Elektromobily od Tesly sú poháňané výhradne elektrickou energiou, ktorá je skladovaná v Li-ion batériách. Li-ion batérie sú vlastne hlavným dôvodom prečo Tesla, ako firma, vôbec existuje. Tento zdroj energie je jediný, ktorý v pomere ceny ku kapacite dáva zmysel, ako batéria pre elektromobil, domov či biznis (Powerwall/Powerpack).

Li-ion batérie sú medzi nami uz dlho

Prvý krát navrhol praktické využitie lithium ion baterií britský chemik, M Stanley Whittingham, už v roku 1970. Ak by vás zaujímalo ako prišli lithium ion batérie na svet, tu je skvelý článok, ktorý pojednáva o ich vývoji. Nižšie tak isto prikladáme epizódu televíznej show NOVA, ktorá vyšla na začiatku roku 2017 a pojednáva o výhodách a nebezpečenstvách, ktoré lithium ion batérie prinášajú. Aj keď sa jedná o veľmi technicky jednoduché vysvetlenie, video je vcelku pútavé a obsahuje množstvo zaujímavých informácií.

Ako fungujú Li-ion batérie

Batérie založené na lithium ion technologii sú vo svojom zložení primitívne jednoduché. Ich tri hlavné komponenty sú 2 elektródy, negatívna anóda a pozitívna katóda, ktoré sú oddelené chemickým mixom, ktorý nazývame elektrolyt. Keď sa tieto batérie nabíjajú, iony lithia sa premiestňujú ku anóde, negatívnej elektróde, kde sa ukladajú. Počas používania batérie, keď sa batéria vybíja, sa ióny lithia premiestňujú späť ku katóde.

Ako je to v skutočnosti s batériami v produktoch Tesly

Tesla prechádza na nový druh baterií

Tesla od roku 2013 používa 18650 akumulátory od Panasonic vyrábané v Azii. Tie sa nachádzajú v ich batériách elektromobilov Model S a Model X. Sú to malé článkové akumulátory, ktoré pripomínajú svojím vzhľadom štandardné AA batérie, no o niečo väčšie. Akumulátory od Panasonicu sú 18 mm v priemere a 65 mm na výšku, preto označenie 18650. Ich dizajn je jedným z najstabilnejších a najefektívnejších na trhu pre elektromobily, možno aj vďaka výskumu, ktorý do odvetvia priniesla Tesla.

Najpopulárnejšia veľkosť batérie, ktorú Tesla ponúka je 85 kWh. Táto batéria obsahovala 7104 týchto malých 18650 článkov. Tie sú uložené v 16 moduloch, kde každý modul obsahuje 444 článkových akumulátorov, ktoré dokopy ponúkajú kapacitu 85 kWh energie.

V roku 2015 sa podarilo Panasonicu ich batérie vylepšiť, zmenou dizajnu ich anódy, čo prispelo k zvýšeniu kapacity o 6% a tak sme sa od toho roku mohli tešiť na Modely S a X s kapacitou 90 kWh. No a nedávno, ani nie rok dozadu, prišla Tesla na trh s ich najväčšou 100 kWh batériou. Inžinierom v Tesle Inc., sa do každého modulu batérie podarilo namiesto 444 článkov bezpečne dostať 516 článkov. A práve kvôli tomu sa dnes môžeme tešiť batériám, ktoré dokážu poskytnúť dojazd 540 km na jedno nabitie. A to nehovoriac o rekordoch, o ktorých sme písali nedávno, kde na jedno nabitie prešiel Model S až neuveriteľných 1070 km.

Ako je to v skutočnosti s batériami v produktoch Tesly

No Tesla nekončí pri 100 kWh batériách. Nato aby Tesla zvýšila efektivitu a znížila cenu sa táto Kalifornská firma rozhodla postaviť uprostred Nevadskej púšte najväčšiu továreň na batérie na svete a nazvala ju Gigafactory 1. Tu bude Tesla vyrábať ich nové 2170 batériové články, ktoré sú o niečo väčšie ako tie od Panasonic. Tieto batérie sú 21 mm v priemere a vysoké 70 mm.

Tesla nebude tieto akumulátory používať len pre svoje batérie do elektromobilov. Tieto batérie budú používané tak isto v ich energetických skladovacích produktoch Powerwall 2 a Powerpack 2. Tak isto sa budú nachádzať v každom Modely 3, v ich najnovšom “lacnom” elektromobile. Ich 2170 batériové články sú o 46% väčšie, no tak isto sú o 10-15% energeticky efektívnejšie.

Ako je to v skutočnosti s batériami v produktoch Tesly

Rýchlosť dobíjania je kritická k úspešnosti elektromobilu

Jednou z najhlavneších vlastností elektromobilu a jeho batérie musí byť schopnosť rýchleho dobíjania. To platí špeciálne pri dlhých cestách. Kedže batérie sú zariadenia s jednosmerným prúdom a elektrické zásuvky v našich domácnostiach poskytujú striedavý prúd, domáce nabíjanie využíva 240 voltov dodávajúcich 40 ampérov (cca 10 kW energie). Elektromobily od Tesly majú vo svojich obvodoch vstavaný usmerňovač napätia, ktorý mení striedavý prúd na jednosmerný. Takéto nabíjanie zvyčajne zaberie hodiny.

No Tesla samozrejme nemohla očakávať, že takýto prístup priláka zákazníkov na ich elektrické riešenie, a ani neočakávala. Tesla prišla simultálne na trh s ich tzv. Supercharger nabíjacími stanicami. Tie poskytujú nabíjanie za použitia jednosmerného prúdu s 135 kW energie a dokážu Teslu nabiť na 80% za cca 20 min a na 100% za cca 40 min. až hodinu. Momentálne má Tesla po celom svete približne 6300 Supercharger staníc, no do konca roku 2017 plánuje toto číslo zvýšiť na 10 000.Ako je to v skutočnosti s batériami v produktoch Tesly

Batérie od Tesly využívajúce akumulátory 18650 od Panasonic sa proste nedajú nabíjať rýchlejšie. Maximálne napätie s akým sa môžu nabíjať je 4.2 volta. Panasonic tak isto špecifikuje maximálny prúd, ktorým sa môžu tieto akumulátory nabíjať na 2 ampére. Tesla umožňuje vo svojich batériách nabíjanie prúdom až 4 ampére a to vďaka ich chladiacemu systému. Takže maximálny výkon akým môžeme nabíjať batérie od Tesly záleží od počtu akumulátorov, maximálneho prúdu a maximálneho napätia akým je možné nabíjať jeden akumulátor. Čo znamená, že 85/90 kWh batériu od Tesly je možno nabíjať 119.3 kW energie a 100 kWh batériu 138.7 kW energie.

Ako je to v skutočnosti s batériami v produktoch Tesly

Všetky batérie postupne podliehajú degradácii

To znamená, že pokiaľ nechcete príliš urýchliť degradáciu batérie alebo spôsobiť niečo omnoho horšie, tak vyššie uvedené čísla sú maximálne množstvo energie aké môžete použiť na nabíjanie batérií v elektromobiloch od Tesly.

Všetky dobíjateľné batérie postupom času podliehajú určitému levelu degradácie. Toto je spôsobené nežiadúcou reakciou, ktorá v akumulátore vzniká počas dobíjania. Tá vytvára vedlajší produkt, ktorý blokuje ióny lithia od dosiahnutia anódy. Záruka batérií Tesly pokrýva ich poškodenie, nie degradáciu. No toto nie je príliš veľký problém, keďže počas posledných rokov sa ukázalo, že akumulátory 18650 od Panasonic, sú noazaj odolné voči degradácii. Ich priemerné zmenšenie kapacity je cca 1%, pri najhoršiom 2 % ročne.

Model 3 využíva iba batérie používajúce akumulátory 2170 od Tesly, ktoré sa vyrábajú v Gigafactory 1 v Nevade. Aj keď je ich dizajn iný, neočakávame príliš rozdielne časy nabíjania. No rýchlosť ich nabíjania ako aj ich degradácia bude môcť byť ohodnotená až po pár rokoch, tak ako to bolo pri batériách využívajúcich akumulátory 18650. Zatiaľ sa aspoň môžeme tešiť na prvé objektívne recenzie, ktoré by mali uzrieť svetlo sveta už v októbri, po doručeniach prvých kusov Modelu 3 zákazníkom mimo zamestnancov Tesly a investorov.

Zdroj informácií a fotografií: evannex

ZANECHAŤ ODPOVEĎ

Please enter your comment!
Please enter your name here