अधिक क्षमता, अधिक शक्ति, छोटा आकार, हल्का वजन, आसान बड़े पैमाने पर विनिर्माण, और सस्ते घटकों का उपयोग ईवी बैटरियों को डिजाइन करने में चुनौतियां हैं। दूसरे शब्दों में, यह लागत और प्रदर्शन पर निर्भर करता है। इसे एक संतुलन अधिनियम के रूप में सोचें, जहां प्राप्त किलोवाट-घंटा (kWh) को अधिकतम सीमा प्रदान करने की आवश्यकता है, लेकिन निर्माण के लिए उचित लागत पर। परिणामस्वरूप, आप अक्सर बैटरी पैक विवरण देखेंगे जिसमें उनकी विनिर्माण लागत, संख्याओं के साथ $240 से $280/kWh तक की सूची होगी। उदाहरण के लिए, उत्पादन के दौरान।
ओह, और आइए सुरक्षा को न भूलें। कुछ साल पहले सैमसंग गैलेक्सी नोट 7 की विफलता को याद करें, और ईवी बैटरी वाहन की आग और चेरनोबिल समकक्ष मंदी के बराबर थी। एक भगोड़े श्रृंखला प्रतिक्रिया आपदा परिदृश्य में, बैटरी में कोशिकाओं के बीच अंतर और थर्मल नियंत्रण एक सेल को दूसरे, दूसरे आदि को प्रज्वलित करने से रोकने के लिए पैक, ईवी बैटरी विकास की जटिलता को बढ़ाता है। उनमें से, यहां तक कि टेस्ला की भी समस्याएं हैं।
जबकि ईवी बैटरी पैक में तीन मुख्य भाग होते हैं: बैटरी सेल, एक बैटरी प्रबंधन प्रणाली, और कुछ प्रकार का बॉक्स या कंटेनर जो उन्हें एक साथ रखता है, अभी के लिए, हम केवल बैटरियों को देखेंगे और टेस्ला के साथ वे कैसे विकसित हुए हैं, लेकिन फिर भी टोयोटा के लिए एक समस्या है।
बेलनाकार 18650 बैटरी एक लिथियम-आयन बैटरी है जिसका व्यास 18 मिमी, लंबाई 65 मिमी और वजन लगभग 47 ग्राम है। 3.7 वोल्ट के नाममात्र वोल्टेज पर, प्रत्येक बैटरी 4.2 वोल्ट तक चार्ज हो सकती है और कम से कम डिस्चार्ज हो सकती है। 2.5 वोल्ट के रूप में, प्रति सेल 3500 एमएएच तक भंडारण।
इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर की तरह, टेस्ला की इलेक्ट्रिक वाहन बैटरियां एनोड और कैथोड की लंबी शीट से बनी होती हैं, जो चार्ज-इन्सुलेटिंग सामग्री से अलग होती हैं, जगह बचाने और यथासंभव अधिक ऊर्जा संग्रहीत करने के लिए रोल की जाती हैं और सिलेंडर में कसकर पैक की जाती हैं। ये कैथोड (नकारात्मक रूप से चार्ज) और एनोड (धनात्मक रूप से चार्ज) शीट में प्रत्येक में कोशिकाओं के बीच समान चार्ज को जोड़ने के लिए टैब होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप एक शक्तिशाली बैटरी बनती है - यदि आप चाहें तो वे एक तक जुड़ जाती हैं।
एक संधारित्र की तरह, यह एनोड और कैथोड शीट के बीच की दूरी को कम करके, ढांकता हुआ (शीट के बीच उपरोक्त इन्सुलेशन सामग्री) को उच्च पारगम्यता के साथ बदलकर और एनोड और कैथोड के क्षेत्र को बढ़ाकर अपनी क्षमता बढ़ाता है। (पावर) टेस्ला ईवी बैटरी का अगला चरण 2170 है, जिसमें 18650 की तुलना में थोड़ा बड़ा सिलेंडर है, जिसकी माप 21 मिमी x 70 मिमी है और इसका वजन लगभग 68 ग्राम है। 3.7 वोल्ट के नाममात्र वोल्टेज पर, प्रत्येक बैटरी 4.2 तक चार्ज हो सकती है। वोल्ट और डिस्चार्ज 2.5 वोल्ट से कम, प्रति सेल 4800 एमएएच तक भंडारण।
हालाँकि, इसमें एक व्यापार-बंद है, जो ज्यादातर प्रतिरोध और गर्मी बनाम थोड़े बड़े जार की आवश्यकता के बारे में है। 2170 के मामले में, एनोड/कैथोड प्लेट के आकार में वृद्धि के परिणामस्वरूप लंबे समय तक चार्जिंग पथ होता है, जिसका अर्थ है अधिक प्रतिरोध, इस प्रकार अधिक गर्मी के रूप में बैटरी से निकलने वाली ऊर्जा और तेज चार्जिंग आवश्यकता में हस्तक्षेप करती है।
अधिक शक्ति (लेकिन बढ़े हुए प्रतिरोध के बिना) के साथ अगली पीढ़ी की बैटरी बनाने के लिए, टेस्ला इंजीनियरों ने तथाकथित "टेबल" डिजाइन के साथ एक काफी बड़ी बैटरी डिजाइन की, जो विद्युत पथ को छोटा करती है और इस प्रकार प्रतिरोध द्वारा उत्पन्न गर्मी की मात्रा को कम करती है। इसका अधिकांश श्रेय इस बात को दिया जा सकता है कि दुनिया में सबसे अच्छे बैटरी शोधकर्ता कौन हो सकते हैं।
4680 बैटरी को सरल निर्माण के लिए टाइल वाले हेलिक्स रूप में डिज़ाइन किया गया है, जिसका पैकेज आकार 46 मिमी व्यास और 80 मिमी लंबाई है। वजन उपलब्ध नहीं है, लेकिन अन्य वोल्टेज विशेषताओं को समान या समान बताया गया है;हालाँकि, प्रत्येक सेल को लगभग 9000 एमएएच पर रेट किया गया है, जो नई टेस्ला फ्लैट-पैनल बैटरी को इतना अच्छा बनाता है। साथ ही, तेज़ मांग के लिए इसकी चार्जिंग गति अभी भी अच्छी है।
हालांकि सिकुड़ने के बजाय प्रत्येक सेल का आकार बढ़ाना बैटरी की डिज़ाइन आवश्यकताओं के विरुद्ध जा सकता है, 18650 और 2170 की तुलना में 4680 की बिजली क्षमता और थर्मल नियंत्रण में सुधार के परिणामस्वरूप 18650 और 2170 बैटरी का उपयोग करने की तुलना में काफी कम सेल हुए। -पहले से संचालित टेस्ला मॉडल में समान आकार के प्रति बैटरी पैक में अधिक शक्ति होती है।
संख्यात्मक दृष्टिकोण से, इसका मतलब है कि 4,416 "2170" कोशिकाओं के समान स्थान को भरने के लिए केवल 960 "4680" कोशिकाओं की आवश्यकता होती है, लेकिन प्रति किलोवाट कम उत्पादन लागत और 4680 बैटरी पैक का उपयोग करने जैसे अतिरिक्त लाभों के साथ शक्ति में काफी वृद्धि होती है।
जैसा कि उल्लेख किया गया है, 2170 बैटरी की तुलना में 4680 में 5 गुना ऊर्जा भंडारण और 6 गुना बिजली की पेशकश की उम्मीद है, जो कि नए टेस्ला के माइलेज में 82 kWh से 95 kWh तक अपेक्षित ड्राइविंग वृद्धि का अनुवाद करता है, जो 16% तक बढ़ता है।
याद रखें, यह केवल टेस्ला बैटरियों की मूल बातें हैं, तकनीक के पीछे और भी बहुत कुछ है। लेकिन यह भविष्य के लेख के लिए एक अच्छी शुरुआत है, क्योंकि हम सीखेंगे कि बैटरी पैक पावर उपयोग को कैसे प्रबंधित किया जाए, साथ ही साथ आसपास के सुरक्षा मुद्दों को भी नियंत्रित किया जाए। गर्मी पैदा होना, बिजली की हानि, और... निश्चित रूप से... ईवी बैटरी में आग लगने का खतरा।
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टिमोथी बोयर सिनसिनाटी में टॉर्क न्यूज के लिए टेस्ला और ईवी रिपोर्टर हैं। प्रारंभिक कार बहाली में अनुभवी, वह नियमित रूप से पुराने वाहनों की मरम्मत करते हैं और प्रदर्शन में सुधार के लिए इंजनों को संशोधित करते हैं। दैनिक टेस्ला और ईवी समाचारों के लिए ट्विटर @TimBoyerWrites पर टिम को फॉलो करें।
पोस्ट करने का समय: फरवरी-21-2022