Vokiečių inžinieriai išardė „Tesla“ ir BYD akumuliatorius. Kalba visas pasaulis, ką jie atrado (2)
Parodė pasauliui reikšmingus jų dizaino, veikimo ir efektyvumo skirtumus.

© Matt Weissinger (Public Domain) | https://www.pexels.com/photo/white-tesla-driving-on-the-road-11139552/
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Elektromobilių akumuliatoriai yra automobilių revoliucijos pagrindas. Gamintojai šiuo metu siekia didinti asortimentą, efektyvumą ir mažinti sąnaudas, o didžiausios naujovės vyksta baterijų srityje. Štai kodėl inžinieriai iš „RWTH Aachen“ universiteto Vokietijoje atliko išsamią „Tesla 4680“ ir „BYD Blade“ baterijų analizę, parodydami pasauliui reikšmingus jų dizaino, veikimo ir efektyvumo skirtumus.
„Tesla“ ir BYD yra du didžiausi elektrinių transporto priemonių gamintojai, kuriantys ir gaminantys savo elementus, o ne pasikliaujantys išoriniais tiekėjais. Tai suteikia jiems visišką baterijų optimizavimo, veikimo ir integravimo į transporto priemones kontrolę.
„Tesla 4680“ yra cilindrinis 46 mm skersmens ir 80 mm aukščio elementas, skirtas supaprastinti šilumos valdymo sistemą ir pagerinti energijos tankį. „BYD Blade“ yra pailgos formos prizminis elementas, skirtas efektyviai išnaudoti erdvę ir pagerinti šiluminę saugą.
„Tesla“ naudoja bemodulį dizainą, kai elementai yra integruoti tiesiai į akumuliatorių, o tai sumažina svorį ir padidina konstrukcijos standumą, o Kinijos BYD naudoja CTP (Cell-to-Pack) strategiją, kai elementai yra išdėstyti kompaktiškuose dėkluose, todėl nereikia papildomų modulių. Tačiau įsigilinus į detales, šių baterijų problema tampa vis žavesnė. Tai pasakytina net apie cheminę sudėtį, nes nors „Tesla“ pasirinko NMC dėl gebėjimo sukaupti daugiau energijos (energijos tankis 272-292 Wh/kg), BYD pasirinko LFP, kuris padidina atsparumą perkaitimui ir pagerina elemento ciklo tarnavimo laiką, tačiau mažesnio tankio kaina (160-180 Wh/kg).
|
„Tesla“ akumuliatoriuose nėra klasikinių keraminių separatorių, kurie padidina aktyvaus elektrodo paviršiaus plotą ir leidžia geriau keistis jonais, ir struktūrą, kurioje aktyviosios elektrodo medžiagos yra laikomos kartu specialiu polimeriniu rišikliu, kuris pagerina konstrukcijos vientisumą. Taip pat gamintojui pavyko pašalinti klasikines srovę renkančias juosteles, kurios sumažina vidinę varžą ir pagerina elemento gebėjimą greitai įsikrauti. Kita vertus, BYD naudoja storesnius elektrodus, kad sumažintų energijos nuostolius ir padidintų ilgaamžiškumą, taip pat sukrautus elektrodus su laminuotais separatoriais, kurie pagerina elemento mechaninį stiprumą.
Laboratorinių tyrimų metu mokslininkai ištyrė, kaip abi baterijos veikia esant didelėms šiluminėms apkrovoms. Jie parodė, kad „Tesla 4680“ baterijos generuoja 50 % daugiau šilumos nei „BYD Blade“ tomis pačiomis įkrovimo ir iškrovimo sąlygomis. Be to, Kinijos gaminys išlaikė šiluminį stabilumą geriau dėl mažesnės vidinės varžos ir efektyvesnės šilumos valdymo struktūros. Štai kodėl „Tesla 4680“ naudoja skysčių pagrindu veikiančią aušinimo sistemą, o „BYD Blade“ pasyviai veikia geriau dėl tankesnės struktūros ir skirtingos katodo chemijos.
Praktiškai tai reiškia, kad „Tesla 4680“ reikalauja agresyvesnės aušinimo sistemos. Kita vertus, „Tesla“ baterija įkraunama iki 80 % maždaug per 15-20 minučių, o „BYD Blade“ reikia iki 30 minučių... bet ji atlaikys ne 2000, o 5000 įkrovimo ciklų, kol jos efektyvumas nukris žemiau 80 %.
Taigi, ką parodė ši techninė „Tesla“ ir BYD baterijų analizė? Iš esmės ji pabrėžė dvi skirtingas baterijų kūrimo strategijas, nes nors „Tesla“ daugiausia dėmesio skiria energijos ir našumo didinimui, todėl jos akumuliatoriai labiau tinka sportiniams ir prabangiems elektromobiliams, Kinijos BYD pabrėžia ilgaamžiškumą, saugumą ir ekonomiškumą, todėl jos baterijos idealiai tinka masinei rinkai.
Tačiau svarbiausia, kad konkurencija tarp „Tesla“ ir BYD skatina visos pramonės plėtrą, kuri lemia vis pažangesnes akumuliatorių technologijas, o šiandien kietojo kūno akumuliatoriai tampa pagrindiniu šių lenktynių elementu.