Самый мощный аккумулятор тесла

Компания Tesla запатентовала аккумулятор-миллионник

Мы знаем, что Теслы-миллионники реальны, но их владельцы хотя бы раз заменяли в машинах тяговый аккумулятор, а кто-то и два раза. Компания хочет довести живучесть батареи до уровня самой машины.

Канадское отделение компании Tesla подало международную патентную заявку на «диоксазолоны и нитрильные сульфиты в качестве добавок к электролиту для литий-ионных аккумуляторов». Это один из результатов исследовательского проекта, проводимого Теслой вместе с Джеффом Даном и его коллегами в Университете Далхаузи (Канада). Дан построил опытную литиево-ионную ячейку с «монокристаллическим катодом NMC следующего поколения и новым усовершенствованным электролитом», которая в недрах батареи могла бы работать на протяжении миллиона миль. На её компоненты Tesla подала уже ряд заявок.

Химия батарей NMC подразумевает катод, содержащий соединения никеля, марганца и кобальта. Многие автопроизводители применяют ячейки NMC с разными вариациями состава. У Теслы (именно в электрокарах) пока в ходу катоды другого вида — NCA (никель, кобальт, алюминий). По неофициальным данным, ячейки NMC будут использоваться в Теслах Model 3 для рынка Китая, сообщает издание Electrek. Сами машины и батареи для них будут локализованы на заводе Gigafactory 3 в Шанхае.

Новые добавки к электролиту, увеличивающие срок службы литиевого аккумулятора, по данным Теслы, не слишком дороги и могут являться выгодной альтернативой иным ингредиентам, которые производители аккумуляторных ячеек уже применяют или пробуют использовать в целях повышения долговечности. Не вполне ясно, успеет ли Тесла и её партнёры превратить данную патентную «химию» в массовую технологию в новом году. Так или иначе, но именно на 2020-й Маск анонсировал появление аккумулятора, рассчитанного на миллион миль срока службы.

Источник

Tesla в полтора раза увеличит емкость самого мощного в мире литий-ионного аккумулятора

В первой половине 2020 г. Tesla Inc. планирует увеличить мощность крупнейшей в мире литий-ионной аккумуляторной батареи Hornsdale Power Reserve, также известной как «Большая батарея Тесла», со 100 до 150 МВт. Емкость аккумулятора пропорционально вырастет до 193,5 МВт ч. Это должно повысить стабильность энергосети в Южной Австралии, где расположен аккумулятор, сообщила во вторник французская компания Neoen, которой принадлежит батарея.

Стоимость проекта составит 71 млн австралийских долларов (сумма эквивалентна $42,3 млн). Из них 3 млн австралийских долларов выделит правительство штата, еще 8 млн австралийских долларов – Австралийское агентство по возобновляемым источникам энергии. Каким образом будет профинансирована остальная часть проекта, Neoen не сообщила.

Кроме рекордной емкости «Большая батарея Тесла» известна тем, что была построена «на спор». Аккумулятор был собран в Джеймстауне в 2017 г., после того как сильнейший за последние 50 лет ураган повредил объекты инфраструктуры и оставил без электричества около 1,7 млн человек. Генеральный директор Tesla Илон Маск заявил тогда, что его компания готова решить проблему, построив супераккумулятор за три месяца, а если не уложится в срок, строительство не будет стоить Австралии ни цента. В итоге станцию построили за два месяца и $66 млн, и сейчас она подключена к ветряной электростанции Hornsdale, построенной Neoen.

150 МВт

составит мощность крупнейшей в мире литий-ионной аккумуляторной батареи Hornsdale Power Reserve

При полной зарядке аккумулятор может обеспечивать электричеством до 30 000 домов в течение часа. В отсутствие форс-мажора она используется для стабилизации энергосистемы и позволяет выравнивать стоимость электроэнергии между суточными пиками и падением потребления. За год использования батарея позволила потребителям сэкономить суммарно более 50 млн австралийских долларов, говорится в сообщении Neoen.

Развитие систем накопления электроэнергии связано с ростом генерации, основанной на нестабильных источниках – солнце и ветре, говорит руководитель направления «Электроэнергетика» центра энергетики московской школы управления «Сколково» Алексей Хохлов. «По оценкам Bloomberg New Energy Finance, установленная мощность накопителей в мире вырастет с 9 ГВт в 2018 г. до 1095 ГВт в 2040 г. За это время в отрасль будет вложено $662 млрд», – приводит данные Хохлов. Международное энергетическое агентство прогнозирует, что мощность промышленных накопителей к 2040 г. составит 330–550 ГВт. «Стоимость хранения при этом будет снижаться – ожидается, что цены на литий-ионные батареи к 2030 г. упадут вдвое по сравнению с 2018 г.», – говорит Хохлов. В перспективе 10 лет накопители могут стать экономически эффективнее, чем газотурбинные установки, которые сейчас используются для балансировки энергосистем, говорит эксперт.

Пока 95% всех накопителей в мире – гидроаккумулирующие электростанции, но это технически сложные и дорогие сооружения, говорит консультант Vygon Consulting Максим Баранов. В то же время в мире развиваются альтернативные технологии, рассказывает эксперт: в 2017 г. в США была введена литий-ионная батарея емкостью 120 МВт ч, в 2019 г. в Абу-Даби 15 систем хранения на натрий-серных аккумуляторах объединили в один «виртуальный накопитель» емкостью 648 Мвт ч. При этом литий-ионные батареи ежегодно дешевеют на 5–10%, сейчас они продаются по $450–550 за 1 кВт ч.

В России стимулом для развития технологий накопления энергии также может стать ввод новых зеленых мощностей, считает Хохлов.

Источник

Tesla представила батарею повышенной мощности (на самом деле нет)

Событие, которое было два раза перенесено и которое обещало перевернуть мир литийсодержащих аккумуляторов, свершилось — Илон Маск представил новые батареи для будущих электромобилей. Новые аккумуляторные ячейки стали в 6 раз мощнее и в 5 раз ёмче. Но рано радоваться. Без подтасовки не обошлось.

Аккумуляторная ячейка Tesla 4680 (Tesla)

Фактически ёмкость новых литийсодержащих аккумуляторных ячеек Tesla выросла за счёт увеличения объёма ячейки. В компании представили новый увеличенный формфактор аккумулятора, который назвали 4680 (46 мм в диаметре и 80 мм высотой). По сравнению с аккумуляторной ячейкой 2170, которая до этого использовалась и будет использоваться дальше в блоках тяговых аккумуляторов электромобилей Tesla, физический объём элемента 4680 в шесть раз больше.

Нетрудно заметить, что ёмкость в пересчёте на объём элемента даже стала меньше — она увеличилась только в пять раз. Однако это даст небольшой выигрыш в составе блока батарей, что увеличит дальность пробега на одном заряде примерно на 16 %.

Отметим, что переход на новый формфактор был сопряжён с преодолением ряда технических проблем. Например, задачу по эффективному отводу тепла от элемента решили путём отказа от медного вкладыша и переходом к теплорассеивающей медной прокладке по диаметру элемента.

Новый элемент использует новый теплорассеивающий вкладыш (на фото справа)

Новый формфактор также приведёт к снижению стоимости хранения киловатт-часа примерно на 14 %. Ожидается, что паритет между бензиновыми автомобилями и электромобилями с точки зрения затрат на «топливо» произойдёт тогда, когда стоимость блока батарей за каждый киловатт-час снизится до $100. По данным консалтинговой компании Cairn Energy Research Advisors, аккумуляторные батареи Tesla в 2019 году стоили $156 долларов за киловатт-час. К сожалению, обещанные 14 % экономии проблемы не решают.

Другими путями снижения стоимости аккумуляторных батарей в компании Tesla считают отказ от кобальта (полный или почти полный) и переход на никель с решением вопросов переработки аккумуляторов на собственных мощностях. Батареи 4680 откажутся от кобальта в своём составе и станут использовать никель. Маск заявил, что уже призвал горнодобывающие компании обеспечить наращивание поставок никеля. Российский «Норильский никель», кстати, якобы исключён из списка поставщиков по просьбе местных экоактивистов. В немилость он попал по причине нанесения урона окружающей среде в местах добычи.

В перспективе производством элементов 4680 будут заниматься множество заводов во всём мире. По словам Маска, через три года выпуск аккумуляторов компании будет увеличен в 85 раз с нынешних 35 ГВт·ч до 3000 ГВт·ч. Производство элементов 4680 Tesla обещает начать ближе к концу следующего года на своём заводе в США во Фремонте, штат Калифорния, с запланированной мощностью 10 ГВт·ч. Но к полномасштабному выпуску новых элементов компания приступит не раньше, чем через три года.

Примечательно, что выпуском новых катодов (электродов для элементов) будет заниматься свой собственный завод Tesla. О планах его строительства Маск заявил во время анонса новых батарей. Однако пока ничего конкретного на этот счёт не сообщается. Информация будет обнародована позже.

В то же время известие о весьма нескором выпуске новых аккумуляторов обрушило капитализацию Tesla на $50 млрд. От компании ждали совсем другого. Ранее Маск и другие где прямо, а где намёками обещали революцию в батареях намного раньше — не позднее 2021 года. Теперь же придётся ориентироваться на 2023, а то и 2024 год. Мы регулярно сталкиваемся с так называемыми «бумажными» анонсами, но ждать три года или около того — это перебор. И можно ли назвать революцией увеличение физических объёмов батареи? Нет, нельзя, а эволюцией — пожалуйста. Но к катоду без кобальта мы ещё присмотримся.

Источник

Батарея Tesla S & X

Автомобили Tesla приводятся в действие исключительно от электричества, хранящимся в батареях.

С начала производства Тесла на свои электрокары модельного ряда Model S, а позже и на Model X устанавливала батареи емкостью от 40 до 100 кВтч, каждая из которых состоит из 8, 12 или 16 секций.

Каждая секция представляет собой соединенные между собой небольших “пальчиковых” аккумуляторов Panasonic, немного превышающих в размерах стандартные аккумуляторы AA. Цилиндрические аккумуляторы Tesla имеют диаметр 18 мм и высоту 65 мм. Стоит так же отметить, что их преимущество заключается в долговечности, надежности и производительности в суровых автомобильных условиях.

1 – Аккумуляторная батарея; 2 – Преобразователь напряжения (DC/DC); 3 – Высоковольтный кабель (оранжевого цвета); 4 – Главное бортовое зарядное устройство 10 кВт; 5 – Дополнительное зарядное устройство 10 кВт (опция); 6 – Зарядный разъем; 7 – Модуль привода;

Батарея 40 кВтч

40-киловаттная батарея бывает двух типов: 40-киловаттная батарея с 8-ю секциями (сегментами/ячейками) (создана на базе батарейки Toyota RAV4 EV), и 60-киловаттная батарея в которой было 12 ячеек и была запрограммирована на зарядку до 40 киловатт.

Tesla Model S 40 кВтч популярностью не пользовались, поэтому их производство вскоре было завершено.

Батарея 60 кВтч

Батарея 60 кВт состояла из 12 или 16 секций. 12-секционная устанавливалась на Model S40, 16-секционная батарея получила обозначение “NEW” и была кардинально модифицирована.

Батарея 70/75 кВтч

Кроме того, что эта батарея устанавливалась на Model S60 (S60D), она так же устанавливалась на S70 (S70D) и S75 (S75D), но с
расширенными функциями.

Батарея на 60 кВтч для 60-ой модели отличалась отсутствием 77 пальчиковых аккумуляторов, для 70-х Модель S все 16 секций были заполнены аккумуляторами полностью, за счет чего и повышалась общая емкость батареи.

Батарея 85/90 кВтч

Батарея Тесла 85, 90 и 100 кВтч состоит из 16 секций. Каждая ячейка состоит из 444 “пальчиковых” аккумуляторов и имеет свою плата BMS, которая управляет балансировкой всех ячеек.

Самый популярный аккумулятор поставляемый Tesla (85 кВтч), содержит 7104 аккумуляторов 18650.

В 2015 году компания Panasonic изменила конструкцию анода, увеличив емкость аккумулятора примерно на 6%, позволяя аккумуляторным блокам хранить до 90 кВт энергии. В результате чего между 90-киловаттная батареей отличается от 85-киловаттной не по емкости:

• во-первых, емкость аккумулятора Panasonic 18650 в 85-киловаттной батареи имеет вес – 46 грамм, в 90-киловаттной батареи этот же аккумулятор весит 48.5 грамм;
• во-вторых, токоотдача в 85-ой батареи – 10C, в 90-ой – 25C (по этой причине режим Ludicrous доступен только на Тесла с 90 и 100-кВтч батареей, так как технические возможности позволяют дать машине более резвую динамику);

Батарея 100 кВтч

Самая мощная батарея Tesla. Внутренние элементы аккумуляторной батареи были переконфигурированы, чтобы в каждый модуль вмещалось 516 аккумуляторов 18650.

В общей сложности в 100-киловаттной батареи было помещено 8256 аккумуляторов Панасоник, способных хранить чуть более 100 кВтч энергии, и позволяя электрическим автомобилям Тесла проезжать более 500 километров.

Данная батарея имеет токоотдачу 25C и представляет собой “последнее слово техники” в инженерии батарей от компании Тесла.

И даже на этом развитие и усовершенствование не останавливается. Чтобы еще больше повысить эффективность аккумуляторов и снизить затраты, компания Tesla построила крупную фабрику батарей в Спаркс, штат Невада, которая называется Gigafactory 1.

Фабрика производит новую конструкцию аккумулятора под названием 2170. Он имеет диаметр 21 мм и высоту 70 мм, и первоначально использовался в Tesla Powerwall и Powerpack, а также в новом седане Tesla Model 3, который меньше и дешевле от Model S.

Аккумулятор 2170 на 46% больше по объему, чем 18650 и 10-15 % более энергоэффективной, чем 18650.

Рекомендации

Очень важно правильно заряжать батарею, а именно с надлежащим зарядным устройством – оригинальным или от качественного производителя, так как от самодельных зарядных устройств батарея перегревается, плохие контакты и плохое качество тока, в результате чего сильно влияет на емкость и долговечность батареи.

Во время эксплуатации производитель настоятельно не рекомендует подвергать автомобиль непрерывному воздействию температуры выше +60C или ниже -30C более 24 часов

Рекомендовано не допускать полного разряда аккумуляторной батареи. В случае, если автомобиль не эксплуатируется, энергия постепенно расходуется на питание бортовой электроники (ежедневно батарея разряжается в среднем на 1%).

Чтобы предотвратить полный разряд, рекомендовано перевести автомобиль в режим энергосбережения, в котором отключается питание бортовой электроники, что позволит сократить разряд до 4% в месяц. Так же стоит отметить, что в энергосберегающем режиме зарядка 12-вольтового аккумулятора прекращается, что в течение 12 часов приведет его к полному разряду. Поэтому в данном случае потребуется подключение к внешней пусковой аккумуляторной батареи или ее замена.

Но, не стоит забывать, что при активации режима энергосбережения – необходимо подключить автомобиль к источнику питания в течение 2 месяцев, чтобы предотвратить полную разрядку батареи Тесла.

Источник