Бесконечные батареи для теслы принцип работы
Добавил пользователь Евгений Кузнецов Обновлено: 19.09.2024
Универсальное применение электроэнергии во всех сферах человеческой деятельности сопряжено с поисками бесплатного электричества. Из-за чего новой вехой в развитии электротехники стала попытка создать генератор свободной энергии, который позволил бы значительно удешевить или свести к нулю затраты на получение электроэнергии. Наиболее перспективным источником для реализации этой задачи является свободная энергия.
Что представляет собой свободная энергия?
Термин свободной энергии возник во времена широкомасштабного внедрения и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания, когда проблема получения электрического тока напрямую зависела от затрачиваемых для этого угля, древесины или нефтепродуктов. Поэтому под свободной энергией понимается такая сила, для добычи которой нет необходимости сжигать топливо и, соответственно, расходовать какие-либо ресурсы.
Первые попытки научного обоснования возможности получения бесплатной энергии были заложены Гельмгольцем, Гиббсом и Теслой. Первый из них разработал теорию создания системы, в которой вырабатываемая электроэнергия должна быть равной или больше затрачиваемой для начального пуска, то есть получения вечного двигателя. Гиббс высказал возможность получения энергии при протекании химической реакции настолько длительной, чтобы этого хватало для полноценного электроснабжения. Тесла наблюдал энергию во всех природных явлениях и высказал теорию о наличии эфира – субстанции, пронизывающей все вокруг нас.
Сегодня вы можете наблюдать реализацию этих принципов для получения свободной энергетики в бестопливных генераторах. Некоторые из них давно встали на службу человечеству и помогают получать альтернативную энергетику из ветра, солнца, рек, приливов и отливов. Это те же солнечные батареи, ветрогенераторы, гидроэлектростанции, которые помогли обуздать силы природы, находящиеся в свободном доступе. Но наряду с уже обоснованными и воплощенными в жизнь генераторами свободной энергии существуют концепции бестопливных двигателей, которые пытаются обойти закон сохранения энергии.
Проблема сохранения энергии
Главный камень преткновения в получении бесплатного электричества – закон сохранения энергии. Из-за наличия электрического сопротивления в самом генераторе, соединительных проводах и в других элементах электрической сети, согласно законов физики, происходит потеря выходной мощности. Энергия расходуется и для ее пополнения требуется постоянная подпитка извне или система генерации должна создавать такой избыток электрической энергии, чтобы ее хватало и для питания нагрузки, и для поддержания работы генератора. С математической точки зрения генератор свободной энергии должен иметь КПД более 1, что не укладывается в рамки стандартных физических явлений.
Схема и конструкция генератора Теслы
Никола Тесла стал открывателем физических явлений и создал на их основе многие электрические приборы, к примеру, трансформаторы Тесла, которые используются человечеством, и по сей день. За всю историю своей деятельности он запатентовал тысячи изобретений, среди которых есть не один генератор свободной энергии.
Рис. 1. Генератор свободной энергии Тесла
Посмотрите на рисунок 1, здесь приведен принцип получения электроэнергии при помощи генератора свободной энергии, собранного из катушек Тесла. Это устройство предполагает получение энергии из эфира, для чего катушки, входящие в его состав настраиваются на резонансную частоту. Для получения энергии из окружающего пространства в данной системе необходимо соблюдать следующие геометрические соотношения:
- диаметр намотки;
- сечения провода для каждой из обмоток;
- расстояние между катушками.
Сегодня известны различные варианты применения катушек Тесла в конструкции других генераторов свободной энергии. Правда, каких-либо значимых результатов их применения добиться, еще не удалось. Хотя некоторые изобретатели утверждают обратное, и держат результат своих разработок в строжайшей тайне, демонстрируя лишь конечный эффект работы генератора. Помимо этой модели известны и другие изобретения Николы Теслы, которые являются генераторами свободной энергии.
Генератор свободной энергии на магнитах
Эффект взаимодействия магнитного поля и катушки широко применяется в магнитных двигателях. А в генераторе свободной энергии этот принцип применяется не для вращения намагниченного вала за счет подачи электрических импульсов на обмотки, а для подачи магнитного поля в электрическую катушку.
Толчком к развитию данного направления стал эффект, полученный при подаче напряжения на электромагнит (катушку намотанную на магнитопровод). При этом находящийся поблизости постоянный магнит притягивается к концам магнитопровода и остается притянутым даже после отключения питания от катушки. Постоянный магнит создает в сердечнике постоянный поток магнитного поля, которое будет удерживать конструкцию до тех пор, пока ее не оторвут физическим воздействием. Этот эффект был применен в создании схемы генератора свободной энергии на постоянных магнитах.
Рис. 2. Генератор свободной энергии на магнитах
Посмотрите на рисунок 2, для создания такого генератора свободной энергии и питания от него нагрузки необходимо сформировать систему электромагнитного взаимодействия, которая состоит из:
- пусковой катушки (I);
- запирающей катушки (IV);
- питающей катушки (II);
- поддерживающей катушки (III).
Также в схему входит управляющий транзистор VT1, конденсаторы Cб и Cф, диоды VD1-VD6, ограничительный резистор Rб и нагрузка ZH.
От протекающего магнитного потока в катушках II, III, IV наводится ЭДС. Электрический потенциал от IV катушки подается на базу транзистора VT1, создавая управляющий сигнал. ЭДС в катушке III предназначена для поддержания магнитного потока в магнитопроводах. ЭДС в катушке II обеспечивает электроснабжение нагрузки.
Камнем преткновения в практической реализации такого генератора свободной энергии является создание переменного магнитного потока. Для этого в схеме рекомендуется установить два контура с постоянными магнитами, в которых силовые линии имеют встречное направление.
Кроме вышеприведенного генератора свободной энергии на магнитах сегодня существует ряд схожих устройств конструкции Серла, Адамса и других разработчиков, в основе генерации которых лежит использование постоянного магнитного поля.
Последователи Николы Теслы и их генераторы
Лестер Хендершот
Хендершот развивал теорию о возможности использования магнитного поля Земли для генерации электроэнергии. Первые модели Лестер представил еще в 1930-х годах, но они так и не были востребованы его современниками. Конструктивно генератор Хендершота состоит из двух катушек со встречной намоткой, двух трансформаторов, конденсаторов и подвижного соленоида.
Рис. 3: общий вид генератора Хендершота
Работа такого генератора свободной энергии возможна только при его строгой ориентации с севера на юг, поэтому для настройки работы обязательно используется компас. Намотка катушек выполняется на деревянных основаниях с разнонаправленной намоткой, чтобы снизить эффект взаимной индукции (при наведении в них ЭДС, в обратную сторону ЭДС наводится не будет). Помимо этого катушки должны настраиваться резонансным контуром.
Джон Бедини
Свой генератор свободной энергии Бедини представил в 1984 году. Особенностью запатентованного устройства был энерджайзер – устройство с постоянным вращающимся моментом, которое не теряет оборотов. Такой эффект был достигнут за счет установки на диск нескольких постоянных магнитов, которые при взаимодействии с электромагнитной катушкой создают в ней импульсы и отталкиваются от ферромагнитного основания. Благодаря чему генератор свободной энергии получал эффект самозапитки.
Более поздние генераторы Бедини стали известны за счет одного школьного эксперимента. Модель оказалась значительно проще и не представляла собой чего-то грандиозного, но она смогла выполнять функции генератора свободного электричества порядка 9 дней без помощи извне.
Рис. 4. Принципиальная схема генератора Бедини
Посмотрите на рисунок 4, здесь приведена принципиальная схема генератора свободной энергии того самого школьного проекта. В ней используются следующие элементы:
- вращающийся диск с несколькими постоянными магнитами (энерджайзер);
- катушка с ферромагнитным основанием и двумя обмотками;
- аккумулятор (в данном примере он был заменен на батарейку 9В);
- блок управления из транзистора (VT1), резистора (R1) и диода (VD1);
- токосъем организован с дополнительной катушки, питающей светодиод, но можно производить питание и от цепи аккумулятора.
С началом вращения постоянные магниты создают магнитное возбуждение в сердечнике катушки, которое наводит ЭДС в обмотках выходных катушек. За счет направления витков в пусковой обмотке ток начинает протекать, как показано на рисунке ниже через пусковую обмотку, резистор и диод.
Рис. 5. Начало работы генератора Бедини
Когда магнит находится непосредственно над соленоидом, сердечник насыщается и запасенной энергии становится достаточно для открытия транзистора VT1. При открытии транзистора, ток начинает протекать и в рабочей обмотке, осуществляющей подзаряд аккумулятора.
Рис. 6. Запуск обмотки подзаряда
Энергии на этом этапе становится достаточно для намагничивания ферромагнитного сердечника от рабочей обмотки, и он получает одноименный полюс с находящимся над ним магнитом. Благодаря магнитному полюсу в сердечнике, магнит на вращающемся колесе отталкивается от этого полюса и ускоряет дальнейшее движение энерджайзера. С ускорением движения импульсы в обмотках возникают все чаще, и светодиод с мигающего режима переходит в режим постоянного свечения.
Увы, такой генератор свободной энергии не является вечным двигателем. На практике он позволил системе работать в десятки раз дольше, чем она смогла бы функционировать на одной батарейке, но со временем все равно останавливается.
Тариель Капанадзе
Капанадзе разрабатывал модель своего генератора свободной энергии в 80 — 90-х годах прошлого века. Механическое устройство основывалось на работе усовершенствованной катушки Тесла. Как утверждал сам автор, компактный генератор мог питать потребителей мощностью в 5 кВт. В 2000-х генератор Капанадзе промышленных масштабов на 100 кВт попытались построить в Турции, по техническим характеристикам ему для пуска и работы требовалось всего 2 кВт.
Рис. 7. Принципиальная схема генератора Капанадзе (вариант схемы от Jean-Louis Naudin)
Оригинальный вариант схемы генератора Капанадзе остается неизвестным. На рисунке выше приведена принципиальная схема генератора свободной энергии от исследователя Jean-Louis Naudin. Он провел серию экспериментов, цель которых была понять принцип работы генератора Капанадзе, который тот представлял в демонстрационном видео ролике. В итоге эта работа привела к созданию собственного варианта генератора, который близок к оригинальному устройству.
Практическая схема генератора свободной энергии
Несмотря на большое количество существующих схем генераторов свободной энергии совсем немногие из них могут похвастаться реальными результатами, которые можно было бы проверить и повторить в домашних условиях.
Рис. 8. Рабочая схема гегератора Тесла
На рисунке 8 выше приведена схема генератора свободной энергии, которую вы можете повторить в домашних условиях. Этот принцип был изложен Николой Тесла. Для его работы используется металлическая пластина, изолированная от земли и расположенная на какой-либо возвышенности. Пластина является приемником электромагнитных колебаний в атмосфере. Сюда входит достаточно широкий спектр излучений (солнечных, радиомагнитных волн, статического электричества от движения воздушных масс и т.д.)
Приемник подключается к одной из обкладок конденсатора, а вторая обкладка заземляется, что и создает требуемую разность потенциалов. Единственным камнем преткновения к его промышленной реализации является необходимость изолировать на возвышенности пластину большой площади для питания хотя бы частного дома.
Современный взгляд и новые разработки
Несмотря на повсеместную заинтересованность созданием генератора свободной энергии, вытеснить с рынка классический способ получения электроэнергии они еще не могут. Разработчикам прошлого, выдвигавшим смелые теории по поводу значительного удешевления электроэнергии, не хватало технического совершенства оборудования или параметры элементов не могли обеспечить надлежащего эффекта. А благодаря научно-техническому прогрессу человечество получает все новые и новые изобретения, которые делают уже осязаемым воплощение генератора свободной энергии. Следует отметить, что сегодня уже получены и активно эксплуатируются генераторы свободной энергии, работающие на силе солнца и ветра.
Но, в то же время, в интернете вы можете встретить предложения о приобретении таких устройств, хотя в большинстве своем это пустышки, созданные с целью обмануть неосведомленного человека. А небольшой процент реально работающих генераторов свободной энергии, будь то на резонансных трансформаторах, катушках или постоянных магнитах, может справляться лишь с питанием маломощных потребителей. Обеспечить электроэнергией, к примеру, частный дом или освещение во дворе они не могут.
Как итог, генераторы свободной энергии – перспективное направление, но их практическая реализация все еще не воплощена в жизнь.
Как известно, самым узким местом в деле прогресса электрического транспорта являются источники электропитания – аккумуляторы. Технологии уже много лет топчутся на месте, а качественного рывка всё не происходит, несмотря на активные исследования в этой области многих компаний.
Но, похоже, новый раунд в поединке между электромоторами и ДВС завершается поражением последних. В июне 2020 года председатель правления крупнейшего китайского производителя аккумуляторов Contemporary Amperex Technology Company Limited (CATL) Цзэн Юйцунь заявил о том, что заводы компании уже готовы производить серийно абсолютно новый аккумулятор для электромобилей, который рассчитан на суммарный пробег в два миллиона километров и срок службы 16 лет.
Это означает, что новая батарея будет, по сути, вечной, и о её замене можно будет забыть – 16 лет нынче никто на одной машине не ездит. Предыдущая батарея CATL имела ресурс в два раза меньше.
Китайский гигант заявил, что стоимость новой батареи будет всего на 10% больше, чем предыдущей.
В CATL не сказали, кто выступил заказчиком разработки новых батарей, но не скрывают, что завод часто посещает Илон Маск, у которого под Шанхаем есть сборочное производство Tesla Model 3. Так что никто не ошибется, если подумает, что новые аккумуляторы предназначены для электрокаров Маска.
На самом деле, для электромобилей это огромный шаг вперед. Несмотря на то, что главная проблема этих машин состоит в небольшой дальности хода без подзарядки (примерно половина расстояния от машин с двигателем внутреннего сгорания), увеличение ресурса батареи должно существенно повысить спрос – во всяком случае в самом Китае ожидают, что продажи электромобилей подскочат на 8%.
Вообще, электромобили и гибриды всё больше и больше теснят автомобили с традиционными двигателями. Помимо Теслы на рынке электромобилей присутствуют BMW, Honda, Nissan, Toyota, Volkswagen, Volvo. И доля этих машин будет все время расти – для этого правительства многих стран прикладывают большие усилия и предоставляют новым владельцам субсидии и низкие налоги (или полное их отсутствие).
По версии ведущих автопроизводителей внедрение электромобилей – процесс необратимый. Переломный момент должен наступить через 10-15 лет, именно в этот период времени количество электромобилей и автомобилей с ДВС должен сравняться. После этого на рынке начнется тотальное доминирование электрических машин, а ДВС постепенно будут уходить в историю, как в свое время ушли паровые двигатели.
Обратите внимание, ток силой 1 Ампер, вытекающий из лампочки, точно такой же, как и ток силой 1 Ампер, втекающий в нее. Из лампы вытекает такое же количество тока, что и втекает в нее. Следовательно, какое количество тока "расходуется" на выполнение работы в лампочке? Ответ: никакое . Энергия никогда не исчезает, худшее, что с ней может случиться - это преобразование из одного вида в другой.
Почему же тогда батарея не может поддерживать свечение лампочки вечно? Ответ находится в особенности работы батареи. Если ток течет в одном направлении, батарея заряжается, если в другом - разряжается:
Разряд батареи не имеет ничего общего с течением тока через лампочку, батарея разрядится не менее успешно, если лампочку исключить из электрической цепи. Полезная "работа" по созданию света благодаря течению тока через батарейку не "расходует" никакого тока, и, что более важно, не "расходует" никакой энергии. Энергию нельзя "расходовать" - ее можно преобразовывать из одной формы в другую. Это трудно понять, поскольку нас приучили думать, что мы должны постоянно покупать энергию у генерирующих компаний чтобы питать электроприборы. Предположение, что мы как бы покупаем энергию, которая в дальнейшем "расходуется" электроприборами, и мы должны покупать снова и снова, чтобы приборы продолжали работать - ошибочно. Мы же принимаем его потому, что нас к этому приучили. На самом деле это не так.
Ток, протекающий через лампочку может быть направлен на заряд другой батареи. Т.е. один и тот же ток может одновременно вызывать свечение лампочки и заряжать вторую батарею:
На этом рисунке, цепь питается батареей 1, как и прежде, но при этом направлен на заряд второй батареи. Безусловно, первая батарея разряжается, как и прежде, но позитив в том, что вторая батарея постоянно заряжается. В конце мы меняем батареи местами:
теперь, вновь заряженная батарея 2 поддерживает свечение лампочки и перезаряжает батарею 1. Кажется невозможным? Это не так. Никола Тесла демонстрировал подобную систему из 4-х батарей, в которой он применил 4 идентичные батареи в аналогичной схеме:
Благодаря использованию 12-Вольтовых батарей, показанных на рисунке, напряжение на лампочке = те же 12В, что и при использовании 1 батареи, как на первом рисунке, поскольку батареи 1 и 2 включены последовательно (напряжение удваивается в этом случае), в то время как батареи 3 и 4 включены параллельно (напряжение при этом не меняется, т.е. = 12В). Тесла в своей схеме менял местами включение батарей 1-2 с 3-4. В то же время он предпочел делать это несколько иначе, меняя способ подключения (параллель / последовательно) несколько сотен раз в секунду .
Есть еще один важный фактор, участвующий в зарядных цепях, применимый к обычным кислотно-свинцовым батареям, имеющий непосредственное отношение к данному материалу. Процесс зарядки в подобной коммутируемой цепи происходит посредством электронов, бегущих по проводам-проводникам и в батарею. Основной ток внутри батареи осуществляется заряженными ионами в свинцовых пластинах батареи. Эти ионы в сотни тысяч раз "тяжелее" электронов. Что, в принципе, несущественно, как только ионы приходят в движение, но в начальную долю секунды, прежде чем ионы придут в движение, "входящие" электроны скапливаются как машины в пробке. Эта толпа электронов вызывает повышение напряжения на (негативном / противоположном) терминале батареи, намного выше номинального напряжения батареи, и таким образом, зарядка начинается с высоковольтного импульса большого тока, направленного в батарею.
Обычно это не заметно при использовании стандартного зарядного устройства, питаемого от сети, поскольку включение происходит лишь единожды за все время зарядки. В Тесла-свиче же, равно как и в схеме Бедини, это не так. В схеме используется разница в инерции электронов и ионов свинца, и используется многократно, с огромной выгодой. Техника данной схемы состоит в постоянном использовании очень коротких импульсов. Если импульсы достаточно короткие, напряжение и ток, текущий во вторую батарею намного превышают значения, очевидные при поверхностном взгляде на схему. Магия здесь ни при чем, это происходит благодаря известным особенностям материалов, используемых в схеме.
Незнакомому с подобными системами человеку схемы Бедини могут на первый взгляд показаться корявыми, собранными на скорую руку. Трудно себе представить нечто более далекое от истины, чем подобное суждение. Джон зачастую применяет механическую коммутацию, поскольку она обеспечивает резкое включение/выключение. Джон прекрасно разбирается в своей схематике и точно знает, что нужно делать.
Корпорация Electrodyne тестировала схему Тесла с 4-мя батареями на протяжении 3-х лет. Они обнаружили, что в конце тестирования батареи не показали признаков какого-либо чрезвычайного износа. Использовались обычные кислотно-свинцовые батареи. Система питала освещение, обогреватели, телевизоры, небольшие моторы, а также электромотор мощностью 30 л.с. Если батареи разряжались до низкого значения, а потом подключались с нагрузкой, (полная) перезарядка батарей происходила менее чем за 1 минуту. Оставленные без вмешательства, каждая из батарей приобретала заряд до 36 Вольт. Чтобы предотвратить перезаряд, была разработана контрольная схема. Применялись механические коммутаторы, и пришли к выводу, что при частоте коммутации менее 100 Гц схема неэфективна, а свыше 800 Гц может быть опасна.
При этом они не упоминают, почему считают более высокие частоты коммутации опасными. Если мы разберемся, что именно происходит (в схеме), возможно, мы получим ответ. Процесс заряда выглядит следующим образом:
В момент "А" выключатель замкнут, соединяя источник напряжения (батарею, заряженный конденсатор, прочее) с кислотно-свинцовой батареей. Электроны начинают бежать снаружи соединяющего провода. Будучи очень легкими, и не встречая значительного сопротивления, они движутся весьма быстро (внутри провода электроны перемещаются всего на несколько дюймов в час, поскольку движение сквозь проводник затруднено). Все идет хорошо до момента "В", когда электроны достигают свинцовых пластин внутри батареи. Здесь они сталкиваются с проблемой, поскольку течение тока по пластинам осуществляется ионами свинца. Последние отлично справляются со своей задачей, но им из-за большого веса требуется доля секунды чтобы прийти в движение. Эта доля секунды очень важна, поскольку именно она открывает дверь свободной энергии. В эту долю секунды, электроны скапливаются, поскольку продолжают прибывать по соединяющему проводу с огромной скоростью. Следовательно, в момент "С" их скапливается значительное количество.
Скопление большого количества электронов аналогично внезапному подключению источника значительно бόльшего напряжения, способного давать куда больший ток. Эта ситуация весьма непродолжительна, но имеет три очень важных следствия.
Во-первых, в момент "D" в батарею заходит ток, намного превышающий ожидаемое значение от источника.
Во-вторых, (начало псевдонаучной абракадабры) этот эффект изменяет состояние энергетического поля нулевой точки (пространственно-временной континуум), в котором находится электрическая цепь, заставляя бόльшую энергию из окружающего пространства вливаться в контур. Это в некотором роде подобно тому, как солнечный свет вызывает ток в солнечных панелях, с той разницей, что вместо видимого света, поток энергии для нас невидим (конец псевдонаучной абракадабры).
В-третьих, избыточная энергия попадает в батарею, заряжая ее сильнее, чем можно было бы ожидать, и в то же время, часть избыточной энергии течет в нагрузку, выполняя при этом полезную работу. Под нагрузкой мы понимаем лампу, мотор, инвертер, насос, дрель, что угодно.
Итак, избыточная энергия собирается из окружающей среды и используется для выполнения полезной работы и одновременного заряда батарей. Очевидно, нарушается известный афоризм, что нельзя одновременно "и рыбку съесть, и . ", поскольку происходит именно это. Вместо того, чтобы разряжаться, питая нагрузку, батарея заряжается, питая нагрузку! Вот почему данная схема позволяет вращать мотор даже от разряженной батареи. Это становится возможным благодаря тому, что пластины батареи состоят из свинца, который создает "электронную пробку" (пробку из электронов), вынуждая окружающую среду заряжать батарею и одновременно питать нагрузку. Вот откуда "магический фокус" с питанием мотора от разряженной батареи. В принципе, чем более батарея разряжена, тем быстрее она заряжается, поскольку окружающая среда реагирует и предоставляет бόльшую энергию в разряженную батарею. окружающая среда является источником неограниченной мощности, доступной к использованию. Джон Бедини, являющийся несомненным специалистом в данной области, ставил эксперименты, в которых моторы вращались постоянно в течение трех и более (!) лет , при этом батареи совершенно не разряжались, несмотря на выполнение моторами полезной работы. Скажете, замечательная батарея? Нет, замечательная окружающая среда!
Для того, чтобы обеспечить необходимое скопление электронов, закрытие выключателя должно быть очень резким и эффективным. Для этих целей подходит тиристор, или "SCR", поскольку, включившись, он переключается резко и полностью. До сих пор звучит неплохо? Это лишь начало. Я предполагаю, что Тесла-свич из 4-х батарей основан на этом принципе, и работал в диапазоне частот 100 - 800 Гц.
Данную схему можно улучшить еще больше, резко отключая ток электронов от исходного источника напряжения, до того, как процесс скопления электронов завершится (ЭДС самоиндукции ? - прим.перев.), что вызывает внезапное (очень краткое) еще большее увеличение дополнительной мощности, повышающее напряжение еще больше, что, в свою очередь, позволяет увеличить отдачу полезной мощности в нагрузку и усоврить заряд батареи.
Еще большего эффекта можно добиться, если следующий импульс достигает батареи/нагрузки до того, как эффект от предыдущего импульса рассеивается. Предполагаю, что именно это сочли "опасным" во время экспериментов в корпорации Electrodyne на частотах, превышающих 800 Гц ("лавинный эффект" ? - прим. перев.). Я думаю, дело не в том, что батарея либо нагрузка "не готовы" принять избыточную энергию, а, скорее, в использовании компонентов, не рассчитанных на большие токи/напряжения. Они упоминают, что при дальнейшем повышении частоты, некоторые компоненты схемы выходили из строя, так как не были рассчитаны на работу с большими токами/напряжением (обратите внимание, использовавшиеся выходные конденсаторы рассчитаны были на 100 Вольт, что в восемь раз превышает номинальное напряжение батарей). Едва ли это можно назвать проблемой, учитывая, что у них 12-Вольтовые батареи при необходимости отлично могли выдерживать напряжение в 36В. В итоге они добавили схему ограничения по напряжению до удобного уровня.
Подведём итоги. Тесла-свич из 4-х батарей демонстрировал кажущееся невозможным благодаря:
- Перехвату тока от нагрузки и направлению его на заряд второй батареи, вместо того чтобы дать ему рассеяться;
- Использованию инерционности тяжелых ионов свинца с помощью коротких, резких импульсов (коммутирование);
- Привлечению дополнительной энергии из окружающей среды для заряда батарей и одновременного питания нагрузки.
Главное, для работы схемы - это быстрое и качественное переключение, провода, рассчитанный на большой ток. Вот схема Теслы с 4 батареями:
Аккумуляторы в электромобилях — слабое звено. Даже если батарея сконструирована без инженерных ошибок и не дает сбоев, ее срок службы гораздо меньше, чем у самого электромобиля. Ну а поскольку последние сейчас — восходящий тренд, то производители стремятся улучшить аккумуляторы, чтобы сделать электрокары еще популярнее.
Инженерная компания, которая разрабатывает различные технологические новшества для Tesla, занимается созданием батарей, способных выдержать 1 млн миль (свыше 1,6 млн км) пути без необходимости замены. Tesla Inc такие батареи нужны, и не только для того, чтобы радовать клиентов, но и для машин, которые будут обслуживать клиентов роботакси — сервиса, который компания планирует запустить в скором будущем (возможно, уже в следующем году).
Выступая на Tesla Autonomy Event, Илон Маск заявил, что электромобили компании конструируются таким образом, чтобы выдержать 1 млн миль. Это касается как автомобиля в целом, так и отдельных его компонентов. Всех, кроме аккумуляторов. Текущие батареи нужно менять после 300 — 500 тыс. миль проделанного пути.
Команда исследователей, которая проводит тестирование, испытывает аккумуляторы в разных режимах и с разной нагрузкой. Так, тесты включают долгосрочный цикл зарядки-разрядки при температурах в 20, 40 и 55°C, краткосрочное хранение при тех же условиях и еще несколько режимов. Батареи испытываются с разными электролитами, включая те, что могут обеспечить быстрый заряд аккумулятора.
Как оказалось, даже при температуре в 40°C аккумуляторы выдерживают 4000 циклов заряд-разряд. С активной системой охлаждения, которая используется в батарейных комплексах Tesla, срок службы будет еще выше, аккумуляторы смогут выдерживать около 6000 циклов.
По словам исследователей, новые аккумуляторы идеально подходят для роботакси, электрических тягачей и прочих транспортных средств, которые работают постоянно и на износ. Для тягачей, которые накатывают за короткое время десятки и сотни тысяч километров, это особенно важно.
Насколько можно судить, Tesla постепенно приближается сразу к нескольким намеченным целям. Одна из них — постоянное наращивание объемов выпуска электромобилей. Вторая — улучшение качества своих машин и постепенное увеличение автономности. Плюс ко всему, компания расширяет ассортимент выпускаемых транспортных средств и предоставляемых услуг. И для всего этого нужны аккумуляторы — надежные, долгосрочные, с возможностью быстрой зарядки. Если новые батареи реально могут выдержать 1,6 млн км, то вскоре на дороги выйдут новые электромобили, которые будут служить очень долго.
В мире довольно много людей, которые любят проверять соответствие заявлений производителей различных устройств и систем реальному положению вещей. Один из таких правдолюбцев — владелец электромобиля Tesla Джейсон Хьюз (Jason Hughes). Он первым обнаружил тот факт, что емкость батарей транспортного средства не всегда соответствует заявленным характеристикам. В частности, при разборке батареи на 85 кВт*ч оказалось, что реальная емкость аккумулятора составляет всего 81 кВт*ч с доступной емкостью 77 кВт*ч.
После разборки оказалось, что один модуль аккумулятора содержит 516 ячеек. Всего в батарее оказалось 8256 ячеек. Это на 16% больше, чем в предыдущих батареях емкостью 85/90 кВт*ч.
Он также показал разобранную старую (вверху) и новую (внизу) батареи на 85 кВт*ч и 100 кВт*ч соответственно. По словам Хьюза, у новинки 98,4 кВт*ч оперативной емкости и буфер на 4 кВт*ч, что дает общую емкость в 102,4 кВт*ч.
Архитектура батареи действительно претерпела значительные изменения, но внешне аккумулятор остался практически таким-же. С новым приобретением электромобиль Model X P90D, принадлежащий Хьюзу, превратился в модель P100D.
По словам технического директора компании, некоторые ключевые новинки, добавленные в новый аккумулятор, разработаны в полном соответствии с планами развития технологии в Tesla Motors. Именно четкое соблюдение плана и новые технологии позволили компании выпустить Tesla Model 3.
Что касается совместимости, то у батарей нового образца прежняя конструкция коннектора кабеля высокого напряжения, низкого напряжения и коннектора системы охлаждения. Правда, появилось обновленное кольцо, опоясывающее коннектор кабеля высокого напряжения. В целом, новые батареи полностью совместимы с любыми разновидностями Tesla Model S или Tesla Model X.
Правда, коннектор оранжевого цвета можно снять, для того, чтобы заменить на коннектор, совместимый с Tesla Model S. Так что проблемы совместимостью нет — обновленные аккумуляторы подходят для большинства моделей электромобилей от Tesla.
Где производят аккумуляторы?
В этом месяце корпорация Tesla Motors заявила о начале производства литий-ионных батарей на своей фабрике, которую компания называет Gigafactory. Процесс производства осуществляется совместно с японской компанией Panasonic. Японцы достаточно давно сотрудничают с Tesla, ранее, например, было объявлено о том, что компания вкладывает в предприятие Илона Маска Solar Roof около $853 млн.
Что касается Гигафабрики, то здесь будут производиться аккумуляторы для Tesla Model 3. Электромобили начнут производить уже во втором квартале этого года. К 2018 году объем производимых батарей в совокупности составит 35 ГВт*ч в год. Это — около половины мощности всех производимых в мире аккумуляторов. На производстве занято в текущий момент 6500 человек, плюс в будущем планируется создать еще 20-30 тысяч рабочих мест. Стоимость создания объекта — более $5 млрд. Довольно внушительная сумма, особенно, если учесть, что Tesla Motors только недавно вышла на операционную прибыль. До этого много лет подряд компания была убыточной и существовала лишь на средства инвесторов.
Создаваемые аккумуляторы планируется использовать еще и в Powerpack и Powerwall — системах производства Tesla Motors, предназначенных для накопления и хранения энергии в домах и на производстве (небольшие предприятия).
Читайте также: