باتری ماشین های تسلا

باتری ماشین های تسلا

از زبان خود کمپانی تسلا 

در حال حاضر اکثر مردم می دانند که باتری ماشین های تسلا رودستر از باتری های لیتیوم یون (Li-ion) تغذیه می کند.

• اما در اینجا چند مورد در مورد باتری های ما وجود دارد که ممکن است نشنیده باشید. سیستم باتری ما-یا سیستم ذخیره انرژی ، همانطور که دوست داریم آن را بنامیم-شامل 6831 سلول لیتیوم یونی است. این اندازه تقریباً یک صندوق ذخیره سازی است و حدود 900 پوند(حدود 408 کیلوگرم) وزن دارد. سیستم باتری که در پشت تسلا رودستر قرار دارد ، راز شتاب 0 تا 100 کیلومتر در ساعت و برد رانندگی خارق العاده ماست. برای دستیابی به این نوع عملکرد ، ما در انتخاب فناوری باتری خود دقیق بودیم(هرچند باتری ها کامل نیستند).
• اگرچه نیروهای بازار همچنان به بهبود باتری ها ادامه می دهند. اما سیستم باتری Li-ion در تسلا رودستر بهترین فناوری باتری های تجاری موجود را نشان می دهد. این باتری های لیتیوم یونی بسیار بهتر از سلول های نیکل-متال هیدرید (NiMH) و سلول های اسید سرب موجود در EV های قبلی هستند . اما آنها نیز محدودیت هایی دارند. یکی از سخت ترین چالش ها در طراحی باتری ، افزایش چگالی انرژی و در عین حال افزایش حداکثر طول عمر باتری است. شیمی یون لیتیوم ترکیبات بهتری از این پارامترها نسبت به موارد قبلی بدست آورده است. با این وجود ، هنوز هم بین انرژی و زندگی ، حتی در درون خانواده Li-ion ، مبادله وجود دارد.

فرسودگی

• نکته اصلی این است که همه باتری ها فرسودگی می شوند و ظرفیت خود را از دست می دهند. این به نوبه خود برد رانندگی را کوتاه می کند. باتری ها با استفاده از آنها فرسوده می شوند و با گذشت زمان ، حتی اگر استفاده نشوند ، فرسوده می شوند. ما می خواهیم داریم دو نوع فرسودگی را مورد بررسی قرار دهیم: فرسودگی ناشی از استفاده ، ” چرخه زندگی” نامیده می شود . فرسودگی با گذشت زمان ، که به “عمر تقویمی” معروف است.
• این دو مکانیسم فرسودگی متفاوت را می توان نیروهای جداگانه و همپوشانی تصور کرد. در واقع آنها همیشه با هم کار می کنند. بسته به نوع کاربرد و الگوی استفاده ، ممکن است یکی از دیگری اهمیت بیشتری پیدا کند. ملاحظه دیگر این است که شرایط محیطی مانند دما و رطوبت بر هر مکانیزم فرسودگی به روش خاص خود تأثیر می گذارد. و البته انواع مختلف باتری ها از نظر چرخه زندگی و عمر تقویم بسیار متفاوت هستند. از طریق فرآیند توسعه تسلا رودستر و در پروژه های قبلی ، ما واقعاً متخصص فناوری باتری ، به ویژه Li-ion شده ایم.

چرخه عمر

• چرخه عمر برای سلولهای یون لیتیوم ، تولیدکنندگان عمر چرخه را به عنوان تعداد چرخه های تخلیه و شارژ کامل که برای کاهش ظرفیت سلول به بخشی از حالت اولیه نیاز است ، تعریف می کنند. (آستانه رایج مورد استفاده در صنعت لپ تاپ 80 درصد است.) توجه داشته باشید که سلول به طور کلی در پایان این چرخه ها کاملاً مرده نیست. تعداد قابل توجهی چرخه مفید باقی مانده است ، فقط در ظرفیت کمتری.
• عوامل متعددی بر عمر چرخه یون لیتیوم تأثیر می گذارد. برخی از آنها فیزیکی هستند و در زمان تولید در سلول ها ساخته شده اند .بنابراین نمی توان آنها را تغییر داد. همه سلولها برابر نیستند . ما بسیار تلاش کرده ایم تا بهترین سلولهای موجود در بازار را پیدا کنیم . این سلول ها ترکیبی استثنایی از چرخه عمر و چگالی انرژی را از یک تولید کننده درجه یک ژاپنی ارائه دهد.

عوامل موثر بر عمر چرخه

• سایر عوامل موثر بر عمر چرخه به نحوه استفاده از سلول مرتبط است. به خصوص:
• اجتناب از حالت های بسیار زیاد و بسیار کم شارژ:  ولتاژهای بیش از 4.15V/سلول (حدود 95 درصد حالت شارژ [SOC]) و ولتاژهای زیر 3.00V/سلول (حدود 2 درصد SOC) باعث ایجاد فشار بیشتر در داخل سلول (فیزیکی و الکتریکی) می شود.
• اجتناب از نرخ شارژ بسیار بالا: شارژ سریعتر از حدود C/2 (دو ساعت شارژ) می تواند عمر سلول را کاهش دهد.
• اجتناب از شارژ در دمای زیر 0 درجه سانتی گراد: (طراحی ما بسته را قبل از شارژ در دمای سرد گرم می کند.)
• اجتناب از میزان تخلیه بسیار بالا: (بسته ما به گونه ای طراحی شده است که حتی در حداکثر سرعت تخلیه ، جریان مورد نیاز از هر سلول بیش از حد نیست.)