テスラバッテリーの販売。テスラのスマートバッテリーの価格

リチウムイオン電池を搭載した機器ではこのプロセスが標準的であるにもかかわらず、走行中のバッテリー容量の損失は電気自動車の問題の 1 つです。しかし、プラグイン・アメリカ組織の専門家は、この点において電気自動車は例外であることを発見しました。

はい、彼らがしました 独立した研究、これは、長時間の走行でも Model S バッテリーからの電力損失が小さいことを示しました。特に、この車のバッテリーパックは、車が 50,000 マイル (80,000 km) を超えると、平均して 5% の電力を失います。また、100,000 マイル (160,000 km) を超えて走行すると、それよりも少なくなります。 8% 。この研究は、総走行距離1,200万マイル（2,000万km）以上の500台のテスラ・モデルS電気自動車のデータに基づいて実施された。

さらに、Plug-in America が別の調査を実施したところ、(テスラモデル S が市場に投入されてからの) 4 年間で、バッテリー、電気モーター、または充電器の問題によるテスラサービスステーションへの電話の数が大幅に減少したことが示されました。。デバイス。

バッテリー容量は、バッテリーが完全に充電される頻度、未充電の期間、急速充電の回数など、いくつかの要因によって決まります。 Plugin America のデータは、主要コンポーネントの交換率が大幅に向上していることも示しています。

このデータは心強いものですが、それにもかかわらず、テスラはバッテリーとセル技術の改善に取り組み続けています。同社は、ダルハウジー大学のジェフ・ダーン研究グループと科学協力を開始しました。この部門はリチウムイオン電池セルの寿命を延ばすことに特化しており、その目標は、ほとんど電力損失を与えずに電池の走行距離を最大化することです。

テスラモデル S のバッテリーと車自体には 8 年間の保証があり、2014 年以降は走行距離の制限がないことに注意してください。その後、テスラの CEO イーロン・マスクはこの決定を次のように説明しました。「電気モーターは可動部品が少なく、内燃機関よりもはるかに信頼性が高いと本当に信じているのであれば、当社の保証ポリシーはこれを反映する必要があります。」

テスラのバッテリーは、電気自動車の分野における同社の画期的な進歩のおかげで世界中で知られています。このアイデアは新しいものではなく、大手自動車会社によって長年にわたって習得されてきました。しかし、アメリカのデザイナーは、消費者の利益を考慮して、この領域を最適化することができました。これは、従来の内燃エンジンを完全に置き換えることを目的とした革新的なエネルギー供給システムによって、大幅に可能になりました。このドライブの特徴と種類を見てみましょう。

応用

根本的に新しいタイプのリチウムイオン電池の開発は、電気自動車の性能を向上させるという目標によって推進されています。この点において、テスラ S モデルの基本ラインは、車両に革新的な動力源を提供することに重点を置いています。リチウムイオン電池の特徴は、内燃機関と電池からの交流エネルギー供給が可能な複合動作モードの導入である。同時に、同社のエンジニアは、通常の種類の燃料に完全に依存しない機械の開発を続けています。

エンジニアは自動車輸送用の電源の作成だけに限定されているわけではないことは注目に値します。テスラバッテリーのいくつかのバージョンが家庭用および商業用にすでにリリースされています。電気自動車のオプションが走行装置と車載電子機器の動作を維持することを目的としている場合、定置式ストレージの改造は自律型電力源として位置付けられます。これらの要素の機能により、家電製品の保守に使用できます。さらに、太陽エネルギー貯蔵に関する研究も進行中です。この作品はまだ開発段階にあります。

デバイス

テスラバッテリーは、独自の構造と活性成分の配置方法を備えています。アナログとの主な違いは、リチウムイオン構成です。同様の要素がモバイル機器や電動工具の設計にも使用されています。これらはテスラのエンジニアによって最初に車のバッテリーとして使用されました。ユニット全体は 74 個のコンパートメントに分かれており、単三電池のように見えます。バッテリー構成に応じて、6 ～ 16 個のセグメントが含まれます。正電荷はグラファイト電極から供給され、負電荷はニッケル、コバルト、酸化アルミニウムなどのいくつかの化学成分によって供給されます。

テスラのバッテリーは車両の底部に固定することで車両に組み込まれます。この配置により、電気自動車の重心がより低くなり、ハンドリングが向上します。留め具には特別なブラケットが使用されます。現在、そのようなソリューションはあまりないため、この部分は従来のバッテリーと比較されることがよくあります。

重要な点は安全性と設置方法に関するものです。第一の要素は、バッテリーが搭載される耐久性の高いハウジングによって保証されます。さらに、各ブロックには金属板の形のフェンスが装備されています。この場合、内部全体が絶縁されるのではなく、各要素が個別に絶縁されます。水の浸入を防ぐプラスチックの裏地があることにも注意してください。

コンバータ。
高圧配線。
基本的な充電デバイス。
追加の「充電」。
コネクタ
モジュール。

テスラバッテリーの特徴

電気自動車用の最も強力なバッテリーバリエーションは、7104 個の小型バッテリーで構成されています。指定された要素のパラメータは次のとおりです。

長さ/厚さ/幅 – 2100/150/1500 mm。
電圧インジケーターは 3.6 V です。
1 つのセクションで生成される電力の量は、パソコン 100 台分の電位に相当します。
テスラのバッテリーの重量は540kgです。
85 kW/h の出力を持つ平均的なセルの 1 回の充電での走行時間は約 400 km です。
最高速度100km/h – 4.4秒。

示された特性を考慮すると、高性能はアクティブ部品の激しい摩耗を意味するため、これらの構造がどれほど耐久性があるかについて当然の疑問が生じます。メーカーはその製品に対して 8 年間の保証を提供していることに注意してください。おそらく、問題のバッテリーの耐用年数は同じでしょう。

今のところ、電気自動車の所有者はこの事実を肯定も否定もできません。さらに、バッテリー電力パラメーターは適度な損失によって特徴付けられることを示す研究結果もあります。平均すると、この数字は 80,000 キロメートルあたり約 5% になります。新しいモデルがリリースされるにつれて、特定の車両の所有者がバッテリー収納部の問題について苦情を言う可能性がますます減少していることを示す他の事実もあります。

テスラのバッテリー容量 (モデル S)

生産の発展を考慮して電池の静電容量特性を評価する必要があります。ラインの改善を通じて、この数値は 60 kW/h から 105 kW/h まで変化しました。公式情報によると、最大バッテリー容量は約100kWhです。オーナーの証言が示すように、実際のパラメータはわずかに低くなります。たとえば、85 kW のテスラバッテリーは、実際には 77 kW しか発電しません。

歴史には、過剰な量を裏付ける反例も示されています。 100キロワットのバッテリーに約102キロワットの容量が与えられた例が知られています。時々、有効栄養成分の定義に矛盾が発見されることがあります。ほとんどの場合、ブロックセルの数の推定値に不一致が観察されます。これは、バッテリーが常に最新化され、革新的な要素を備えて改良されているという事実によるものです。

この製造会社は、毎年更新される改良により、電子部品、冷却システム、アーキテクチャが変化していると主張しています。デザイナーの最終的な目標は、製品の最高の品質特性を達成することです。

パワーウォールのバージョン

前述したように、同社はテスラ車用バッテリーの製造と並行して、家庭用エネルギー貯蔵装置も製造しています。最も生産的で最近の改良点の 1 つは、パワーウォールのリチウムイオンバージョンです。エネルギーを定常源として生成するように設計されているか、自律発電機のようなバックアップ構造として動作します。このモデルは、容量が異なり、特定のエネルギータスクを実行するために役立ついくつかのバリエーションで提示されます。最も人気のあるバージョンは 7 kW/h ユニットと 10 kW/h ユニットです。

動作パラメータに関しては、パワーウォールの出力は3.3 kW、動作電圧は350〜450ワット、電流は9 Aであることがわかります。構造の重量は100キログラムであるため、その可動性について話します。ただし、オプションとして、たとえば夏の別荘の場合、ブロックは非常に適しています。設計者は本体部分の機械的保護に細心の注意を払っているため、ユニットは問題なく輸送されます。特定の欠点としては、ドライブの改造に応じて、バッテリーの充電時間が長い (12 ～ 18 時間) ことが挙げられます。

モデル「パワーパック」

このシステムは以前のバージョンをベースにしていますが、商用目的に重点を置いています。これは、このテスラのバッテリーが企業のサービスに使用されていることを意味します。これは拡張性があり、ターゲットサイトでのシステムパフォーマンスの向上を実現するエネルギー貯蔵デバイスです。なお、バッテリー容量は100kWであり、表示容量は最大値ではありません。エンジニアは、500 kW から 10 MW までの値を取得できる、複数の設備を集約するための柔軟な設計を提供しました。

単体改造も運用品質の向上を図っています。第 2 世代の商用電池の登場に関する公式情報はすでに入手されており、その出力パラメータは 200 kW、効率は 99% に近かった。指定された蓄電装置は技術指標が異なります。容積を拡張するために、開発者は可逆インバータを使用しました。

この革新により、システムのパワーとパフォーマンスを同時に向上させることが可能になりました。同社は、パワーパックセルを開発し、ソーラールーフなどの追加の太陽光発電コンポーネントの設計に導入する予定です。このアプローチにより、特別な高速道路ではなく、連続モードでの自由な太陽の流れを通じてバッテリーの潜在エネルギーを更新することができます。

生産能力

メーカー自身によると、革新的なバッテリーはテスラ自身のギガファクトリーで製造されています。組み立て手順は、パナソニック（ブロックセグメントの部品供給）の代表者の参加を得て組織されました。指定された企業は、第 3 世代モデル電気自動車を対象とした最新の電源システム設計を製造しています。

最大生産サイクルで生産される製品の総数は最大35GWhになると想定されています。表示された容量は、世界で生産されているバッテリーのすべてのパラメータの半分であることを強調する価値があります。現在のメンテナンスは6.5千人のチームによって行われています。将来的にはさらに2万人の雇用を創出する計画だ。

機能の中には、バッテリーのハッキングに対する高度な保護があります。これにより、市場が偽造品で満たされる可能性のあるリスクが排除されます。さらに、生産手順自体にも高精度ロボット技術が関与しています。現時点では、テスラレベルの企業だけが技術的な生産のニュアンスをすべて表示できることは疑いの余地がありません。関心のある組織のほとんどは、独自の開発を集中的に行っているため、盗作の必要はありません。

価格政策

テスラバッテリーのコストも、より安価な生産技術や、性能パラメータが向上した最新のコンポーネントのリリースにより常に変動します。 2～3年前、問題の記憶装置は約4万5000ドル（約300万ルーブル）で販売されていた。現在、ブロックの価格は約5,000ドル（33万ルーブル）です。

家庭用パワーウォール構成の類似品のコストはほぼ同じです。最も高価なバージョンには市販のバッテリーが含まれています。たとえば、このデバイスの第 1 世代は 20 ～ 25,000 ドル (約 1,327,000 ～ 1,650,000 ルーブル) で購入できます。

競合する変更

テスラはリチウムイオン電池の生産における独占企業ではありません。他のブランドは市場であまり知られていないという事実にもかかわらず、それらのパラメータは非常に競争力があります。人気のある代表者の中には次のようなものがあります。

韓国企業 LG は、テスラの PowerWall (6.5 kW/h システムの価格は約 4,000 ドルまたは 265,000 ルーブル) の類似品である Chem Resu ドライブを製造しています。
Sunverge の製品の出力範囲は 6 ～ 23 kW/h で、充電を監視してソーラーパネルに接続する機能が特徴です (価格は 10 ～ 20,000 ドルまたは 665,000 ～ 1,327,000 ルーブル)。
ElectrIQ 社は、容量 10 kW/h の家庭用蓄電池を販売しています (インバーターと合わせた製品の価格は 13,000 ドルまたは 865,000 ルーブルになります)。
自動車の競合企業の中では、日産やメルセデスなどの企業が目立ちます。

最初の自動車大手は、一連の XStorage タイプのバッテリー (動作容量 - 4.2 kW/h) を生産しています。この改良には、乗用車製造の国際基準に完全に準拠した高レベルの環境安全性が含まれています。メルセデスは 2.5 kW/h のコンパクトバージョンを生産しています。同時に、これらを組み合わせて、20 kW/h の容量を持つより大きな生産システムを構築することもできます。

特徴

テスラの電気自動車用バッテリーとその家庭用類似品は、一般消費者にとってあまり入手しやすいものではありません。 Power Wall システムでは、コンポーネントが安価になるため、状況は多少変わります。しかし、ソーラーパネルのブロックを集約するというアイデアは、コストが高いため、まだうまく実装できていません。フリーエネルギー源を蓄積できる可能性は消費者にとって有益であることは間違いありませんが、そのような構造物を購入することは、ほとんどの関心のあるユーザーの手段を超えています。

この話は他の代替ドライブでも同様で、その動作原理と使用方法には多くの利点がありますが、ハイテク機器やデバイスの使用が必要です。

結論

電気自動車用バッテリー市場では、テスラは議論の余地のないリーダーです。これは主に、環境に優しい輸送手段の製造における革新的な機器の使用によるものです。同時に、大手企業のエンジニアはある障害に直面しています。たとえば、リチウムイオン電池を搭載したモデル S シリーズは、電源素子の火災に対する保護が不十分であると批判されています。

ただし、デザイナーは常にモデルを改善し、批判を建設的に受け止めます。たとえば、電気自動車の歴史の中で唯一のバッテリー火災の後、彼らは中空アルミニウムビーム（路面上の障害物から保護するため）、プレスアルミニウムシールド、チタンプレートの設置を開始しました。この改善の前に車を購入した人は全員、ガソリンスタンドで無料で整備してもらえると申し出られました。

バッテリー構成を一部見直しました テスラモデルS容量は85kW*hです。バッテリーの主要素は同社のリチウムイオンバッテリーセルであることを思い出してください。 パナソニック、3400mAh、3.7V。

パナソニックセル、サイズ 18650

図は典型的なセルを示しています。実際には、テスラセルはわずかに変更されています。

セルデータ平行に接続します 74個のグループ。並列接続の場合、グループの電圧は各素子の電圧（4.2V）に等しく、グループの容量は各素子の容量の合計（250Ah）に等しくなります。

さらに遠く 6つのグループ接続する モジュールにシリアルで。この場合、モジュール電圧はグループ電圧を合計し、約 25 V (4.2 V * 6 グループ) になります。容量は250Ahのままです。ついに、 モジュールは直列に接続されてバッテリーを形成します。合計で、バッテリーには 16 個のモジュール (合計 96 グループ) が含まれています。すべてのモジュールの電圧が合計され、最終的には 400 V (16 モジュール * 25 V) になります。

このバッテリーの負荷は、最大出力 310 kW の非同期電気ドライブです。 P=U*I であるため、電圧 400 V の公称モードでは、電流 I=P/U=310000/400=775 A が回路に流れます。一見すると、これは異常な電流であるように思えるかもしれません。そんな「バッテリー」。ただし、並列接続では、キルヒホッフの第一法則に従って、I=I1+I2+...In (n は並列分岐の数) であることを忘れないでください。この場合、n=74 です。 グループ内ではセルの内部抵抗が条件付きで等しいとみなされるため、セル内の電流は同じになります。したがって、電流はセルを直接流れます。 In=I/n=775/74=10.5A.

多いですか、それとも少ないですか？良いか悪いか？これらの疑問に答えるために、リチウムイオン電池の放電特性に目を向けてみましょう。アメリカの職人たちはバッテリーを分解し、一連のテストを実施した。特に、この図は、実際のセルから取得した、セルの放電中の電圧オシログラムを示しています。 テスラモデルS、電流: 1A、3A、10A。

10 A 曲線のスパイクは、負荷を手動で 3 A に切り替えたためです。実験の著者は別の問題を並行して解決しました。これについては触れません。

図からわかるように、10 A の放電電流はセル電圧要件を完全に満たします。このモードは 3C 曲線に沿った放電に対応します。エンジン出力が最大の場合という最も重要なケースを取り上げたことに注意してください。実際には、最適なギア比を備えたデュアルモータードライブの使用を考慮すると、車は 2...4 A (1C) の放電で動作します。上り坂を高速で走行するとき、非常に急加速した瞬間にのみ、セル電流が 12...14 A のピークに達することがあります。

これには他にどのような利点がありますか? 直流の場合、所定の負荷に対して、銅導体の断面積は 2 mm2 として選択できます。 テスラモーターズここでは一石二鳥です。すべての接続導体はヒューズとしても機能します。したがって、高価な保護システムを使用したり、ヒューズを追加で使用したりする必要はありません。過電流が発生した場合、断面積が小さいため接続導体自体が溶融し、緊急事態を防ぎます。これについてはさらに詳しく書きました。

図では、507 個の導体は同じコネクタです。

最後に、現代人の心を悩ませ、論争の波を引き起こしている最後の質問について考えてみましょう。 テスラはなぜリチウムイオン電池を使用するのですか?

特にこの問題に関して、私の主観的な意見を述べることを今すぐ予約させていただきます。彼に同意する必要はありません）

さまざまな種類のバッテリーを比較分析してみましょう。

明らかに、リチウムイオン電池は現在最高の比性能を持っています。残念ながら、エネルギー密度と重量/サイズ比の点で最高のバッテリーはまだ大量生産されていません。だからこそ、 テスラ最大500kmのパワーリザーブを提供する、このようなバランスの取れたバッテリーを作成することが可能でした。

私の考えでは、2 番目の理由はマーケティングです。それでも、このようなセルのリソースは平均して約 500 回の充放電サイクルです。これは、車を積極的に使用する場合、最長 2 年でバッテリーを交換する必要があることを意味します。しかし、会社は本当に。

テスラは主に電気自動車の分野での画期的な進歩で知られています。環境に優しい輸送の概念は、最大手の自動車大手によって長い間習得されてきましたが、アメリカの技術者は、そのアイデアを消費者の真の利益に最も近づけることに成功しました。これは、従来の内燃機関を完全に置き換えることが想定されていたエネルギー供給システムによって大幅に促進されました。そして、テスラモデル S 電気自動車用バッテリーのラインアップは、このセグメントの開発における新たな段階をマークしました。

バッテリーの用途

根本的に新しいバッテリーの開発の主な動機は、電気自動車の性能品質を向上させるという課題によって引き起こされました。したがって、基本路線は革新的なエネルギー供給システムを備えた輸送を提供することに重点を置いています。特に、主力リチウムイオン電池バージョンは Tesla Model S モデルに使用されています。それらの特徴は、バッテリー動作のいわゆるハイブリッド原理を排除していることです。この原理では、機械はバッテリーパックと内燃エンジンから交互に電力を供給することができます。同社は、電気自動車のエネルギー供給を従来の燃料から完全に独立させることに努めています。

ただし、開発者は車両の電源システムに限定されるわけではありません。現在までに、家庭用および商業用の定置用電池を使用したいくつかのシリーズが形成されています。そして、自動車用のテスラバッテリーが駆動機構と車載電子機器の機能をサポートすることに重点を置いている場合、エネルギー貯蔵バッテリーモデルは普遍的で自律的なエネルギー供給源と考えることができます。これらの要素の可能性は、たとえば家電製品のサービスに十分です。太陽エネルギー蓄積の概念も開発されていますが、今のところ、そのようなシステムが広範囲に普及するという話はありません。

バッテリー装置

電池は特殊な構造と能動素子の配置構成を持っています。まず、電源はリチウムイオンベースです。このような要素は長い間モバイル機器や電動工具として使用されてきましたが、それらの車両に電力を供給するという課題は、テスラバッテリーの開発者によって初めて発見されました。この車には、単三電池に似た 74 個の部品からなるユニットが使用されています。ブロック全体はいくつかのセグメント (バージョンに応じて 6 ～ 16) に分割されます。グラファイトは正極として機能し、酸化アルミニウム、コバルト、ニッケルなどの化学充填剤のグループ全体が負の電荷を与えます。

車両構造への組み込みに関しては、バッテリーパックは車体下部に取り付けられます。ちなみに、電気自動車の重心が低くなり、その結果最適なハンドリングが得られるのはこの配置です。完全なブラケットを使用して直接固定が行われます。

現在、そのようなソリューションの類似品はわずかしかないため、最初に思い浮かぶのは、テスラのバッテリーと従来のバッテリーを比較することでしょう。この意味で、少なくともこの配置方法の安全性について論理的に疑問が生じます。保護を提供するという課題は、テスラバッテリーを収容する高強度ハウジングによって解決されます。各ブロックのデザインでは、周囲を囲む金属プレートの存在も考慮されています。さらに、分離されているのは内部コンパートメント自体ではなく、各セグメントが個別に分離されています。これに、水がボディの下に浸透するのを防ぐために特別に設計されたプラスチックライニングの存在を追加する価値があります。

仕様

テスラ電気自動車のバッテリーの最も強力なバージョンには、約 7104 個のミニバッテリーが含まれており、長さ 210 cm、厚さ 15 cm、幅 150 cm です。ユニットの電圧は 3.6 V です。比較のために、1 つのバッテリーセクションによって生成されるエネルギー量は、数百台のラップトップコンピューターのバッテリーによって生成される電位に相当します。しかし、テスラのバッテリーの重量は非常に印象的で、約540kgです。

これらの特性は電気自動車に何を与えるのでしょうか? 専門家によると、85kWh（メーカーの製品ラインの平均）容量のバッテリーを使用すると、1回の充電で約400kmの走行が可能になります。もう一度比較しますが、少し前まで「グリーン」セグメントの最大手の自動車メーカーは、充電せずにカバーできる走行距離 250 ～ 300 km の指標を求めて争っていました。スピードダイナミクスも印象的で、わずか 4.4 秒で時速 100 km に達します。

もちろん、そのような特性では、高性能はアクティブ要素の対応する摩耗率を意味するため、バッテリーの耐久性の問題が生じます。メーカーがバッテリーに8年間の保証を提供していることにすぐに注意してください。テスラのバッテリーの実際の耐用年数も同様になる可能性が高いが、今のところ電気自動車の最初の所有者でさえこの指標を肯定も否定もできていない。

一方で、バッテリー電力が中程度に低下することを報告する研究もあります。平均して、ブロックは 80,000 km ごとに潜在的な容量の 5% を失います。新しい改良版がリリースされるにつれて、バッテリーパックの問題によるテスラ電気自動車のユーザーからのリクエストの数が減少していることを示す別の指標があります。

バッテリー容量

バッテリーの容量インジケーターの評価では、すべてが明らかになるわけではありません。ラインが発展するにつれて、最も顕著なバージョンを取り上げると、この特性は 60 kWh から 105 kWh に増加しました。したがって、公式データによると、テスラバッテリーのピーク容量は現在約100kWhです。しかし、そのような機器を備えた電気自動車の最初の所有者をチェックした結果に基づいて、たとえば、85 kWhの改造は実際には77 kWhの容量があることが判明しました。

逆に、過剰な量が検出される例もあります。したがって、100 kWh のバッテリーモデルは、詳細に検討した結果、102.4 kWh の容量があることが判明しました。アクティブなバッテリーの数を決定する際の矛盾も明らかになりました。特に、バッテリーセルの数の見積もりには誤差があります。専門家らは、これはテスラのバッテリーが常に最新化され、新しい改良や修正が組み込まれているためだと考えています。同社自身は、ユニットの新しいバージョンでは毎年アーキテクチャ、電子部品、冷却システムが変更されていると述べています。しかし、いずれの場合も、エンジニアの活動は製品のパフォーマンスを向上させることを目的としています。

PowerWallの改造

すでに述べたように、テスラは自動車用バッテリーの製品群と並行して、家庭のニーズを対象としたエネルギー貯蔵デバイスのセグメントも開発しています。このセグメントにおける最新かつ最も輝かしい開発の 1 つは、リチウムイオン PowerWall ユニットでもあります。特定のエネルギータスクをカバーするための常時エネルギー源として、また自律発電機の機能を備えたバックアップユニットとして使用できます。この Tesla バッテリーには、容量の異なるさまざまなバージョンが用意されています。したがって、最も人気のあるモデルは 7 kWh と 10 kWh です。

性能に関しては、電圧 350 ～ 450 V、電流 9 A で潜在的な電力は 3.3 kW です。ユニットの質量は 100 kg であるため、バッテリーの移動性を忘れることができます。ただし、シーズン中に田舎のブロックを使用する可能性を軽視すべきではありません。開発者はケースの物理的保護に特別な注意を払っているため、輸送中にバッテリーが損傷することを心配する必要はありません。この Tesla 製品の新規ユーザーを動揺させる唯一の点は、バッテリーの充電時間です。ドライブのバージョンに応じて、約 10 ～ 18 時間かかります。

パワーパックの変更

このシステムは PowerWall 要素に基づいていますが、企業にサービスを提供することを目的としています。つまり、拡張可能でターゲットオブジェクトの高性能を提供できるエネルギー貯蔵デバイスの商用バージョンについて話しているのです。バッテリー容量は 100 kW であると言えば十分ですが、この容量は最大値ではありません。開発者は、500 kW から 10 MW までの電力を供給できる、複数のユニットを組み合わせる柔軟なシステムを提供しました。

さらに、単一の PowerPack バッテリの性能も向上しています。少し前に、商用テスラ電池の第 2 世代が登場すると発表されましたが、その出力特性はすでに 200 kW に達し、効率は 99% でした。このエネルギー貯蔵量は、その技術的特性が異なります。

容積を拡張する可能性を確保するために、エンジニアは新しい可逆インバーターを使用しました。この革新のおかげで、ユニットのパワーとパフォーマンスの両方が向上しました。同社は近い将来、ソーラールーフ補助太陽電池の構造にPowerPackセルを導入するコンセプトを提案する予定だ。これにより、主電源線を介さずに、連続モードで無料の太陽エネルギーを通じてバッテリーの潜在エネルギーを補充することが可能になります。

テスラのバッテリーはどこで作られていますか?

メーカーによると、リチウムイオン電池は自社のギガファクトリーで製造されているとのこと。また、組立工程自体もパナソニックと共同で実施。ちなみに、電池セグメントの部品も日本企業から供給されている。特に、ギガファクトリーは、第 3 世代モデル電気自動車用に設計された最新のパワーユニットシリーズを製造しています。いくつかの計算によると、最大生産サイクルで生産されるバッテリーの総量は年間 35 GWh になるはずです。ちなみに、この体積は、世界で生産される電池の総容量の半分を占めます。このような高い可能性は、企業の 6,500 人の従業員によって提供されますが、将来的にはさらに約 20,000 人の雇用が創出される予定です。

Tesla Model S のバッテリーはハッキングに対する高度な保護機能を備えているため、偽造品が市場に出回るリスクが実質的に最小限に抑えられることに注意してください。さらに、製造プロセス自体にも高精度ロボットユニットが関与します。現在、この技術を再現できるのはテスラと同じレベルの企業だけであることは明らかです。ただし、関心のある企業はこの方向で独自の開発に取り組んでいるため、これは必要ありません。

バッテリーのコスト

テスラバッテリーの価格も、より安価な生産技術や、より高い性能特性を備えた新しいコンポーネントのリリースにより、定期的に変更されます。ほんの数年前、モデル S 電気自動車用のバッテリーは 45,000 ドルで購入できました。現時点では、要素の価格は 3,000 ～ 5,000 ドルです。家庭用の PowerWall デバイスにも同様の価格が適用されます。しかし最も高価なのは市販のテスラバッテリーで、価格は2万5000ドルだ。ただし、これは第一世代バージョンにのみ適用されます。

競合他社の類似品

すでに述べたように、テスラはこの分野の独占企業ではありません。市場には同様のオファーが多数あり、あまり知られていないかもしれませんが、特性の点で非常に競争力があります。したがって、PowerWall システムの代替案が、Chem RESU 要素を開発した韓国企業 LG によって提供されています。 6.5kWhの容量を持つユニットの価格は4,000ドルと推定されています。 6 ～ 23 kWh の範囲のドライブが Sunverge から提供されています。この製品は、充電監視とソーラーパネル接続を備えています。その費用は平均して10,000ドルから20,000ドルです。 ElectrIQ 社は、10 kWh の容量を備えた家庭用エネルギー貯蔵デバイスを提供しています。本体の価格は 13,000 ドルですが、この価格にはインバーターも含まれています。

他の自動車メーカーも革新的な方向性を習得しており、さまざまな改良を施してテスラのバッテリーをさらに厳しく市場に投入しています。このリンクの競合他社の中で、日産とメルセデスが特に注目されています。最初のケースでは、容量 4.2 kWh の XStorage バッテリーのラインが提供されます。これらの要素の特徴には、最新の欧州自動車生産基準の要件を満たす高度な環境安全性が含まれます。一方、メルセデスは 2.5 kWh の小さな要素を生産していますが、それらを組み合わせてより生産性の高いユニットを作ることができ、その出力は 20 kWh に達します。

ついに

メーカーのテスラは、もちろん、革新的なエネルギー供給システムと環境に優しい自動車の開発者として最も人気のある企業です。しかし、この会社はテクノロジーの世界で新たな地平を切り開く一方、深刻な障害にも直面しています。特に、リチウムイオン電池を搭載したテスラモデル S 電気自動車は、電池火災に対する保護の点で安全性が十分ではないと専門家から定期的に批判されています。最新バージョンでは、エンジニアはこの点で大幅な改善を行っています。

電池が大衆消費者に入手できないという問題は依然として残っている。そして、より安価な要素によりこの状況が家庭用ストレージデバイスで変わる場合、ブロックとソーラーパネルを組み合わせるというアイデアは、コストが高いため、市場ではまだ成功しません。フリーエネルギーを蓄積する可能性は、ユーザーにとって最も有望で有益ですが、そのようなシステムを購入することは、ほとんどの、さらには興味のある消費者の能力を超えています。代替エネルギー源の利用が計画されている他の分野にも同様のことが当てはまります。その動作原理には多くの利点がありますが、それらは複雑なハイテク機器によってのみ達成されます。

テスラモーターズは、大量生産されるだけでなく、文字通り毎日使用できる独自の特性を備えた、真に革新的なエコカーの創造者です。今日は、テスラモデル S 電気自動車のバッテリーの内部を調べ、その仕組みを調べ、このバッテリーの成功の魔法を明らかにします。

北米環境保護庁 (EPA) によると、モデル S は 400 km 以上を走行するには 85 kWh のバッテリーを 1 回充電する必要があり、これは専門市場で販売されている同様の自動車の中で最も重要な指標です。電気自動車が時速 100 km まで加速するのに必要な時間はわずか 4.4 秒です。

このモデルの成功の鍵を握るのは、パナソニックがテスラに主要部品を供給するリチウムイオン電池の存在だ。テスラのバッテリーは伝説の産物です。そこで、そのようなバッテリーの所有者の一人は、その完全性を侵害し、内部がどのようになっているかを調べることにしました。ちなみに、このようなバッテリーの価格は45,000ドルです。

バッテリーが底部に配置されているため、テスラは低重心で優れたハンドリングを実現しています。ブラケットを使用して本体に取り付けます。

テスラのバッテリー。整理しましょう

バッテリー収納部は 16 個のブロックで構成されており、これらのブロックは並列に接続されており、金属プレートと水の侵入を防ぐプラスチックの内張りによって環境から保護されています。

完全に分解する前に電圧を測定し、バッテリーの動作状態を確認しました。

バッテリーアセンブリは、部品の高密度かつ精密な取り付けが特徴です。ピッキングプロセス全体は、ロボットを使用した完全な無菌室で行われます。

各ユニットは 74 個の要素で構成されており、外観は単純な単三電池 (パナソニックリチウムイオン電池) に非常に似ており、6 つのグループに分かれています。同時に、それらの配置と動作のレイアウトを見つけることはほとんど不可能です - これは大きな秘密であり、このバッテリーのレプリカを作成するのは非常に困難であることを意味します。テスラモデル S バッテリーの中国製類似品は見られそうにありません。

グラファイトは正極として機能し、ニッケル、コバルト、酸化アルミニウムは負極として機能します。。

利用可能な最も強力なバッテリー (容量は 85 kWh) は、7104 個の同様のバッテリーで構成されています。重さは約540kg、パラメータは長さ210cm、幅150cm、厚さ15cmです。わずか 16 個のユニットで生成されるエネルギー量は、ラップトップのバッテリー 100 個で生成されるエネルギー量に相当します。

テスラはバッテリーを組み立てる際、インド、中国、メキシコなどさまざまな国で生産された部品を使用しているが、最終的な修正とパッケージングは米国で行われている。同社は製品に対して最長 8 年間の保証サービスを提供します。

このようにして、Tesla Model S バッテリーの構成とその動作原理を学びました。ご清聴ありがとうございました！

テスラバッテリーの販売。 テスラのスマートバッテリーの価格 – 本当に儲かるのか?

応用