Anonim

În prezent asistăm la o tendință interesantă în tehnologia vehiculelor electrice. De mult timp, Tesla a fost în mare parte singură în producerea de pachete de baterii pentru vehicule electrice, folosind mii de celule cilindrice individuale de baterii li-ion din fiecare ambalaj. În schimb, producătorii auto consacrați, cum ar fi Nissan cu LEAF sau chiar GM cu cel mai recent Chevy Bolt EV, au folosit celule mai puține, dar mai mari, pentru a-și construi bateriile electrice.

Se crede că strategia este o parte importantă a motivului pentru care Tesla a fost capabil să livreze pachete de baterii mult mai mari, la un cost mai rezonabil decât alții din industrie. Compania a avut un pachet de 85 de kWh în 2012, în timp ce următorul cel mai bun este pachetul GM de 60 kWh Bolt lansat abia în acest an. Însă acum, noii intrați pe piața vehiculelor electrice par să urmărească avantajul companiei Tesla în loc de producători auto mai consacrați.

În 2003, când Marc Tarpenning și Martin Eberhard au fondat Tesla, au comandat un studiu de fezabilitate de la partenerul lor de tehnologie la acea vreme, AC Propulsion, despre construirea unui pachet de baterii pentru vehicule electrice folosind baterii standard 18650 de acumulatori li-ion. Este ceva despre care deja știa duo, deoarece tocmai construiseră împreună o companie care produce cititoare de cărți electronice și celulele li-ion erau folosite în cea mai mare parte în electronica de consum.

Tarpenning și Eberhard știau deja că 18650 de celule li-ion erau celulele de cea mai bună calitate și cele mai ieftine baterii disponibile, dar știau, de asemenea, că din cauza factorului de formă, va trebui să folosească mii dintre ele într-un singur pachet de baterii pentru a obține o gamă decentă dintr-o mașină. Producătorii de baterii pe care i-au abordat au fost „excitat” de idee.

Eberhard a scris despre problema într-o postare de pe blog-ul eliminat de atunci:

„Când am început să ne gândim la Tesla Roadster ESS [Sistem de stocare a energiei], mulți producători de celule au fost înțelept nervoși de pericolele unei baterii care conțin un număr mare de celule. Sarcina a fost pentru Tesla Motors pentru a demonstra că am înțeles și proiectat pentru siguranță, chiar și în cazul unei defecțiuni spontane a celulelor. Și adevărul este că, la început, nu am înțeles pe deplin toate problemele. "

Ideea este destul de simplă: cu mai multe celule, există un risc mai mare de a eșua o celulă și dacă o celulă eșuează, ar putea să se propage către alte celule pentru rezultate potențial dezastruoase. Într-o industrie care se învârte în jurul siguranței precum industria auto, a fost o problemă. Așadar, teama pe care producătorii de celule o aveau la acea vreme a fost transferată producătorilor de automobile când au început să dezvolte mașinile electrice.

Faptul că Tesla nu a „înțeles toate problemele”, după cum afirmă Eberhard, a împins compania să privească dincolo de frica industriei și să dezvolte un pachet de baterii cu mii de celule. Eberhard a scris în aceeași postare pe blog:

„Am făcut destul de multe teste„ la 4 iulie ”pentru a înțelege cum au eșuat celulele cu ioni de litiu (din fiecare bandă) și ce se întâmplă cu celulele adiacente într-un sistem bine împachetat. Am început să înțelegem problema cu mai mult de un an înainte faimosului fiasco Sony / Dell și am stabilit o cerință corporativă ca nicio astfel de defecțiune a celulelor să nu conducă la propagarea termică în SSE. "

După mai multe prototipuri, compania a venit în sfârșit cu un design sigur și dens din punct de vedere energetic, pe care l-au detaliat într-o carte albă intitulată: „Tesla Roadster Battery System”, din august 2006. Lucrarea a fost scrisă de 4 ingineri care lucrează la Tesla. la acea vreme, doi dintre aceștia sunt acum directori ai companiei: JB Straubel, directorul tehnologic al Tesla și Kurt Kelty, directorul companiei Tesla Technology Technology.

În lucrare, aceștia susțineau că bateria Roadster a fost cea mai sigură văzut de experți la acea vreme:

„Nivelul ridicat de redundanță și mai multe straturi de protecție în pachetul de baterii Tesla Roadster au culminat cu cea mai sigură baterie Li-ion mare, pe care noi sau mulți experți în domeniu, cu care am consultat-o, am văzut-o.”

Puteți citi despre toate caracteristicile de siguranță pe care le-au încorporat în pachet în hârtia încorporată mai jos, dar pe scurt, au introdus atât caracteristici de siguranță pasivă cât și active la nivelul celulei, cum ar fi dispozitivul de limitare a curentului pozitiv intern de coeficient de temperatură (PTC) pe fiecare dispozitiv celulă, precum și siguranțe atât pe anod și catod, cât și la nivel de ambalaj, cu module de carcasă din aluminiu separate. Aceasta este printre alte funcții. Hârtia albă scurtă merită citită. tesla-roadster-pack

De atunci, compania s-a îmbunătățit semnificativ în ceea ce privește designul cu mai multe iterații pentru Roadster și apoi o nouă arhitectură pentru modelele S și X, dar totuși se bazează pe cunoștințele dobândite prin realizarea pachetului original de baterii Roadster și încă folosind mii de celule individuale. .

Până în zilele noastre, Tesla are mai multă capacitate energetică desfășurată pe drum decât orice alt producător auto (amintiți-vă că o mașină Tesla are de 2 până la 3 ori capacitatea energetică a majorității EV-urilor), dar nu are mai multe probleme de baterie decât orice alt producător auto.

Conceptul încă nu s-a prins cu majoritatea producătorilor de automobile care produc mașini electrice astăzi, dar nou-veniții folosesc aproape toate arhitectura similară ca cea a lui Tesla.

Atât Faraday Future, cât și Lucid Motors, două dintre cele mai bine finanțate startup-uri de vehicule electrice în stadii avansate de dezvoltare pentru primele lor mașini electrice, au anunțat recent că vor folosi mii de celule cu baterii cilindrice în proiectele lor de pachete de baterii. Nu au lansat multe alte detalii despre conceptele lor și ar putea exista o mulțime de caracteristici diferite - nu că oricum ar conta, din moment ce Tesla și-a aprobat tot brevetul.

Faptul că startup-urile urmează avantajul Tesla în timp ce producătorii auto consacrați parcurg cea mai sigură rută ar putea fi explicat cu ușurință prin faptul că startup-urile sunt mai predispuse la asumarea riscurilor, ceea ce nu este cazul companiilor mari, dar există și factorul că ambele companiile au o parte din ADN-ul Tesla.

Lucid Motors, cunoscut atunci ca Atieva, a fost co-fondat de un executiv Tesla, care a fost responsabil pentru o nouă diviziune Tesla în 2007 pentru a construi sisteme de stocare a energiei - un fel de strămoș al ceea ce cunoaștem acum ca „Tesla Energy”. Directorul tehnologic al companiei este Peter Rawlinson, fostul inginer șef al modelului Tesla S.

În ceea ce privește viitorul Faraday, compania a angajat mai mulți ingineri Tesla atunci când a lansat în 2014, iar unul dintre membrii fondatori, Nick Sampson, a fost director de inginerie la Tesla. Inginerul care a proiectat arhitectura bateriei lor, Porter Harris, a condus la dezvoltarea de pachete de baterii la SpaceX, o altă companie a lui Elon Musk.

Care sunt, de asemenea, deosebit de interesante celulele bateriei pe care le folosesc toate? Tesla a depus mult efort în colaborarea cu Panasonic de un deceniu și a fost implicată în dezvoltarea ultimelor câteva celule utilizate în produsele companiei. Cel mai recent utilizează un nou format mai înalt numit 2170 și va fi fabricat de Panasonic la Tesla's Gigafactory.

Faraday Future a anunțat că va folosi un format celular similar de la LG Chem și Lucid Motors a anunțat săptămâna aceasta că va folosi și un format celular similar, dar de la Samsung SDI. Fiecare producător auto afirmă că a fost implicat în dezvoltarea celulei și că are celula cu cea mai mare densitate de energie disponibilă .

Elon Musk, CEO-ul Tesla, a făcut recent o cerere similară despre celula lor din 2170. Avem acum 3 grupuri diferite de companii, Tesla cu Panasonic, Faraday Future cu LG Chem și Lucid Motors cu Samsung SDI, toate susținând că au cea mai bună celulă și că în curând va fi în propriile mașini electrice. Strategia Tesla diferă, de asemenea, deoarece nu numai că se asociază cu un producător de celule, ci și investesc peste 2 miliarde de dolari într-o instalație de fabricare a celulelor, Tesla Gigafactory, care le-a permis să dețină mai mult controlul asupra furnizării esențiale pentru programele lor de vehicule electrice.