テスラとコバルト酸リチウム電池

電気自動車のコアコンポーネントの1つであるテスラ（TSLA）のバッテリーは、嘲笑され、批判されており、販売が急増した後も、多くの業界専門家はそれらを「古いバッテリー技術」および「非コア競争力」と呼んでいます。その理由は、ノートパソコンで使用されており、電気自動車へのアクセスが困難な18650コバルト酸リチウムイオン電池を使用しているのはテスラだけであり、安全上のリスクがあるためです。それは本当ですか？

報告によると、出力の裏付けとして、電気自動車のバッテリーの役割は自明です。比較的安定した性能、高い安全率、およびリサイクル可能な充電数が多いため、リチウム鉄リン酸塩電池は現在、シボレーボルト、日産リーフ、BYD E6、フィスカーカルマなどの市場で最初に選択されています。

車のコバルト酸リチウム電池、Tesilasuan初

テスラは少し代替手段です。彼のロードスターとModelSは18650コバルト酸リチウム電池を使用しています。リン酸鉄リチウム電池と比較して、このタイプの電池は、比較的成熟した技術、高出力、高エネルギー密度、および高一貫性を備えていますが、安全率が低く、熱的および電気的特性が低く、コストが比較的高くなっています。

業界関係者によると、18650バッテリーの外部電圧は、2.7V未満または3.3Vを超えると、過熱の症状を示します。バッテリーが大きく、グループ内の温度勾配が適切に制御されていない場合、火災の危険があります。バッテリー技術の鍵は、電圧電流と熱制御です。テスラが信頼性の低いバッテリー技術として批判されているのも不思議ではありません。

しかし実際には、より安全で信頼性が高いと考えられているリン酸鉄リチウム電池は絶対確実ではありません。焼結工程の準備中に、酸化鉄は高温環境で元素鉄に還元される可能性があり、元素鉄は電池の微小短絡を引き起こします。これは電池の非常にタブーな物質です。さらに、リン酸鉄リチウム電池は、実際の生産では充電曲線と放電曲線が異なり、一貫性が低く、エネルギー密度が低いため、電気自動車の敏感な耐久性に直接影響します。テスラのバッテリーエネルギー密度（170wh / kg）は、ハイトン国際証券からの最新の報告によると、BYD電気自動車のリン酸鉄リチウムバッテリーの約2倍です。

テスラの18650バッテリー

1970年代に、英国のビンガムトン大学のウィッティンガム氏は18650バッテリーを発明しました。これは、ノートブックコンピューターや明るいライトなどのデジタル製品で一般的に使用されていますが、この直径18mm、高さ65mmの円筒形リチウムバッテリーを車に使用しています。 。テスラはカニを食べた最初の人でした。

テスラのバッテリーテクニカルディレクターであるカートケルティはかつて次のように述べています。テスラは当初、ボードバッテリーやスクエアバッテリーを含む300種類以上のバッテリーを市場で試し、最終的にパナソニックの18650バッテリーを選択しました。一方では、18650のエネルギー密度はより大きくなります。そして、安定性と一貫性が向上します。一方、18650はバッテリーシステムのコストを効果的に削減できます。また、各セルユニットのサイズは小さいものの、各セルのエネルギーをより狭い範囲で制御することができます。大型セルユニットを使用する場合と比較して、1台のバッテリーが故障しても故障の影響を少なくすることができます。さらに、世界は毎年数十億の18650バッテリーユニットを生産しており、安全レベルは絶えず向上しています。

松下の公式ウェブサイトによると、リチウム電池モデルNCR18650は、公称ボルト3.6 V、公称最小容量2750 mA、重量45.5グラムの高エネルギーモデル電池です。さらに、テスラの第2世代モデルSで使用されている1,8650は、Gaochuのエネルギー密度よりも30％多くなっています。

テスラの最高技術責任者であるJBStraubelによると、RoadsterからModelSへの4年間の移行中に、バッテリーのコストは約44％減少し、今後も減少し続けるとのことです。パナソニックは2010年にテスラに3000万米ドルを投資し、株主の一人になりました。そして2011年に戦略的合意に達し、今後5年間ですべてのテスラ車両にバッテリーを供給する責任を負います。テスラの現在の年間推定生産台数2万台によると、松下18650は80,000台以上のモデルで組み立てられる予定です。

セクション6831リチウム電池の魔法の再編成

18650年にセキュリティリスクがあることは議論の余地のない事実です。テスラはこの激しい怪我をどのように「修正」できるでしょうか。秘密兵器はそのバッテリー管理システムです。与えられた解決策は、6831ノット程度のパナソニック18650カプセル化バッテリーを直列および並列に組み合わせることです。

テスラロードスター電気スポーツカーパワーシステム

電気自動車を運転するには、18650個のバッテリーが大量に必要です。テスラロードスターのバッテリーシステムには6,831個の小型バッテリーが含まれており、テスラモデルは最大8,000ノットです。これらの多数の小さなバッテリーを配置して組み立てることは特に重要です。

このとき、テスラの創設者であるマーク・ターペニングの過去の経験が活かされました。彼はこの分野の専門家であり、会社の売却に成功しました。彼はネットワーク制御フィールドを移動して、数百万台のサーバーの制御をテスラのバッテリーシステム制御フィールドにプログラムしました。 1年間のDOE（設計、実験計画）を通じて、彼は階層的な管理で6831個の小型バッテリーを制御することに成功しました。電圧と温度：

69個の18650バッテリーが1つのバッテリーブリックに並列にパッケージ化されました。

99個のバッテリーブリックを1つのバッテリーチップに直列に接続。

11個のバッテリーチップがバッテリーパックを形成し、合計6831ノットになります。

これらのレベルだけでは十分ではありません。各層は監視されているため、各セル、各バッテリーブリック、および両端に各バッテリーピースにヒューズがあります。バッテリーが熱くなりすぎたり、電流が大きすぎたりすると、すぐに溶けてしまいます。出力を切断します。

ヒューズを持っているだけでは十分ではないので、次のようにします。

各バッテリーには、バッテリーモニターであるBMB（バッテリーモニター）を搭載し、各バッテリーの電圧、温度、出力電圧を監視しています。

バッテリーパック全体にBSM（バッテリーシステムモニター）を設定し、バッテリーパック全体の動作環境を監視します。バッテリーパックの電流、電圧、温度、湿度、向き、煙などを含みます。

車両レベルでは、BSMを監視するためのVSM（VehicleSystem Monitor）があります。

このようなバッテリー制御システムは、テスラの技術の中核となりました。テスラが高価なシステム（2万米ドル以上と噂されている）を発表したばかりのとき、多くの業界関係者は、7,000個のバッテリーを車に搭載するのはばかげていることに同意しました。しかし、事実は彼らに強い反応を与えました。シボレーボルトの火災とフィスカーカルマモデルでは、1年に3回の自然発火が発生しました。対照的に、テスラは、ロードスターであろうとテスラモデルであろうと、火災による自然発火事故は一度もありませんでした。

TeslaModelSバッテリープレートとフレームの統合の設計

テスラは、スマート、ベンツクラスA、ベンツクラスBなどの電気モデルにバッテリー電源を提供したり、トヨタRAV4電気自動車にバッテリーとモーターを提供したりするなど、電気自動車の分野でトヨタやダイムラーなどの企業と提携しています。ダイムラーは現在テスラの4.3％の株式を保有しており、トヨタもテスラの2.9％の株式を保有しています。しかし、テスラは長い間正式に市場に出されておらず、製品数も多くないため、理論的には完璧なテスラバッテリーシステムは実際のテストに直面し続ける必要があります。

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