แบตเตอรี่ของรถไฟฟ้า Tesla เป็นอย่างไร .... มาดูกัน

สวัสดีครับ วันนี้ขอเสนอบทความสั้น ๆ เรื่อง แบตเตอรี่ ของรถไฟฟ้า Tesla ครับ

ทุกท่านคงจะรู้จักรถยนต์ไฟฟ้าของบริษัท Telsa Motor กันดีนะครับ  รถ Tesla และรถยนต์ไฟฟ้าทุกแบรนด์
ล้วนมีจุดเด่นตรง Capacity (ความจุ) ของแบตเตอรี่ที่มีขนาดใหญ่มาก  อย่าง Tesla Model-S ก็มีความจุแบตเตอรี่
ใหญ่มากถึง 85 kWh  ในบทความสั้น ๆ นี้  จะอธิบายถึง configuration ของแบตเตอรี่  ว่าเป็นอย่างไร

ก่อนอื่น  มารู้จักกับคำศัพท์ kWh ก่อนครับ  
   kWh ย่อมาจาก kiloWatt-Hours หรือ กิโลวัตต์-ชั่วโมง   มันหมายความว่าแบตเตอรี่ชุดนี้
สามารถจ่ายไฟได้ นานเท่าใด เมื่อมีการดึงไฟไปใช้ xx วัตต์  อย่างแบตเตอรี่ 85kWh  ก็หมายความว่า
มันสามารถจ่ายไฟได้ 85 กิโลวัตต์ นาน 1 ชั่วโมง หรือ 42.5 กิโลวัตต์ นาน 2 ชั่วโมง .... 28.3 กิโลวัตต์ นาน 3 ชั่วโมง
..... 8.5 กิโลวัตต์ นาน 10 ชั่วโมง   นั่น เทียบได้กับว่า  หากบ้านเราเปิดแอร์ 2 เครื่อง และอุปกรณ์อื่น ๆ รวมแล้วใช้ไฟ 4.5 กิโลวัตต์
แบตเตอรี่ของรถ Tesla ก็สามารถจ่ายไฟให้บ้านเราได้นานถึง 85/4.5 = 18.9 ชั่วโมง เลยทีเดียว

กลับมาที่เรื่องที่จะนำเสนอครับ .... ทาง Tesla motor ได้ทำความตกลงทางธุรกิจกับบริษัท Panasonic Asia
ว่าจะใช้ Cell ชนิด Lithium-ion ขนาด 18650  3.6V  3,400 mAh  มาประกอบเป็น Battery pack ของรถ Tesla
ซึ่งย้อนไปก่อนหน้านี้หลายปีมาแล้ว  ทาง BMW ได้คำนวณ และ ประเมินว่า  การสร้างรถยนต์ไฟฟ้า
ให้วิ่งได้ระดับ 500 - 600 กิโลเมตร  อาจจะต้องใช้แบตเตอรี่ที่มีน้ำหนักถึง 500 กิโลกรัม ....

ซึ่ง .... Tesla ได้ทำจริง !!

การที่ทาง Tesla ได้เลือกแบตเตอรี่ขนาด 18650 มาทำ  มีเหตุผลดังนี้ครับ

1. 18650 Battery  ใช้ในวงการ IT มานานมากแล้ว  มีการผลิตขึ้นมาจำนวนมหาศาล
    ทำให้ราคาต่อหน่วยลดต่ำลงมาก  และได้คุณภาพที่ดีขึ้นเรื่อย ๆ
2. การใช้ 18650 Battery ทำให้การออกแบบการระบายความร้อนทำได้ง่ายขึ้น
    เนื่องจากขนาด Cells เล็ก  ออกแบบจัดวางให้มีช่องว่างได้มาก
3. 18650 Battery คือความลงตัวของ Power density & Size  ซึ่งก็คือ
    ขนาด และ น้ำหนักของมันเทียบกับพลังงานที่จ่ายได้  optimum ที่สุดแล้ว

ภาพขนาดของ 18650 battery

เลข 18650 ก็หมายถึง Size ของมันนั่นเอง  คือมี diameter 18 มม.  ยาว 65 มม.  
ซึ่ง lithium battery ยังมีขนาดอื่น ๆ อีกมาก  ทั้งหมดระบุ Code เป็นตัวเลข size  ตามภาพนี้ครับ
https://cs8.pikabu.ru/post_img/2016/07/25/2/1469404869217517154.jpg


18650 battery ของ Panasonic ที่ Tesla เลือกใช้


Configuration ของ battery pack ในรถไฟฟ้า Tesla  เป็นดังภาพนี้ครับ
battery pack จะอยู่ใต้ท้องรถ  แบ่งเป็น 16 modules  แต่ละ module จะมี 18650 battery เรียงกันอยู่ 444 ก้อน
รวมเป็นแบตเตอรี่ทั้งหมด 7,104 ก้อน   และ 16 modules ก็จะนำมาอนุกรมกันครับ
ดังนั้น  แรงดันของ battery pack นี้ก็คือประมาณ 345 Volts   Capacity  85kWh


ภาพจริงของ Tesla Battery pack


ภาพ Configuration ใน 1 module


และเนื่องจาก battery pack ชุดนี้จะต้องรับ Load สูง  จึงมีความร้อนเกิดขึ้นในแต่ละ Cell มาก
การระบายความร้อนจึงต้องออกแบบให้มีประสิทธิภาพสูงด้วย  ทาง Tesla จึงใช้การระบายความร้อน
ด้วยการ Heat transfer กับ Liquid coolant  ซึ่งก็คือน้ำยา Ethylene Glycol  โดยนำมาผสมน้ำเจือจางลง
และเดินผ่านท่อแนบติดไปกับ Cells  ตามภาพนี้ครับ


ภาพของท่อเดินน้ำยา Ethylene Glycol


จบแล้ว  สวัสดีครับ

** Update **
คุณ deletenumlock ได้กรุณาเพิ่มเติม และ แก้ไขให้ว่า  Production ของปี 2017 เป็นต้นไป
ทาง Tesla motor ได้เปลี่ยนจาก Cell ขนาด 18650 ไปเป็น 2170 (21700) แล้วครับ  แต่หลักการ
และ Configuration ของแบตเตอรี่ยังคงเดิม