Чуть более недели назад сайт Electrek опубликовал изображение, которое, предположительно, является первым снимком нового батарейного блока для электромобилей Tesla. Из-за чрезвычайно низкого качества фотографии, поначалу она вызвала умеренный интерес публики. Однако теперь утечку изучили специалисты по аккумуляторам и рассказали, что увидели своим профессиональным взором.
Любопытный анализ мутного во всех смыслах снимка провел Джордж Боуэр (George Bower), инженер-машиностроитель, специализирующийся на электромобилях, который пишет для портала InsideEVs. В подготовке материала ему помогал его коллега, Кит Риттер (Keith Ritter). Несмотря на то, что ресурс Electrek не предоставил никакой информации об источнике фотографии, специалисты назвали снимок правдоподобным. То, что на нем запечатлено действительно похоже на описанную во время прошлогоднего мероприятия Tesla Battery Day конструкцию нового батарейного блока.
На первый взгляд может показаться, что на изображении некая поддерживающая структура, в которой проделаны отверстия под аккумуляторные ячейки. Она выполнена по схеме, похожей на пчелиные соты. По краям всей конструкции видны патрубки охлаждения или кабели. Больше ничего неподготовленному человеку в этой фотографии понятно не было. Поначалу и Боуэр растерялся — он прикинул, каково расстояние между ячейками исходя из диаметра банок (46 миллиметров) и получилось, что их разделяет почти сантиметр. А это намного больше, чем следует из презентации Battery Day. Фактически, при таких промежутках между отдельными ячейками батарейный блок 960 банок (как на фото, 24х40 рядов) не влезет в Model 3 и с большим трудом поместится в более крупные электромобили Tesla.
А ведь комментируя конструкцию новых батарей Илон Маск (Elon Musk) упоминал еще и дополнительные зоны поглощения удара по бокам блока, под которые, получается, вовсе нет места. Но Джордж с Китом не были бы хорошими инженерами, если бы не взглянули на ситуацию несколько под иным углом. Присмотревшись к самой нижней и самой верхней частям изображения, они поняли, что серовато-коричневые кружки — на самом деле не отверстия, а куполообразные заглушки. Они закрывают пустотелые цилиндры, выполняющие роль заполнителя перед заливкой специальной пены. После ее отвердевания цилиндры вынимаются и на их месте остается отверстие под аккумуляторную ячейку.
Таким образом, становится примерно ясен технологический процесс создания батарейного модуля. Сначала делается рама вокруг и нижняя пластина, затем на ней закрепляются 960 цилиндров-заполнителей и вся необходимая проводка с патрубками — датчики и система охлаждения. После этого оставшееся свободное пространство заливается пеной, а когда она застывает, цилиндры можно удалять и ставить на их место банки. Единственный нюанс, который остался неясен для Боуэра — как будет организована система охлаждения. Да, на фотографии видны патрубки по бокам модуля и между «сотами», при наличии богатого воображения, можно разглядеть нечто похожее на тонкие трубки для охлаждающей жидкости. Однако не все так просто.
Новые аккумуляторные ячейки, представленные Tesla в прошлом году, имеют одну интересную особенность конструкции. Эффективный отвод тепла от них возможен только с торца, на котором расположен минусовой контакт. То есть, теплообменник или магистраль охлаждающей жидкости должны подводиться сверху или снизу батарейного блока. Теоретически, можно поместить каждую банку в индивидуальный стакан, по которому циркулирует теплоноситель. Но такой подход увеличивает габариты всей конструкции, да и его эффективность сомнительна. Джордж и Кит провели моделирование нескольких предполагаемых схем, но не смогли придти к однозначному выводу. А по единственной имеющейся фотографии наверняка судить не получается. Остается только ждать появления таких батарейных блоков на серийных машинах и разбирать их.
Напомним, в сентябре прошлого года Tesla провела громкую презентацию совершенно новых батарей и аккумуляторных ячеек. Она радикально отличается от используемой сейчас в электромобилях компании. Изначально батареи набирались из пачек (pack) по 444 ячейки («банки») форм-фактора 18650 (цилиндр диаметром 18 миллиметров и высотой 650 миллиметров) суммарной емкостью чуть более 5 киловатт-часов. В 2017 году типоразмер ячеек изменили на 21700 и соответственным образом переработали пачки вместе со всем блоком. Новые аккумуляторы, которые начнут устанавливаться на модернизированные электромобили Tesla с 2022 года, будут основаны на банках уникального форм-фактора — 4680 (4,6 сантиметра в диаметре и 8 в высоту).
Помимо отличающихся габаритов, эти ячейки изготовлены по глубоко модернизированной фирменной технологии. Да, теперь Tesla не только самостоятельно производит банки литиевых аккумуляторов, но и делает это по уникальному технологическому процессу собственной разработки. От покупки ячеек у сторонних поставщиков компания планирует полностью отказаться. В ячейках 4680 содержится значительно меньше редкоземельных металлов, да и сама технология более экологична. Наконец, они радикально превосходят предшественников по следующим параметрам: долговечность (ресурс — до 2 миллионов километров), дешевизна, простота производства, безопасность и плотность запасаемой энергии (в 1,5 раза выше 18650).
Но для использования банок 4680 приходится полностью перепроектировать аккумулятор электромобиля. В нем больше не будет пачек, все ячейки располагаются в одной плоскости, сразу единым блоком. Причем при меньших габаритах и массе, такой батарейный модуль будет обладать большей емкостью. Для наглядности Кит Риттер вписал 960 новых ячеек с промежутком в 4 миллиметра между ними в очертания аккумуляторного блока Model S — разница заметна невооруженным глазом, а вместо 75 кВт·ч в ней умещается 82 кВт·ч. Высвободившееся пространство Илон Маск пообещал использовать с умом: его займут новые пассивные системы безопасности, повышающие живучесть батареи в случае аварии.
11
Комментарий отправлен
Ваш комментарий опубликован.
Провокационные или оскорбительные комментарии запрещены.