Tesla- und Lithium-Cobalt-Säure-Batterien

Teslas (TSLA) Batterien, eine der Kernkomponenten von Elektrofahrzeugen, wurden verspottet und kritisiert, und selbst nach einer Explosion der Verkäufe haben viele Branchenexperten sie als "alte Batterietechnologie" und "nicht zum Kern gehörende Wettbewerbsfähigkeit" bezeichnet. Der Grund dafür ist, dass Tesla das einzige Unternehmen ist, das den 18650-Cobalt-Säure-lithium-ionen-akku verwendet, der in Notebooks verwendet wird und für Elektroautos schwer zugänglich ist, und Sicherheitsrisiken bestehen. Ist das wirklich der Fall?

Berichten zufolge ist die Rolle von Batterien in Elektrofahrzeugen als Grundlage für die Leistungsabgabe selbstverständlich. Aufgrund ihrer relativ stabilen Leistung, des hohen Sicherheitsfaktors und der hohen Anzahl recycelbarer Ladungen sind Lithiumeisenphosphatbatterien derzeit die erste Wahl für Leistungsbatterien auf dem Markt, wie Chevrolet Volt, Nissan Leaf, BYD E6 und FiskerKarma.

Lithium-Kobalt-Säure-Batterien auf Autos, Tesilasuan zuerst

Tesla ist eine Alternative. Sein Roadster und sein Modell verwenden 18650 Kobaltsäure-Lithiumbatterien. Im Vergleich zu Lithiumeisenphosphatbatterien weist dieser Batterietyp eine relativ ausgereifte Technologie, eine hohe Leistung, eine hohe Energiedichte und eine hohe Konsistenz, aber einen niedrigen Sicherheitsfaktor, schlechte thermische und elektrische Eigenschaften und relativ hohe Kosten auf.

Branchenkennern zufolge zeigt die externe Spannung der 18650-Batterie Symptome einer Überhitzung, wenn sie niedriger als 2,7 V oder höher als 3,3 V ist. Wenn die Batterie groß ist und der Temperaturgradient in der Gruppe nicht gut gesteuert wird, tritt eine große Spannung auf Brandgefahr. Der Schlüssel zur Batterietechnologie ist die Spannungsstrom- und Wärmesteuerung. Kein Wunder, dass Tesla als unzuverlässige Batterietechnologie kritisiert wurde.

Tatsächlich sind Lithium-Eisenphosphat-Batterien, die als sicherer und zuverlässiger gelten, nicht kinderleicht. Während der Vorbereitung des Sinterprozesses besteht die Möglichkeit, dass Eisenoxid in einer Hochtemperaturumgebung zu elementarem Eisen reduziert wird, und elementares Eisen verursacht einen Mikrokurzschlusskreislauf in der Batterie, der eine sehr tabuisierte Substanz in der Batterie ist. Darüber hinaus weisen Lithium-Eisenphosphat-Batterien unterschiedliche Lade- und Entladekurven, eine schlechte Konsistenz und eine geringe Energiedichte bei der tatsächlichen Produktion auf, was sich direkt auf die empfindliche Lebensdauer von Elektrofahrzeugen auswirkt. Laut dem neuesten Bericht von Haitong International Securities ist die Batterieenergiedichte von Tesla (170 Wh / kg) etwa doppelt so hoch wie die einer Lithiumeisenphosphatbatterie in einem BYD-Elektrofahrzeug.

Teslas 18650 Batterie

In den 1970er Jahren erfand Frau Whittingham von der Universität von Binghamton im Vereinigten Königreich die 18650-Batterie, die üblicherweise in digitalen Produkten wie Notebooks und hellen Lichtern verwendet wird, verwendet diese 65 mm hohe zylindrische Lithiumbatterie mit 18 mm Durchmesser jedoch für Autos . Tesla war die erste Person, die Krabben aß.

Der technische Leiter der Tesla-Batterie, Kurt Kelty, sagte einmal: Tesla probierte zunächst mehr als 300 Batterietypen auf dem Markt aus, darunter Board- und Square-Batterien, und entschied sich schließlich für die 18650-Batterie von Panasonic. Einerseits ist die Energiedichte von 18650 größer. Und Stabilität und Konsistenz sind besser. Andererseits kann 18650 die Kosten von Batteriesystemen effektiv senken. Obwohl die Größe jeder Zelleneinheit klein ist, kann die Energie jeder Zelle in einem kleineren Bereich gesteuert werden. Verglichen mit der Verwendung großer Zelleneinheiten kann die Auswirkung des Ausfalls verringert werden, selbst wenn eine Einheit der Batterie ausfällt. Darüber hinaus produziert die Welt jedes Jahr Milliarden von 18650 Batterieeinheiten, und das Sicherheitsniveau verbessert sich ständig.

Die offizielle Website von Matsushita zeigt, dass es sich bei der Lithiumbatterie Modell NCR18650 um eine Hochenergiemodellbatterie mit einem Nennvolt von 3,6 V und einer Nennkapazität von 2750 mA und einem Gewicht von 45,5 Gramm handelt. Darüber hinaus liegt der beim Tesla Model S der zweiten Generation verwendete 1.8650 um 30% über der Energiedichte von Gaochu.

Laut JBStraubel, Chief Technology Officer von Tesla, sind die Kosten für Batterien während des vierjährigen Übergangs von Roadster zu ModelS um etwa 44% gesunken und werden weiter sinken. Panasonic investierte 2010 30 Millionen US-Dollar in Tesla und wurde einer seiner Aktionäre. Und 2011 wurde eine strategische Vereinbarung getroffen, die in den nächsten fünf Jahren für die Lieferung von Batterien für alle Tesla-Fahrzeuge verantwortlich sein wird. Nach Teslas derzeit geschätzter Produktion von 20.000 Fahrzeugen pro Jahr wird Matsushita 18650 auf mehr als 80.000 Modellen montiert.

§ 6831 Magische Reorganisation von Lithiumbatterien

Es ist eine unbestreitbare Tatsache, dass 18650 ein Sicherheitsrisiko besteht. Wie kann Tesla diese schwere Verletzung "beheben"? Die Geheimwaffe ist das Batteriemanagementsystem. Die gegebene Lösung besteht darin, die eingekapselten Panasonic 18650-Batterien mit etwa 6831 Knoten in Reihe und parallel zu kombinieren.

Tesla Roadster Elektro-Sportwagen-Antriebssystem

Um ein Elektroauto zu fahren, sind 18650 Batterien erforderlich. Das Batteriesystem von Tesla Roadster enthält 6.831 kleine Batterien, und TeslaModels ist bis zu 8.000 Knoten. Es ist besonders wichtig, diese große Anzahl kleiner Batterien anzuordnen und zusammenzubauen.

Zu dieser Zeit kam die Erfahrung von Teslas Gründer Marc Tarpenning zum Tragen. Er war ein Experte auf diesem Gebiet und verkaufte erfolgreich ein Unternehmen. Er verschob das Netzwerksteuerungsfeld, um die Steuerung von Millionen von Servern in das Tesla-Batteriesystemsteuerungsfeld zu programmieren. Während eines Jahres DOE (Design, experimentelles Design) kontrollierte er erfolgreich die 6831 kleinen Batterien mit hierarchischem Management. Spannung und Temperatur:

69 18650 Batterien wurden parallel in einen Batterieblock verpackt;

99 Batteriesteine in Reihe zu einem Batteriechip;

Elf Batteriechips bilden einen Batteriepack mit insgesamt 6831 Knoten.

Diese Ebenen allein reichen nicht aus. Jede Schicht wird überwacht, sodass an jeder Zelle, an jedem Batteriestein und an beiden Enden Sicherungsstücke Sicherungen vorhanden sind. Sobald der Akku zu heiß oder der Strom zu groß ist, schmilzt er sofort. Ausgang trennen.

Nur eine Sicherung zu haben, reicht nicht aus, also:

Auf jedem Batterieteil ist ein BMB (Batteriemonitor), der Batteriemonitor, installiert, um die Spannung, Temperatur und Ausgangsspannung jedes Batterieteils zu überwachen.

Auf dem gesamten Akku ist ein BSM (Battery System Monitor) eingestellt, um die Arbeitsumgebung des gesamten Akkus zu überwachen. Einschließlich Strom, Spannung, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Ausrichtung, Rauch usw. des Akkus.

Auf Fahrzeugebene gibt es einen VSM (VehicleSystem Monitor) zur Überwachung des BSM.

Ein solches Batteriesteuerungssystem wurde zum Kern der Tesla-Technologie. Als Tesla gerade das teure System ankündigte (angeblich mehr als 20.000 US-Dollar), stimmten viele Branchenkenner dem zu, dass es lächerlich sei, 7.000 Batterien in Autos einzubauen. Die Fakten gaben ihnen jedoch eine starke Resonanz. Das Chevrolet Volt-Feuer und das FiskerKarma-Modell hatten drei spontane Verbrennungsereignisse pro Jahr. Im Gegensatz dazu hatte Tesla, egal ob Roadster oder TeslaModels, noch nie einen Brand mit spontaner Verbrennung gehabt.

Design der TeslaModelS-Integration von Batterieplatte und Rahmen

Tesla hat sich mit Unternehmen wie Toyota und Daimler im Bereich Elektrofahrzeuge zusammengetan, darunter die Bereitstellung von Batteriestrom für Elektromodelle wie smart, Benz Class A und Benz Class B sowie die Bereitstellung von Batterien und Motoren für Toyota RAV4-Elektrofahrzeuge. Daimler ist derzeit mit 4,3% an Tesla und Toyota mit 2,9% an Tesla beteiligt. Aufgrund der Tatsache, dass Tesla schon lange nicht mehr offiziell auf den Markt gebracht wurde und die Anzahl der Produkte nicht groß ist, muss das perfekte Tesla-Batteriesystem theoretisch weiterhin praktischen Tests unterzogen werden.

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