуля сразу с максимальным током в 63А.
С монтажом на стене.
Как заряжать дома
В домах чаще всего устанавливается либо Mobile Connector с использованием специального адаптера, розетки стандарта NEMA 14-50 и модификации электросети, либо Wall Connector, представленный в начале этого года. Последний предлагает более быстрое время зарядки, чем Mobile Connector — до 40 ампер большинству транспортных средств Tesla, в то время как Mobile Connector выдает максимум 32 ампера.
Как установить зарядную станцию для электромобиля дома?
Для установки дома подходят зарядные станции компаний KEBA, ABL, Schneider Electric, Tesla Wall Connector и других. Почти все они используют трехфазный переменный ток. Стоимость варьируется от 130 000 ₽ до 200 000 ₽. При должном уровне подготовки станцию можно установить самостоятельно. Тем не менее быстрее и безопаснее будет доверить процедуру установки электрику (например, из ЖЭК). Выбрать и приобрести подходящую зарядную станцию помогут специалисты Moscow Tesla Club.
Charging — 240V
Уровень 2 — от розетки 240V, а так же беспроводное зарядное устройство Tesla «Connectors Plugless» и большинство общедоступных зарядных станций.
Разные зарядные устройства тянут различное количество электрического тока через сеть в 240 Вольт. Больше тока = больше мощности = более быстрая зарядка. Зарядные устройства второго уровня обеспечивают от 3.3 до 17.2 кВт мощности, позволяя с адаптером NEMA 14-50 заряжать от 15 до 80 км в час.
Максимальная мощность потребления энергии 11.5 или 17.2 кВт, в зависимости от комплектации Tesla Model , так как Модель S поставляются в стандартной комплектации с 11.5-кВт зарядкой, которая за 1 час дает заряда на пробег ~50 км в час. Модификации с опцией «High Ampage Charger» могут принимать до 17.2 кВт мощности, и соответственно ~83 км в час.
Полностью зарядить батарею Model S возможно за ~10 часов, за 12 часов Model X.
Так же Tesla предлагает зарядные станции для подключения настенных разъемов на дому. Настенный разъем может полностью зарядить батарею Tesla Model S за 6 — 9 часов, а батарею Model X за 6 — 10 часов.
Преимуществом 2 уровня является пожалуй более быстрая зарядка в сравнении с первым уровнем (~15 раз), в тех же домашних условиях.
В заключение
Производитель «Тесла», безусловно, является самым популярным разработчиком инновационных систем энергоснабжения и экологического автотранспорта. Но, открывая новые горизонты в мире технологий, и эта фирма сталкивается с серьезными препятствиями. В частности электрокары Tesla Model S с литий-ионными батареями регулярно критикуются специалистами за недостаточно высокую безопасность в плане защиты от возгораний элементов питания. Хотя в последних версиях инженеры сделали существенные доработки в этом отношении.
По-прежнему сохраняется и проблема недоступности аккумуляторов для массового потребителя. И если с бытовыми накопителями эта ситуация меняется за счет удешевления элементов, то идея сопряжения блоков с солнечными панелями пока не может быть успешной на рынке из-за высокой стоимости. Возможности аккумуляции бесплатной энергии наиболее перспективны и выгодны для пользователей, но приобретение таких систем не по силам большинству даже заинтересованных потребителей. Это же касается и других направлений, в которых предполагается задействование альтернативных источников энергии. Принцип их работы дает массу преимуществ, но достигаются они только за счет сложного высокотехнологичного оборудования.
