Тесла время работы аккумулятора

Аккумулятор «Тесла»: устройство, характеристики, применение

Компания «Тесла» известна, в первую очередь, прорывом в области электрокаров. Концепция экологически чистого транспорта давно осваивается крупнейшими автогигантами, но американским инженерам удалось ближе всех довести идею до реальных интересов потребителя. В немалой степени этому способствовали системы энергоснабжения, которые должны были полностью заменить традиционный двигатель внутреннего сгорания. И линейка батарей для электромобиля Tesla Model S ознаменовала собой новый этап развития сегмента.

Применение аккумуляторов

Основные мотивы разработки принципиально новых элементов питания были вызваны задачами увеличения эксплуатационных качеств электрических автомобилей. Поэтому базовая линейка ориентируется на обеспечение транспорта инновационной системой энергоснабжения. В частности, для моделей Tesla Model S применяются флагманские литий-ионные версии аккумуляторов. Их особенностью является исключение так называемого гибридного принципа работы батарей, в котором допускается попеременное питание машины от аккумуляторного блока и ДВС. Компания стремится сделать энергоснабжение электрокаров полностью независимым от традиционного топлива.

Однако системами питания автотранспорта разработчики не ограничиваются. На сегодняшний день сформировалось несколько серий с аккумуляторами, предназначенными для стационарного бытового и коммерческого использования. И если аккумулятор «Тесла» для автомобиля ориентирован на поддержку функциональности ходовых механизмов и бортовой электроники, то модели батарей-накопителей энергии можно рассматривать как универсальные и автономные источники энергоснабжения. Потенциала данных элементов достаточно для обслуживания, к примеру, домашней бытовой техники. Также развивается концепция аккумуляции солнечной энергии, но пока о широком распространении подобных систем речи не идет.

Устройство аккумулятора

Батареи имеют особую структуру и конфигурацию расположения активных элементов. В первую очередь, блоки питания отличаются базированием на литий-ионной основе. Такие элементы давно используются в качестве источника питания мобильных устройств и электроинструмента, но задачу энергоснабжения транспорта для них впервые открыли разработчики аккумулятора «Тесла». Для автомобиля применяется блок, состоящий из 74 компонентов, которые внешне напоминают пальчиковые батареи. Весь блок разделен на несколько сегментов (от 6 до 16 в зависимости от версии). В качестве положительного электрода выступает графит, а отрицательный заряд дает целая группа химических наполнителей, среди которых оксид алюминия, кобальт и никель.

Что касается интеграции в конструкцию автомобиля, то аккумуляторный блок крепится к днищу. К слову, именно такое размещение обеспечивает электрокарам пониженный центр тяжести и, как следствие, оптимальную управляемость. Непосредственно фиксация осуществляется при помощи комплектных кронштейнов.

Поскольку аналогов подобных решений на сегодняшний день единицы, то, в первую очередь, может прийти мысль о сравнении батареи Tesla с традиционными аккумуляторами. И в этом смысле логично возникает вопрос о безопасности, как минимум, такого способа размещения. Задача обеспечения защиты решается высокопрочным корпусом, в который заключен аккумулятор «Тесла». Устройство каждого блока также предусматривает наличие ограждающих металлических пластин. Причем изолируется не сам внутренний отсек, а каждый сегмент по отдельности. К этому стоит добавить и наличие пластиковой накладки, которая специально предназначена для исключения проникновения воды под корпус.

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.

Емкость батареи

С оценкой емкостного показателя аккумуляторов не все однозначно. По мере развития линейки эта характеристика проделала путь от 60 до 105 кВт*ч, если брать наиболее заметные версии. Соответственно, по официальным данным на текущий момент пиковая емкость аккумулятора «Тесла» составляет порядка 100 кВт*ч. Однако по результатам проверки первых владельцев электрокаров с таким оснащением выяснилось, что, к примеру, модификация на 85 кВт*ч фактически располагает объемом 77 кВт*ч.

Есть и обратные примеры, в которых обнаруживается превышение объема. Так, модель батареи на 100 кВт*ч при детальном исследовании оказалась наделенной емкостью в 102,4 кВт*ч. Также выявляются и нестыковки в определении количества активных элементов питания. В частности, имеют место расхождения в оценках количества ячеек батареи. Специалисты связывают это с тем, что аккумулятор «Тесла» постоянно модернизируется, вбирает новые улучшения и доработки. В самой компании отмечают, что ежегодно новые версии блока претерпевают изменения в архитектуре, электронных компонентах и системе охлаждения. Но в каждом случае деятельность инженеров ставит целью улучшение эксплуатационных качеств продукта.

Модификация PowerWall

Как уже говорилось, параллельно с линейкой автомобильных аккумуляторов компания «Тесла» развивает и сегмент накопителей энергии, предназначенных для бытовых нужд. Одной из последних и самых ярких разработок в этом сегменте стал тоже литий-ионный блок PowerWall. Его можно использовать и в качестве постоянного источника энергии для покрытия определенных энергетических задач и как резервный блок с функцией автономного генератора. Данный аккумулятор «Тесла» представлен в разных исполнениях, которые отличаются емкостью. Так, наиболее популярны модели на 7 и 10 кВт*ч .

Что касается эксплуатационных качеств, то мощностный потенциал составляет 3,3 кВт при напряжении 350–450 В и силе тока 9 А. Масса блока – 100 кг, поэтому о мобильности аккумулятора можно забыть. Хотя не стоит отметать возможность применения блока на даче в сезонное время. О повреждениях батареи при транспортировке волноваться не стоит, поскольку разработчики особое внимание уделяют физической защите корпуса. Единственное, что может огорчить новоиспеченного пользователя данной продукции «Тесла» — время зарядки аккумулятора, которое составляет порядка 10-18 ч в зависимости от версии накопителя.

Модификация PowerPack

Данная система базируется на элементах PowerWall, но предназначена для обслуживания предприятий. То есть речь идет о коммерческой версии энергетического накопителя, который поддается масштабированию и способен обеспечивать высокую производительность целевого объекта. Достаточно сказать, что объем батареи составляет 100 кВт, хотя и эта емкость не является максимальной. Разработчики предусмотрели гибкую систему объединения нескольких блоков с возможностью обеспечения от 500 кВт до 10 МВт.

Более того, и одиночные аккумуляторы PowerPack совершенствуются в своих эксплуатационных качествах. Не так давно было заявлено о появлении второго поколения коммерческого аккумулятора «Тесла» характеристики в плане мощности достигли уже 200 кВт, а КПД – 99%. Отличается данный резерв хранения энергии и технологическими свойствами.

Инженеры для обеспечения возможности расширения объема применили новый инвертор реверсивного типа. Благодаря этому новшеству увеличилась и мощность, и производительность блока. В ближайшее время компания планирует предложить и концепцию введения ячеек PowerPack в структуру вспомогательных солнечных элементов Solar Roof. Это даст возможность восполнять энергетический потенциал аккумулятора не через магистральные линии электроснабжения, а за счет бесплатной солнечной энергии в непрерывном режиме.

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.

Стоимость аккумуляторов

Цены на аккумуляторы фирмы «Тесла» также регулярно меняются, что связано с удешевлением технологий производства и выходом все новых компонентов с более высокими эксплуатационными характеристиками. Еще несколько лет назад батарею для электрокара Model S можно было приобрести за 45 000$. На данный момент элементы стоят 3 000-5 000$. Аналогичные ценники распространяются на устройства для домашнего использования PowerWall. А вот самым дорогим является коммерческий аккумулятор «Тесла», цена которого составляет 25 000$. Но и это касается лишь версии первого поколения.

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.

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.

Источник

Автомобиль «Тесла»: запас хода на одной зарядке летом и зимой, время зарядки батареи

Автомобили компании «Тесла» только набирают свою популярность в России, когда в США транспортное средство встречается почти так же часто, как «Жигули» в СНГ. Единственное, что останавливает популяризацию электрокаров в России — это недостаточное количество заправок для зарядки электромобилей. Больше всего заправок находятся в черте Москвы и Санкт-Петербурга. Выезжая за пределы данных городов, можно увидеть, что количество заправок постепенно уменьшается, тогда как в США количество станций для электромобилей практически равно количеству обычных заправок. В статье рассмотрим модельный ряд техники «Тесла» и запас хода этих автомобилей.

О компании

«Тесла» — американская компания, выпускающая электромобили премиум-класса. Была основана в 2003 году. Названа в честь знаменитого физика и электротехника Николы Теслы. На данный момент Илон Маск возглавляет данную компанию.

Фирма обрела наибольшую популярность после выпуска первого поколения «Теслы» модели S, которая поступила в продажу в 2012 году. Автомобиль имел две модификации: одна с мощностью 60 кВт*ч, вторая — 85 кВт*ч. Электродвигатель расположен в задней части автомобиля. В 2015 году была представлена версия с двумя двигателями на каждой оси. После этого каждый автомобиль компании оборудован двумя двигателями. Запас хода «Тесла» S составляет от 442 до 502 километров.

В 2012 году модель S от компании «Тесла» удостоилась награды «Автомобиль года» от знаменитого издания «Мотор Тренд».

Технические особенности модели Х

Технические характеристики модели зависят от комплектации, которых у данного автомобиля три:

• 75D, обозначающая «двойной мотор», имеет два электродвигателя. Цифра 75 обозначает, что емкость аккумулятора составляет 75 кВт*ч.
• 90D также имеет два электродвигателя. Способна разогнаться до 100 км/ч всего за 4.8 секунды. Данный показатель на одну десятую секунды лучше, чем у бензинового внедорожника «Порш-Кайен» GTS.
• P90D оснащена двумя электродвигателями, мощность которых в сумме составляет 772 лошадиные силы. Большая часть мощности находится на задней оси, а именно 503 лошадиные силы. До сотни автомобиль разгоняется всего за 3.8 секунды. Также существует дополнительный пакет, благодаря которому автомобиль разгоняется до 100 км/ч за 3.2 секунды.

«Тесла» модель Х

Модель Х от компании «Тесла» является внедорожником, оснащенным двумя электродвигателями. Большая часть мощности расположена на заднем двигателе по техническим соображениям.

Внешне автомобиль выглядит очень футуристически, напоминая нечто внеземное. Главной особенностью данной модели от компании «Тесла» являются задние двери, которые открываются, как крылья птицы. Данное решение было применено проектировщиками для более удобной посадки и высадки пассажиров второго и третьего ряда. Также это является достоинством при парковке, так как требуется лишь 30 сантиметров свободного пространства по бокам от автомобиля, что существенно меньше, чем у обычных транспортных средств.

По желанию покупатель может приобрести пяти-, шести- и семиместный внедорожник. Также полезной функцией является и третий ряд сидений, который способен сложиться вровень с полом, что увеличивает объем багажного отделения в три раза.

Цены на автомобиль начинаются со 132 тысяч долларов (8 683 000 рублей) за базовую комплектацию и 142 тысячи долларов (9 339 000 рублей) за топовую комплектацию с мощностью двигателя 772 лошадиных сил. В данной комплектации максимальный запас хода «Теслы» модели Х составляет 400 километров, что на 11 километров меньше, чем у комплектации 90D.

Запас хода модели Х

Запас хода автомобиля «Тесла» модели Х зависит от комплектации. У минимальной комплектации данный показатель равен 354 километрам, а у максимальной 411 километрам. Версия P90D имеет запас хода 400 километров, после чего автомобилю потребуется зарядка, которая длится от 4 до 12 часов в зависимости от тока, способа зарядки и штекера.

Отзывы о «Тесле» Х

Главным плюсом является то, что автомобиль не загрязняет окружающую среду. Автомобильный аккумулятор состоит из множества небольших батарей формата 18650. Поэтому после выхода из строя элемента можно найти поврежденный элемент и заменить его, не покупая целую сборку аккумуляторов.

Также немаловажным плюсом является алюминиевый кузов, который не поддается коррозии и весит меньше, чем стальной. Внешний вид автомобиля напоминает многие серийные кроссоверы, но все же имеет свои особенности, например, задние двери-крылья.

Огромный планшет, с помощью которого можно управлять всеми функциями автомобиля, включая навигационную систему, просмотр видео, фильмов, прослушивание треков и многое другое.

Запас хода «Теслы» напрямую зависит от температуры за бортом. Это считается минусом, поскольку встроенные литий-ионные аккумуляторы очень требовательны к температуре и погодным условиям.

Что касается времен года, то здесь также есть свои особенности:

1. Зимой запас хода «Теслы» Х существенно ниже, чем летом, так как аккумуляторы разряжаются быстрее при низкой температуре.
2. Летом же ситуация получше. Запас хода, оглашаемый компанией, основан на температуре, близкой к летней. Запас хода «Теслы» летом является максимальным, но также стоит помнить о циклах перезарядки аккумуляторов, которые существенно влияют на их емкость.

Технические особенности модели S

Базовая комплектация модели S использует охлаждение жидкостью. Автомобиль оснащен электродвигателем переменного тока мощностью 362 лошадиных силы. Автомобиль разгоняется до сотни за 2.7 секунды, что быстрее многих серийных седанов премиум-класса.

Данный автомобиль считается самым бесшумным серийным электрокаром. Самая топовая комплектация стоит 140 тысяч долларов (9 200 000 рублей), базовая стоит в два раза дешевле. Запас хода «Теслы» S топовой комплектации составляет 507 километров, что почти на 100 километров больше, чем у внедорожника этой фирмы.

Модель S: описание

Внешне автомобиль «Тесла» модели S немного напоминает «Форд Мондео». На этом их схожесть заканчивается. Первое, что замечают владельцы бензиновых автомобилей — отсутствие решетки радиатора, так как она попросту здесь не нужна. Передняя оптика выглядит очень свежо, здесь она полностью светодиодная, имеет так называемые реснички сверху и снизу фары. Логотип компании «Тесла» расположен в небольшом проеме между бампером и крышкой капота.

Внешние дверные ручки такие же, как у современных моделей «Лексус» и «Рендж Ровер», а именно, выдвигаются при разблокировке автомобиля с ключа и задвигаются при его блокировке.

Крыша у автомобиля панорамная, внутри салона выглядит очень привлекательно. Благодаря этому света в салоне всегда достаточно. Так как внешне автомобиль особо ничем не примечателен, то стоит поговорить о его салоне.

Внутри автомобиль выглядит достаточно минималистически, за исключением большого сенсорного дисплея. Он одновременно является и бортовым компьютером, и мультимедийным центром, и навигационной системой.

Автомобиль стал популярным благодаря введению не только поддержания полосы, но и полного автопилота. Для его включения есть специальные кнопки на руле. Но просто так оторваться от руля нельзя, так как автомобиль потребует нахождения рук на руле раз в минуту, иначе он аварийно остановится и не будет двигаться до момента переключения с автопилота на ручное управление.

Так как автомобиль является полностью электрическим, то наличие механической коробки передач не имеет смысла. Поэтому автомобиль имеет бесскоростную коробку передач. Переключение скоростей не слышно вообще, как и сторонний шум, за исключением максимально тихого гула электромотора.

Данный автомобиль будет ехать не вечно, поэтому ему требуется зарядка. Многие заправочные станции имеют хотя бы одну колонку для зарядки электромобилей, которая способна заправить машину за считаные часы.

Запас хода модели S

Запас хода автомобиля в базовой комплектации составляет 412 километров, в топовой, которая обозначается P100D — 507 километров. Время зарядки данного автомобиля составит столько же часов, как и у внедорожника компании «Тесла». Аккумулятор «Тесла» S в сборе состоит из 16 блоков, каждый из которых подлежит замене отдельно.

После испытаний автомобиля «Тесла» модель S была названа одним из самых безопасных автомобилей на рынке, даже учитывая тот факт, что он полностью состоит из электрики. Он получил пять звезд от комиссии «Евро НКАП».

Отзывы о «Тесле» S

Как и версия автомобиля в кузове внедорожника, «Тесла» модели S в техническом плане практически не отличается от своего «брата». Исключением является тип кузова и отсутствие дополнительного двигателя, из-за чего автомобиль имеет в два раза меньше мощности, чем «Тесла» X. Основываться на русскоязычных отзывах нет смысла, так как по состоянию на 2017 год в Москве зарегистрировано не более 1000 автомобилей «Тесла» S. Данную модель даже можно встретить в качестве такси компании «Яндекс».

Основным недостатком автомобиля является недостаточное количество заправок для электромобилей в России. Для этого случая владельцы автомобилей «Тесла» покупают самостоятельно зарядные станции, с помощью которых можно заряжать транспортное средство в собственном доме.

Зарядка автомобилей «Тесла»

Стандартное зарядное устройство автомобилей «Тесла» имеет максимально возможные 11 киловатт мощности. Существует «двойная зарядка», которая увеличивает запас хода «Теслы», и аккумулятор получает питание быстрее.

Главным преимуществом европейской зарядки по сравнению с американской является наличие трехфазной розетки, благодаря которой автомобиль заряжается немного быстрее. Время зарядки батареи автомобиля «Тесла» составляет 18 километров за час зарядки при однофазном токе и 110 километров при трехфазном токе. В Москве имеются центры компании «Тесла», в которых можно полностью зарядить машину всего за 4 часа.

Также можно купить комплект для зарядки автомобиля для своего гаража. Данный комплект производится немецкой компанией «Шнейдер Электрик».

Заключение

Как говорится, будущее за электромобилями. Сейчас проводятся исследования и тестирования автомобилей, результатом которых станет увеличение запаса хода на одной зарядке. «Теслы» зарекомендовали себя не хуже, чем бензиновые версии средств передвижения. Тем более что электромобили не загрязняют окружающую среду, а также производят меньше шума, чем бензиновые версии. Автомобили компании хоть и стоят дороже, чем их бензиновые «родственники», зато в плане заправки намного экономичнее традиционных аналогов.

Но стоит сказать, что в России на данный момент недостаточно развита инфраструктура для электромобилей. Но специалисты уверяют, что в ближайшие 2-3 года количество заправок для электромобилей увеличится в несколько раз, тем самым возрастет спрос на такие машины.

Источник