Разбор одного модуля тяговой аккумуляторной батареи Tesla Model S P85. Что там внутри?
2 августа
51 тыс. дочитываний
4,5 мин.
70 тыс. просмотров. Уникальные посетители страницы.
51 тыс. дочитываний, 74%. Пользователи, дочитавшие до конца.
4,5 мин. Среднее время дочитывания публикации.
Аккумуляторный модуль (листайте)
Это один из 16 модулей тяговой аккумуляторной батареи Tesla Model S P85. Они в б/у состоянии продаются по отдельности и стоят около $1000. Наверное уже все знают, что эти модули состоят из литий-ионных аккумуляторных ячеек типоразмера 18650 (диаметр 18 мм, длина 65 мм). Одна такая ячейка весит 47 г., и сделана она конечно же в Китае на производственных мощностях Panasonic по заказу Tesla. Ячейка рассчитана на номинальное напряжение 3,7 В. Её зарядное напряжение 4,2 В. Ёмкость 3,2 Ач, а энергоёмкость 11,84 Вт-ч. Ну и разумеется на АлиЭкспресс этих ячеек полным-полно.
Структура батареи Tesla Model S P85
Структура батареи Tesla Model S P85
Так вот сам модуль состоит из 444 таких ячеек. Они соединены по схеме 6S 74P, это значит, что разработчики взяли 74 таких ячейки, поставили их вертикально вплотную друг к другу и просто соединили их параллельно двумя токопроводящими листовыми пластинами, наложив одну сверху, а другую снизу. Фактически они получили сборку напряжением 3,7 В и ёмкостью 236,6 Ач. Затем они взяли шесть таких сборок и соединили их последовательно, чтобы получить напряжение одного модуля 22,2 В.
Токопроводящие пластины
Токопроводящие пластины
Что касается механического скрепления всей этой конструкции, то сам модуль упакован в мягкий прозрачный пластик PET, чтобы изолировать эти токопроводящие пластины от корпуса батареи. На фото видно, насколько тонкими являются электрические соединения ячеек с пластиной. В результате энергоёмкость всей батареи, состоящей из 16 модулей составляет 84 кВт-ч, хотя сама модель называется Tesla Model S P85, типа там 85 кВт-ч.
Электрические соединения ячеек с пластинами
Электрические соединения ячеек с пластинами
При этом сами ячейки удерживаются между собой за счёт толстого стеклопластика. Эта прослойка с отверстиями из оргстела выполняет не только несущую функцию для придания жёсткости модулю, но и для электрической изоляции пластин относительно корпусов ячеек. Эти пластины не должны касаться ячеек. И поэтому они фактически накладываются на прослойку из толстого оргстекла, а через отверстия проходят электрические соединения.
Прослойка из оргстекла между ячейками и контактными пластинами
Прослойка из оргстекла между ячейками и контактными пластинами
Эти контактные пластины после последовательного соединения между собой подключаются к контактным клеммам модуля, с которых снимается напряжение 22,2 В. Однако здесь есть одна интересная особенность: дело в том, что BMS-плата, которая управляет процессами заряда и разряда, не видит каждую ячейку в отдельности. Эта плата видит только сборку из параллельно соединённых ячеек в количестве 74 шт.
Пластина прикручивается болтом к клемме
Пластина прикручивается болтом к клемме
Эти 74 ячейке в сборке между собой разумеется никак не сбалансированы. BMS-плата, а значит и компьютер электромобиля вообще не в курсе, как себя чувствует каждая ячейка в отдельности. Единственная информация, которую они получают, сводится к состоянию сборки из 74 ячеек в целом. Если в этой сборке деградируют или замкнут пара-тройка ячеек, то на состоянии всей сборки это скажется не сильно. Но если деградация будет массовой, то BMS-отправит сигнал на компьютер, а тот в свою очередь выведет вам ошибку батареи и попросит заменить весь модуль целиком.
BMS-плата
BMS-плата
Именно поэтому Tesla не пишет остаточную энергоёмкость батареи SOH в процентах, как это делает тот же Ниссан Лиф. Не пишет, потому что она не совсем в курсе, в каком состоянии её ячейки. Видимо в Тесла решили, что раз у них есть система терморегуляции, то ячейки будут жить долго, и не зачем заморачиваться с деградацией батареи.
Штуцер для подачи охлаждающей жидкости
Штуцер для подачи охлаждающей жидкости
Что касается системы обогрева / охлаждения ячеек в модуле, то в Tesla решили пойти своим путём. Они проложили между ячейками алюминиевую трубошину, по которой циркулирует охлаждайка, однако они не только закатали эту трубошину в полимерную изоляцию золотистого цвета, но зачем-то ещё проложили резиновую изоляцию серого цвета непонятной формы.
Между ячейками и трубошиной охлаждения есть резиновая прокладка с зубчиками
Между ячейками и трубошиной охлаждения есть резиновая прокладка с зубчиками
В результате, если вы будете хорошенько наваливать на своей Тесле, батарея перегреется, выдаст вам сообщение и ограничит мощность. Эта резиновая прокладка ещё и с зубчиками. По всей видимости разработчики решили таким образом продумать температурное расширение и сжатие ячеек и модуля в целом. Когда холодно, всё там сжимается, а когда жарко – расширяется, и эти выступы на резиновой ленте должны защитить трубошину с охлаждайкой от сдавливания. Так что ли, а, Илон Маск?
Алюминиевая трубошина в полимерной защите с резиновым уплотнением
Алюминиевая трубошина в полимерной защите с резиновым уплотнением
Но в таком случае совершенно непонятно, почему в Tesla Model 3 и Model Y нет этой резиновой прокладки. Там трубошина плотно прилегает к ячейке, и между ними очень тонкий слой полимерной изоляции. И почему-то ничего там не перегревается, не расширяется и не сдавливается. А, Илон Маск, как ты это объяснишь? Напиши в комментариях.
Так терморегулюрующая трубошина прилегает к ряду ячеек
Так терморегулюрующая трубошина прилегает к ряду ячеек
Модуль по краям имеет алюминиевую рамку, снимаем её и видим как эта трубощина терморегуляции прилегает к ряду аккумуляторных ячеек. Она имеет волнистую форму, чтобы увеличить пятно контакта с ячейками. Из чего делаем вывод, что большая часть цилиндрической поверхности ячеек никак не контактирует с трубошиной. Разумеется в сильный мороз такая система обогрева не даст батарее замёрзнуть, но при больших зарядных и разрядных токах эта система не в состоянии отвести тепло от ячеек.
Трубошина имеет волнистую форму
Трубошина имеет волнистую форму
К сожалению это худшая система терморегуляции за всю историю электромобилестроения. При этом в батареях энергоёмкостью 100 кВт-ч они эту резиновую прокладку убрали, в модуле освободилось место, и в него стало входить не 444 ячейки, а 516. Схема сборки 6S 86P. Ну и энергоёмкость всей батареи конечно же не 100 кВт-ч, а 97,75 кВт-ч.
Крепление штуцера к трубошине
Крепление штуцера к трубошине
Чтобы выпотрошить этот модуль, нужно вооружиться уникальными и не имеющими аналогов инструментами. В данном случае это ржавая кувалда, ржавое зубило и прорезиненная грязная перчатка. Не пытайтесь разбирать модули Тесла самостоятельно, если у вас нет должных навыков, знаний и опыта.
Инструменты, не имеющие аналогов))
Инструменты, не имеющие аналогов))
Плюс ко всему были задействованы стамеска, щипцы и отвертка. Сами ячейки отходят плохо, потому что удерживающая их между собой прослойка из оргстекла довольно толстая, она не ломается и не откалывается. Ячейки после отделения все в клею, они липкие, нуждаются в очистки и удалению остатков оргстекла.
Дополнительные инструменты
Дополнительные инструменты
Отделять ячейки нужно аккуратно, и желательно, чтобы они были разряжены. Потому что в случае повреждения корпуса ячейки веселуха с незапланированными фейерверками вам обеспечена. В данном случае разбираемый модуль был не просто разряжен, но и высажен в ноль. Часть ячеек уже были выбиты насквозь. Не советуем вам проделывать это с “живым” модулем.
Выбитые ячейки
Выбитые ячейки
Некоторые особо одарённые любители специально покупают б/у но при этом живые модули, чтобы достать оттуда ячейки и скрутить из них батареи для электробайков, электроинструментов и т.д. Такие ячейки конечно же будут служить меньше чем новые из Китая.
Орудия добычи и результат
Орудия добычи и результат
Не пропустите новые публикации
Пацан к успеху шёл…
разбор модуля батареи tesla model s p85
причина копирования текста – оригинал быстренько спрячут или вообще уберут.
в СССР разрабатывались топливные *метанол и серно натриевые батареи, их надо нагревать перед использованием. Оба варианта не сильно экологичные ядовитые и взрывоопасны при неправильном применении. Но в несколько раз мощнее либо дольше работают . А литий что разве нет?? Набрать можно в поиске чем тушить электрическую повозку Тесла. Самое экологическое топливо это ядерное ищем ядерная батарейка или ритэг .. до первой поломки или пока не разберут железку.
По суперконденсаторам может что то появится в ближайшем времени.
- модуль за 1800 долл. продается в Киевской губернии. Как его доставить .. (?)
- можно ячейки купить на али, едут в Московию поездом, в самолет никак низзя. месяца полтора.
- срок службы 3 года мин., не надо заряжать на морозе, не надо перегревать. Не наезжать на всякие арматурины
сейчас такая же батарея подключается к умному дому. умно с ней обращаться с осторожностью, держать в бетонном подвале, в отдельном помещении, не допускать затопления только.
есть видео – как потушить горящий электромобиль. Проще потушить бочку с бензином, намного. А это – термит, смешаный еще со в зрыв чаткой. Если батарея небольшая – помогут щипцы от печки и ведро а лучше бочка с песком.
