Uwezo mkubwa, nguvu kubwa, saizi ndogo, uzani mwepesi, utengenezaji rahisi wa wingi, na matumizi ya vipengele vya bei nafuu ni changamoto katika kuunda betri za EV. Kwa maneno mengine, inategemea gharama na utendakazi. Ifikirie kama kitendo cha kusawazisha, ambapo saa ya kilowati (kWh) iliyofikiwa inahitaji kutoa kiwango cha juu zaidi, lakini kwa gharama inayofaa kutengeneza. Kwa sababu hiyo, mara nyingi utaona maelezo ya pakiti ya betri ikiorodhesha gharama zao za utengenezaji, pamoja na nambari, kuanzia $240 hadi $280/kWh. wakati wa uzalishaji, kwa mfano.
Lo, na tusisahau usalama.Kumbuka fiasco ya Samsung Galaxy Note 7 miaka michache iliyopita, na betri ya EV sawa na mioto ya magari na miyeyuko sawa ya Chernobyl.Katika hali ya maafa ya msururu wa kutoroka, nafasi na udhibiti wa mafuta kati ya seli kwenye betri. pakiti ili kuzuia seli moja kuwasha nyingine, nyingine, nk, kuongeza utata wa maendeleo ya betri ya EV.Kati yao, hata Tesla ana matatizo.
Ingawa kifurushi cha betri ya EV kina sehemu tatu kuu: seli za betri, mfumo wa usimamizi wa betri, na aina fulani ya kisanduku au kontena inayoziweka pamoja, kwa sasa, tutaangalia betri na jinsi zilivyobadilika na Tesla, lakini bado ni tatizo kwa Toyota.
Betri ya cylindrical 18650 ni betri ya lithiamu-ion yenye kipenyo cha 18 mm, urefu wa 65 mm na uzito wa takriban gramu 47. Kwa voltage ya nominella ya volts 3.7, kila betri inaweza malipo hadi 4.2 volts na kutokwa chini. kama volts 2.5, ikihifadhi hadi 3500 mAh kwa kila seli.
Kama vile vichocheo vya kielektroniki, betri za gari la umeme za Tesla zinajumuisha karatasi ndefu za anode na cathode, zikitenganishwa na nyenzo za kuhami chaji, zilizokunjwa na kufungwa vizuri kwenye mitungi ili kuokoa nafasi na kuhifadhi nishati nyingi iwezekanavyo. Cathode hizi (zina chaji hasi) na laha za anode (zilizo na chaji chanya) kila moja zina vichupo vya kuunganisha chaji sawa kati ya seli, na hivyo kusababisha betri yenye nguvu—zinaongeza hadi moja, ukipenda.
Kama vile capacitor, huongeza uwezo wake kwa kupunguza nafasi kati ya anode na karatasi ya cathode, kubadilisha dielectric (nyenzo ya juu ya kuhami kati ya karatasi) hadi moja yenye kibali cha juu, na kuongeza eneo la anode na cathode. Hatua inayofuata katika (nguvu) betri ya Tesla EV ni 2170, ambayo ina silinda kubwa kidogo kuliko 18650, kupima 21mm x 70mm na uzito wa gramu 68. Kwa voltage ya nominella ya 3.7 volts, kila betri inaweza malipo hadi 4.2 volts na kutokwa kwa chini kama volts 2.5, kuhifadhi hadi 4800 mAh kwa kila seli.
Kuna ubadilishanaji, hata hivyo, ambao zaidi ni juu ya upinzani na joto dhidi ya kuhitaji jar kubwa kidogo. Katika kesi ya 2170, ongezeko la ukubwa wa sahani ya anode/cathode husababisha njia ndefu ya kuchaji, ambayo inamaanisha upinzani zaidi, kwa hivyo zaidi. nishati kutoka kwa betri kama joto na kuathiri mahitaji ya kuchaji haraka.
Ili kuunda betri ya kizazi kijacho na nguvu zaidi (lakini bila upinzani ulioongezeka), wahandisi wa Tesla walitengeneza betri kubwa zaidi na muundo unaoitwa "meza" ambao hupunguza njia ya umeme na hivyo kupunguza kiasi cha joto kinachotokana na upinzani . Mengi ya haya yanaweza kuhusishwa na nani anaweza kuwa watafiti bora wa betri ulimwenguni.
Betri ya 4680 imeundwa kwa fomu ya helix ya tiled kwa ajili ya utengenezaji rahisi, na ukubwa wa mfuko wa kipenyo cha 46mm na urefu wa 80mm. Uzito haupatikani, lakini sifa nyingine za voltage zinaripotiwa kuwa sawa au sawa;hata hivyo, kila seli imekadiriwa kuwa karibu 9000 mAh, ambayo ndiyo inafanya betri mpya za Tesla-panel flat-panel nzuri sana. Pia, kasi yake ya kuchaji bado ni nzuri kwa mahitaji ya haraka.
Ingawa kuongeza saizi ya kila seli badala ya kusinyaa kunaweza kuonekana kuwa ni kinyume na mahitaji ya muundo wa betri, uboreshaji wa uwezo wa nishati na udhibiti wa joto wa 4680 ikilinganishwa na 18650 na 2170 ulisababisha seli chache zaidi ikilinganishwa na kutumia Betri ya 18650 na 2170. Mitindo ya awali ya Tesla ina nguvu zaidi kwa kila pakiti ya betri ya ukubwa sawa.
Kwa mtazamo wa nambari, hii inamaanisha kwamba ni takriban seli 960 "4680" pekee zinazohitajika kujaza nafasi sawa na seli 4,416 "2170", lakini kwa manufaa ya ziada kama vile gharama ya chini ya uzalishaji kwa kWh na kutumia 4680 Pakiti ya betri huongeza nguvu kwa kiasi kikubwa.
Kama ilivyoelezwa, 4680 inatarajiwa kutoa mara 5 ya hifadhi ya nishati na mara 6 ya nguvu ikilinganishwa na betri ya 2170, ambayo inatafsiriwa na ongezeko linalotarajiwa la uendeshaji kutoka 82 kWh hadi 95 kWh katika Teslas Mileage mpya zaidi huongezeka hadi 16%.
Kumbuka, haya ni mambo ya msingi tu ya betri za Tesla, kuna mengi nyuma ya teknolojia. Lakini huu ni mwanzo mzuri wa makala yajayo, kwani tutajifunza jinsi ya kudhibiti matumizi ya nishati ya pakiti ya betri, na pia kudhibiti masuala ya usalama kote. kuzalisha joto, kupoteza nishati, na… bila shaka… hatari ya kuwaka kwa betri ya EV.
Ikiwa unapenda All-Things-Tesla, hii ndiyo fursa yako ya kununua toleo la RC la Moto Wheels la Tesla Cybertruck.
Timothy Boyer ni mwandishi wa Tesla na EV wa Torque News katika Cincinnati.Akiwa na uzoefu wa urejeshaji wa magari ya mapema, yeye hurejesha mara kwa mara magari ya zamani na kurekebisha injini ili kuboresha utendaji kazi.Fuata Tim kwenye Twitter @TimBoyerWrites kwa habari za kila siku za Tesla na EV.
Muda wa kutuma: Feb-21-2022