Мы посетили завод Tesla и узнали, как производитель электромобилей контролирует каждый аспект автомобиля, чтобы максимизировать эффективность.
- В продолжение нашей недавней статьи, посвященной ассортименту электромобилей Tesla, Автомобиль и водитель посетил Tesla, чтобы подробно рассказать о том, как производитель электромобилей остается в авангарде в высококонкурентных войнах за диапазон электромобилей.
- Частью ответа является подход Tesla к контролю, при котором она создает большую часть того, что ей нужно, а не закупает товары у поставщика.
- Одно из нескольких поучительных утверждений: по словам Теслы, если вы улучшите эффективность двигателя на 8–10 процентов, запас хода увеличится на 15–18 процентов.
Последние
В 2012 году небольшой стартап по производству электромобилей представил свой второй автомобиль. Tesla Model S 2012 года была не такой яркой, как предшествовавший ей родстер, но это был более практичный электромобиль, существенно изменивший взгляды мира на электрификацию. Седан Model S с самым большим аккумуляторным блоком емкостью 85.0 кВтч был рассчитан на 265 миль пробега EPA. Четыре года спустя был представлен более крупный блок мощностью 100.0 кВтч, и неудивительно, что запас хода подскочил до 315 миль. Аккумулятор большей емкости в том же корпусе позволяет проехать больше километров без подзарядки. Легко.
Диапазон против машины
Но в то время как упаковка осталась прежней, ассортимент с годами продолжал увеличиваться. Автомобиль и водитель посетили Tesla ранее в сентябре, и они рассказали нам о многих деталях того, как это достигается.
Текущая модель Tesla Model S Long Range Plus имеет дальность действия EPA 402 мили. Это на 87 миль больше, чем когда в 100.0 году была представлена версия автомобиля мощностью 2016 кВтч. То, как это достигается, тесно связано с тем фактом, что Tesla строит собственный двигатель, инвертор, аккумуляторную батарею и другие элементы, а не закупает их. от поставщика уровня 1. Этот подход «сделай сам» позволяет Tesla постоянно настраивать эти детали, чтобы максимизировать их эффективность.
Все батареи включены
В основе лежит батарея. В отличие от других автопроизводителей, таких как Audi, Toyota или Mercedes, Tesla предоставляет водителям доступ ко всей емкости рюкзака. В Model S это означает, что все 100.0 кВт/ч доступны владельцу, вместо того, чтобы всегда держать некоторую мощность в резерве во имя долговечности батареи. Об этом рассказал инженер Tesla. Автомобиль и водитель что компания всегда предлагала полный пакет для всех своих автомобилей. Батареи имеют конечный срок службы, и другие автопроизводители решили, что, когда некоторые из элементов умирают, у них будут резервные копии, чтобы занять их место. Например, Audi e-tron имеет мощность 95.3 кВтч. Однако это общее число: полезная часть батареи на самом деле составляет 86.5 кВтч.
По словам Теслы, есть также небольшие различия в емкости упаковки. Компания сообщила нам, что емкость батареи Model S составляет от 100.0 до 105.0 кВтч. Во время поездки на Model S Long Range Plus, поставляемой Tesla, автомобиль предупредил меня о том, что я проехал нулевую милю и израсходовал 96.2 кВтч, но в самом блоке мощностью 102.5 кВтч оставалось еще около 6.3 кВтч энергии. Тесла говорит, что система построена так, чтобы работать как бензобак с резервом.
Недостатком предоставления водителям всего пакета с первого дня является более очевидная деградация батареи. Там нет буфера, когда клетки перестают работать. Tesla предлагает восьмилетнюю гарантию на батарею от 100,000 150,000 до 70 XNUMX миль (в зависимости от модели и варианта автомобиля), которая гарантирует, что батареи сохранят как минимум XNUMX процентов емкости батареи. Тем не менее, для создания этих пакетов требуется партнерство.
Взгляни
Связи Tesla с производителями аккумуляторов LG Chem и Panasonic хорошо известны на Gigafactorys. Компании тесно сотрудничают, чтобы максимально эффективно использовать каждую ячейку, входящую в состав Tesla. Но после многих лет совместной работы Tesla переходит к другим производителям аккумуляторов, в частности к CATL в Китае, и, вероятно, изучает возможность внедрения всей системы производства аккумуляторов для большего контроля. Тесла признает, что в конечном итоге он упрется в стену с точки зрения того, сколько эффективности он может извлечь из батареи. Даже в этот момент Тесла сказал CD, она сосредоточится на том, чтобы сделать батарею более плотной, использовать более дешевые материалы и снизить цену за киловатт-час.
Между тем, последнее увеличение диапазона до 402 миль связано с новым химическим составом аккумуляторных элементов, что привело к более высокой плотности. Подобные улучшения также проникли в модельный ряд Model 3 и Model Y с начала производства. Это стало возможным благодаря тесному сотрудничеству с партнерами по производству аккумуляторов.
Вероятно, больше информации будет предоставлено во время мероприятия Tesla Battery Day на следующей неделе. Ожидается, что генеральный директор Илон Маск представит аккумулятор со сроком службы в один миллион миль и расскажет о будущем компании в области разработки аккумуляторов. Но опять же, дело не только в батарее; эффективность, которая приводит к транспортному средству с запасом хода в 402 мили от пакета мощностью 100.0 кВтч, должна быть распространена на все транспортное средство.
Фестиваль киловатт-часов
Укрощение трансмиссии
Сокращение отходов в трансмиссии увеличивает запас хода. Чем эффективнее двигатель, тем больше времени электромобиль будет находиться в пути. Тесла сказал Автомобиль и водитель что двигатель в Model S увеличил КПД с 80 до 90 процентов, а пиковый КПД составил 94 процента во время циклов испытаний EPA. По словам Теслы, если вы улучшите эффективность двигателя на 8-10 процентов, запас хода улучшится на 15-18 процентов.
Tesla также сообщила нам, что ее инвертор (который берет энергию постоянного тока и преобразует ее в трехфазный переменный ток для двигателя) имеет КПД от 96 до 97 процентов. На пике инвертор имеет КПД почти 99 процентов. Конечно, остается вопрос преобразования электроэнергии переменного тока в постоянный при подключении к зарядному устройству уровня 1 или 2. Tesla не уточнила эту эффективность, которая также зависит от вашей местной электрической инфраструктуры, но она гораздо менее эффективна. Использование электрического масляного насоса для коробки передач снижает потребление энергии за счет разбрызгивания масла только при необходимости. Это в дополнение к повышению эффективности подшипников и уплотнений.
Инженер Tesla сказал нам, что компания потратила последние 10 лет на создание моделей MATLAB, где течет вся энергия. Исходя из этого, определяется, где транспортные средства несут убытки из-за неэффективности. Затем команда входит и постоянно настраивает оборудование для повышения эффективности. Дополнительные вторичные улучшения могут быть добавлены через беспроводные обновления.
Все эти улучшения добавляются к технике по мере ее готовности. В отличие от большинства других автопроизводителей, компания не придерживается графика обновления модельного года. Если двигатель более эффективен, он отправляется в машину, когда он готов, вместе с другими настройками, как в середине лета компания объявила, что Model S Long Range Plus преодолела отметку в 400 миль.
Это сетевое подключение к транспортным средствам работает в обоих направлениях. Tesla смогла получить анонимные данные от автомобилей и использовать их для корректировки программного обеспечения. Он может видеть, как движется большая часть транспортных средств, и использовать эту информацию, чтобы помочь ему определить корректировки будущих итераций программного и аппаратного обеспечения.
Все эти настройки и переделки, попытки выжать все до последней капли энергии из компонентов требуют, чтобы многие элементы, используемые в автомобиле, были построены собственными силами. Другими словами, эффективность Теслы требует, чтобы Тесла была построена. Это также распространяется на сохранение этих автомобилей на дороге.
Наддув везде
В течение многих лет традиционные автопроизводители не хотели заниматься зарядкой. Tesla пошла в другом направлении, построив собственную сеть Supercharging. Команда, которая построила зарядное устройство для автомобиля, на самом деле построила первую станцию Supercharger. Вместе с этим появился планировщик поездок, который изначально был создан автомобильным инженером. В совокупности это дало автопроизводителю преимущество над электромобилями других компаний из-за простоты использования системы и количества мест. Только в Соединенных Штатах насчитывается более 1000 из приблизительно 1900 мировых станций.
Все эти станции в США используют проприетарное соединение. В отличие от остальной отрасли, которая переходит на порты быстрой зарядки постоянного тока CCS, Tesla пошла своим путем. Хотя компания хотела бы быть эталоном, маловероятно, что это когда-либо произойдет.
В то время как первый Supercharger увеличил запас хода Model S примерно на 70 миль за 15 минут, текущая Model S набирает 160 миль за тот же период времени. Неудивительно, что Тесла сказал Автомобиль и водитель что следующая модель S будет поддерживать еще более быструю зарядку. Текущий Supercharger V3 компании поддерживает пиковую мощность 250 кВт, которая поддерживается Model S, Model X и некоторыми вариантами Model 3. Так что ожидайте более быстрой зарядки либо от Supercharger V4, либо от обновления до V3. Ожидайте также, что поддерживаемая скорость зарядки выше 250 кВт будет исходить от Model S и, в конечном итоге, от других моделей линейки Tesla.
Все это приводит к тому, что автопроизводитель, похоже, оставляет традиционных автопроизводителей позади в гонке за лучший ассортимент. Во время Автомобиль и водитель В реальном мире на модели S Long Range Plus, поставляемой Tesla, мы ехали со скоростью 65 миль в час с климат-контролем, установленным на 72 градуса, и включенным адаптивным круиз-контролем. Наш диапазон составлял 422.7 мили, используя 99.3 кВтч аккумуляторной батареи на 102.5 кВтч. Тесла экстраполировал данные, чтобы предсказать, что транспортное средство достигло бы дальности 430 миль, прежде чем транспортное средство отключилось и его пришлось бы буксировать на платформе. Это впечатляющее достижение для маршрута, который дважды пролегал от завода Tesla во Фримонте до Соледада, штат Калифорния, и обратно.
Нам еще предстоит провести Автомобиль и водитель тестирование дальности, чтобы точно знать, как эффективность Tesla соотносится с другими электромобилями, включая другие Tesla. Наш сертифицированный GPS тест запускает автомобили со скоростью 75 миль в час на том же участке дороги, который используется для тестирования как бензиновых, так и электрифицированных транспортных средств.
Но даже если бы наш тест в Мичигане показал более низкий диапазон (что является предрешенным выводом, поскольку мы запускаем автомобили на более высокой скорости), Tesla продолжает пожинать плоды своего раннего решения производить компоненты самостоятельно, чтобы иметь максимальный контроль. над тем, как они работают в транспортном средстве как единое целое. От транспортных средств до экосистемы, которая удерживает их на дороге, Tesla работает над тем, чтобы почти все работало в унисон. Неудивительно, что Lucid, которым управляет бывший главный инженер Model S Питер Роулинсон, использует ту же стратегию.
