История батарей Tesla: химия, элементы питания и емкости
Автономность и дальность пробега на одном заряде – это ключевой критерий при оценке электромобиля. По этой причине, производители «зеленых» машин вкладывают огромные средства в разработку и производство максимально дальнобойных батарей для электромобилей. Одним из пионеров и флагманов этой отрасли является компания Тесла Моторс.
Если говорить о строении ВВБ, то этот узел Tesla Roadster собран по привычной для машин Tesla Motors конструкции. Небольшие элементы питания, похожие на круглые батарейки для бытовых приборов собраны в отдельные модули и вместе с системой охлаждения (а также частью электрооборудования) «упакованы» в плоский корпус.
При этом, сама по себе батарея Tesla Roadster – это продукт кооперации нескольких компаний, привлеченных Тесла Моторс. Вот более подробный разбор того, какие комплектующие применяются в ВВБ:
Первые обновления батарей Model S по части емкости появились в 2015 году, тогда дебютировали версии на 70 и 90 кВт.ч. Они продержались на конвейере до следующего года. Тогда их сменили батареи на 75 (до 2019 года) и 100 квт.ч (последняя, кстати, с некоторыми изменениями используется и в настоящее время).
Примерно такая же хронология применима и к батареям Tesla Model X – единственное отличие заключается в том, что этот электрокроссовер не получал самую маленькую ВВБ – «сороковку» (модель появилась только в 2015 году). Это и не удивительно – машины построены на одной платформе и имеют одинаковый корпус ВВБ.
По части конструкции высоковольтная батарея Tesla Model S/MX в первые годы выпуска была во многом похожа на агрегат Тесла Родстера. В частности, речь идет о системе охлаждения, а также о формате элементов питания – в обоих случаях использовались компоненты формата 1865. На более крупный формат 2170 Tesla Motors перейдет в 2017 году.
Если с конструкцией батареи Тесла все более-менее ясно, то с цилиндрическими ячейками все не так однозначно. На протяжении производственной жизни Panasonic в союзе с инженерами Tesla меняли как внутреннее содержание элементов питания, так и их внешний вид.
Высоковольтные батареи изначально собирались из элементов питания формата 1865. Эта цифра означает, что батарейка изготовлена в цилиндрическом корпусе диаметром 18 и высотой 65 мм. Элементы питания такого типа применялись Tesla Motors 9 лет и были заменены на более крупные компоненты формата 2170.
Инженеры Tesla Motors объясняли этот шаг тем, что батареи, собранные из более крупных накопителей выдают на 50% больше энергии. Однако и на этом разработчики не остановились, в сентябре 2020 года, элементы питания стали еще крупнее.
В этом случае, уже речь идет о «батарейках» формата 4680. На мероприятии Tesla Battery Day было заявлено, что новые элементы питания лучше предшественников по целому ряду параметров. Так, например, эти накопители вмещают в 5 раз больше энергии, в 6 раз мощнее и обеспечивают на 16 % больший пробег на 1 заряде.
Изначально, с 2008 года Tesla Motors применяла литий-ионные элементы питания с никель-кобальт-алюминиевыми катодами (NCA). Такая «химия» позволила добиться высоких показателей плотности электричества, а также большого ресурса батареи Тесла. Однако, эта технология – не единственная, которая применяется в ВВБ Tesla.
В конце 2021 – начале 2022 года было объявлено, что доступные версии машин Tesla будут оснащаться литий-железо фосфатными батареями. Эти энергонакопители более дешевые в производстве, однако «обратная сторона медали» - более низкая энергетическая плотность, что снижает запас хода. Также появлялись сообщения, что такие ВВБ могут хуже переносить низкие температуры.
Интернет-магазин Stroomparts предлагает запчасти для электромобилей в ассортименте, в том числе речь идет и о батареях Tesla. На нашем сайте размещены и предлагаются такие накопители энергии для электромобилей:
Батареи Tesla Roadster: уже с терморегуляцией, но без быстрой зарядки
Первенцем компании стал Tesla Roadster, продажи этой модели начались в конце 2007 года. Электромобиль построен на основе спорткара Lotus Elise и оснащался литий-ионной батареей емкостью 53 кВт.ч. Эта версия ВВБ была единственной в модельном ряду, с ней машина могла проехать около 350-400 километров на 1 заряде. При этом, у «электрички» не было скоростной зарядки – на восполнение запаса «топлива» с 0 до 100% уходило 3,5 часа.
Строение батареи Tesla Roadster и силовой установки
Если говорить о строении ВВБ, то этот узел Tesla Roadster собран по привычной для машин Tesla Motors конструкции. Небольшие элементы питания, похожие на круглые батарейки для бытовых приборов собраны в отдельные модули и вместе с системой охлаждения (а также частью электрооборудования) «упакованы» в плоский корпус.
При этом, сама по себе батарея Tesla Roadster – это продукт кооперации нескольких компаний, привлеченных Тесла Моторс. Вот более подробный разбор того, какие комплектующие применяются в ВВБ:
- Panasonic: Tesla заключила партнерство с Panasonic для поставки литий-ионных аккумуляторных ячеек, которые использовались в батареях Roadster. Panasonic был одним из основных поставщиков аккумуляторных ячеек для Tesla.
- Hota Industrial Manufacturing Co.: Hota была поставщиком радиаторов для системы охлаждения батарей Tesla Roadster. Их радиаторы использовались для эффективного охлаждения охлаждающей жидкости, циркулирующей вокруг батарей.
- BorgWarner: BorgWarner поставлял компоненты для системы управления температурой батарей, включая насосы охлаждающей жидкости. Их продукты использовались для обеспечения эффективного охлаждения и поддержания оптимальной температуры батарей.
- The Dow Chemical Company: Dow Chemical была одним из поставщиков материалов для батарей Tesla Roadster, включая полимерные материалы, используемые в компонентах батарейных модулей.
Батарея Tesla Model S и Model X: игры с емкостью
Тесла Родстер была мелкосерийным электромобилем, выпуск модели ограничился 2500 машин и завершился в 2012 году. Ее место на конвейере занял настоящий бестселлер и легенда – премиальный фастбек Tesla Model S, который разошелся тиражом в сотни тысяч экземпляров.
Батарея Tesla Model S без верхней крышки
Первое что предлагала новая модель в сравнении с Tesla Roadster – это возможность выбора. И речь идет не только об оснащении и комплектациях. Появившись в 2012 году, Тесла Модел С предлагалась с тремя вариантами высоковольтных батарей:
- 40 кВт.ч: «Стартовая» версия Tesla Model S предлагала батарею ёмкостью около 40 кВт-ч. Эта модель обладала небольшим запасом хода – всего 220 километров.
- 60 кВт.ч: Другая доступная ёмкость батареи для ранних моделей Tesla Model S составляла около 60 кВт-ч. Этого хватало на 340 километров пробега.
- 85 кВт.ч: «Топовая» версия батареи Tesla Model S имела емкость 85 кВт-ч. Эти модели обеспечивали наибольший запас хода – 460 километров. Именно она была наиболее популярной среди покупателей.
Первые обновления батарей Model S по части емкости появились в 2015 году, тогда дебютировали версии на 70 и 90 кВт.ч. Они продержались на конвейере до следующего года. Тогда их сменили батареи на 75 (до 2019 года) и 100 квт.ч (последняя, кстати, с некоторыми изменениями используется и в настоящее время).
Примерно такая же хронология применима и к батареям Tesla Model X – единственное отличие заключается в том, что этот электрокроссовер не получал самую маленькую ВВБ – «сороковку» (модель появилась только в 2015 году). Это и не удивительно – машины построены на одной платформе и имеют одинаковый корпус ВВБ.
По части конструкции высоковольтная батарея Tesla Model S/MX в первые годы выпуска была во многом похожа на агрегат Тесла Родстера. В частности, речь идет о системе охлаждения, а также о формате элементов питания – в обоих случаях использовались компоненты формата 1865. На более крупный формат 2170 Tesla Motors перейдет в 2017 году.
Батарея Tesla Model 3 и Model Y – стабильность по части емкостей
Компактный электромобиль Tesla Model 3 был представлен в 2017 году. По задумке инженеров, эта модель должна была занять нишу небольших динамичных седанов (вроде BMW 3 series) По части емкости, эта машина предлагалась в четырех версиях:- 50 кВт.ч – Standart Range – базовая модель. Максимальный пробег на одном заряде – 350 километров. Только задний привод;
- 54 кВт.ч – Standart Range Plus – модель выпускавшаяся с 2019 по 2021 год. Максимальный пробег – 380 километров на одном заряде. Предлагалась только в заднеприводной конфигурации;
- 62 кВт.ч – Mid Range – «средняя» модель в линейке. Максимальный пробег – 425 километров. Только задний привод.
- 75 кВт.ч. – Long Range, Performance – топовые версии Tesla Model 3. Задний, либо полный привод (для версии Performance – только полный). Пробег на 1-й полной батарее – 570 километров у LR и 520 – у Performance. На машины 2021 модельного года устанавливаются батареи на 82 кВт.ч.
Общие сведения о батареях Тесла: химическое наполнение и размеры ячеек
Единственным поставщиком элементов питания для ВВБ машин Tesla была и является компания Panasonic. На автосборочные заводы привозили литий-ионные «батарейки», для дальнейшей сборки батарей. Эти элементы собирали в модули и упаковывали в металлические корпуса с системой терморегуляции, электроникой и электропроводкой для дальнейшего монтажа на электромобили.Если с конструкцией батареи Тесла все более-менее ясно, то с цилиндрическими ячейками все не так однозначно. На протяжении производственной жизни Panasonic в союзе с инженерами Tesla меняли как внутреннее содержание элементов питания, так и их внешний вид.
Высоковольтные батареи изначально собирались из элементов питания формата 1865. Эта цифра означает, что батарейка изготовлена в цилиндрическом корпусе диаметром 18 и высотой 65 мм. Элементы питания такого типа применялись Tesla Motors 9 лет и были заменены на более крупные компоненты формата 2170.
Инженеры Tesla Motors объясняли этот шаг тем, что батареи, собранные из более крупных накопителей выдают на 50% больше энергии. Однако и на этом разработчики не остановились, в сентябре 2020 года, элементы питания стали еще крупнее.
В этом случае, уже речь идет о «батарейках» формата 4680. На мероприятии Tesla Battery Day было заявлено, что новые элементы питания лучше предшественников по целому ряду параметров. Так, например, эти накопители вмещают в 5 раз больше энергии, в 6 раз мощнее и обеспечивают на 16 % больший пробег на 1 заряде.
Изначально, с 2008 года Tesla Motors применяла литий-ионные элементы питания с никель-кобальт-алюминиевыми катодами (NCA). Такая «химия» позволила добиться высоких показателей плотности электричества, а также большого ресурса батареи Тесла. Однако, эта технология – не единственная, которая применяется в ВВБ Tesla.
В конце 2021 – начале 2022 года было объявлено, что доступные версии машин Tesla будут оснащаться литий-железо фосфатными батареями. Эти энергонакопители более дешевые в производстве, однако «обратная сторона медали» - более низкая энергетическая плотность, что снижает запас хода. Также появлялись сообщения, что такие ВВБ могут хуже переносить низкие температуры.
Где можно купить батарею Тесла в Украине
Большой (по сравнению с Nissan Leaf) ресурс высоковольтных ВВБ Tesla – это еще не показатель того, что спрос на эти узлы небольшой. Причин купить батарею Tesla Model 3 (например) существует довольно таки немало, вот только самые распространенные:- Установка батареи с увеличенной емкостью – если есть желание и возможность, можно например, превратить Standard Range в Long Range;
- Батарея Tesla сильно повреждена и не подлежит ремонту после ДТП или сильного удара;
- Приобретение батареи Тесла в качестве «резервуара» для электричества.
Интернет-магазин Stroomparts предлагает запчасти для электромобилей в ассортименте, в том числе речь идет и о батареях Tesla. На нашем сайте размещены и предлагаются такие накопители энергии для электромобилей:
- Батарея Tesla Model 3;
- Батарея Tesla Model S;
- Батарея Tesla Model Y;
- Батарея Tesla Model X;
- Батарея Nissan Leaf.
