Daha fazla kapasite, daha fazla güç, daha küçük boyut, daha hafif ağırlık, daha kolay seri üretim ve daha ucuz bileşenlerin kullanımı, EV pillerinin tasarlanmasındaki zorluklardır. Başka bir deyişle, bu maliyet ve performansa indirgenir. Bunu bir dengeleme eylemi olarak düşünün; Ulaşılan kilowatt saatin (kWh) maksimum menzil sağlaması gerekir, ancak makul bir üretim maliyetiyle. Sonuç olarak, genellikle pil paketi açıklamalarının üretim maliyetlerinin yanı sıra 240 ila 280 ABD Doları/kWh arasında değişen rakamlarla birlikte listelendiğini görürsünüz. örneğin üretim sırasında.
Ah, güvenliği de unutmayalım. Birkaç yıl önceki Samsung Galaxy Note 7 fiyaskosunu ve araç yangınlarının EV bataryası eşdeğerini ve Çernobil eşdeğeri erimeleri hatırlayın. Kontrolden çıkmış bir zincirleme reaksiyon felaket senaryosunda, bataryadaki hücreler arasındaki mesafe ve termal kontroller Bir hücrenin diğerini, diğerini vb. tutuşmasını önlemek için yapılan paket, EV bataryası gelişiminin karmaşıklığını artırıyor. Bunlar arasında Tesla'nın bile sorunları var.
Bir EV batarya paketi üç ana parçadan oluşsa da: batarya hücreleri, batarya yönetim sistemi ve bunları bir arada tutan bir tür kutu veya kap, şimdilik sadece bataryalara ve bunların Tesla ile nasıl geliştiğine bakacağız. ama yine de Toyota için bir sorun.
Silindirik 18650 pil, 18 mm çapında, 65 mm uzunluğunda ve yaklaşık 47 gram ağırlığında bir lityum iyon pildir. 3,7 volt nominal voltajda, her bir pil 4,2 volta kadar şarj edebilir ve düşük seviyede deşarj olabilir. 2,5 volt olarak, hücre başına 3500 mAh'a kadar depolar.
Tesla'nın elektrikli araç aküleri, elektrolitik kapasitörlere benzer şekilde, yük yalıtım malzemesiyle ayrılmış, yerden tasarruf etmek ve mümkün olduğu kadar fazla enerji depolamak için silindirlere sıkıca sarılmış uzun anot ve katot tabakalarından oluşur. Bu katot (negatif yüklü) ve anot (pozitif yüklü) tabakaların her birinde, benzer yükleri hücreler arasında bağlamak için tırnaklar bulunur, bu da güçlü bir pil sağlar; isterseniz bir taneye kadar eklerler.
Tıpkı bir kapasitör gibi, anot ve katot tabakaları arasındaki boşluğu azaltarak, dielektrik maddeyi (levhalar arasındaki yukarıdaki yalıtım malzemesi) daha yüksek geçirgenliğe sahip bir maddeyle değiştirerek ve anot ve katot alanını artırarak kapasitansını arttırır. (Güç) Tesla EV pilindeki bir sonraki adım, 18650'den biraz daha büyük bir silindire sahip olan, 21 mm x 70 mm ölçülerinde ve yaklaşık 68 gram ağırlığında olan 2170'tir. 3,7 voltluk nominal voltajda, her pil 4,2 volta kadar şarj edebilir. volt ve 2,5 volt kadar düşük deşarj, hücre başına 4800 mAh'a kadar depolar.
Bununla birlikte, biraz daha büyük bir aküye ihtiyaç duymak yerine çoğunlukla direnç ve ısı ile ilgili bir ödünleşim vardır. 2170 durumunda, anot/katot plakası boyutundaki artış, daha uzun bir şarj yolu ile sonuçlanır, bu da daha fazla direnç, dolayısıyla daha fazla anlamına gelir. enerji aküden ısı olarak kaçıyor ve hızlı şarj gereksinimini engelliyor.
Tesla mühendisleri, daha fazla güce sahip (ancak direnci artırmayan) yeni nesil bir pil oluşturmak için, elektrik yolunu kısaltan ve böylece direncin ürettiği ısı miktarını azaltan, "tablolar" adı verilen tasarıma sahip, önemli ölçüde daha büyük bir pil tasarladı. Bunların çoğu dünyadaki en iyi pil araştırmacılarının kim olabileceğine atfedilebilir.
4680 batarya, daha basit imalat için kiremitli helis formunda tasarlanmış olup paket boyutu 46mm çapında ve 80mm uzunluğundadır. Ağırlığı mevcut değildir ancak diğer voltaj özelliklerinin benzer veya aynı olduğu bildirilmektedir;ancak her bir hücre yaklaşık 9000 mAh kapasiteye sahip ve bu da yeni Tesla düz panel pillerini bu kadar iyi kılıyor. Ayrıca şarj hızı da hızlı talep için hala iyi.
Küçültmek yerine her bir hücrenin boyutunu artırmak, pilin tasarım gereksinimlerine aykırı gibi görünse de, 4680'in 18650 ve 2170 ile karşılaştırıldığında güç kapasitesi ve termal kontrolündeki gelişmeler, 18650 ve 2170 Pil kullanımına kıyasla önemli ölçüde daha az hücreyle sonuçlandı. -elektrikle çalışan eski Tesla modelleri, aynı boyuttaki pil paketi başına daha fazla güce sahipti.
Sayısal açıdan bakıldığında bu, 4.416 "2170" hücreyle aynı alanı doldurmak için yalnızca yaklaşık 960 "4680" hücrenin gerekli olduğu anlamına gelir; ancak kWh başına daha düşük üretim maliyeti ve 4680 pil takımının kullanılması gibi ek avantajlar da gücü önemli ölçüde artırır.
Daha önce de belirtildiği gibi, 4680'in 2170 bataryaya kıyasla 5 kat daha fazla enerji depolama ve 6 kat daha fazla güç sunması bekleniyor; bu da yeni Tesla'nın Kilometre Artışında 82 kWh'den 95 kWh'ye beklenen sürüş artışı anlamına geliyor.
Unutmayın, bunlar yalnızca Tesla pillerinin temelleri, teknolojinin arkasında daha fazlası var. Ancak bu, gelecekteki bir makale için iyi bir başlangıç, çünkü pil paketi güç kullanımını nasıl yöneteceğimizi ve pil paketindeki güvenlik sorunlarını nasıl kontrol edeceğimizi öğreneceğiz. ısı üretimi, güç kaybı ve… tabii ki… EV pilinin yanması riski.
All-Things-Tesla'yı seviyorsanız işte Tesla Cybertruck'un Hot Wheels RC versiyonunu satın alma şansınız.
Timothy Boyer, Cincinnati'deki Torque News'de Tesla ve EV muhabiridir. İlk otomobil restorasyonu konusunda deneyimlidir ve performansı artırmak için düzenli olarak eski araçları onarır ve motorları değiştirir. Tim'i Twitter'da takip edin @TimBoyer Günlük Tesla ve EV haberleri için yazıyor.
Gönderim zamanı: Şubat-21-2022