Tesla Semi i Cybertruck mogą dostać instalację 800 V, w Modelu 3/Y jej się nie spodziewajmy

Podczas konferencji z akcjonariuszami starszy wiceprezes Tesli ds. zespołów napędowych i energii ujawnił, że Tesla rozważa zastosowanie 800-woltowej instalacji w Cybertrucku i Semi. Zaznaczał jednak, że wyższe napięcie ma też swoje wady oraz zastrzegał, żeby nie spodziewać się odejścia od instalacji 400-woltowej w Modelu 3 i Y.

„W Modelu 3 i Y nic nas nie zachęca do 800 V. Ale tam, gdzie potrzebne są wysokie momenty lub moce ładowania…”

Jak stwierdził Andrew „Drew” Baglino, w przypadku Tesli Model 3 i Y, stosunkowo niewielkich samochodów, wykorzystanie instalacji 800 V ma swoje plusy i minusy. Tesla przygląda się rynkowi i nie ignoruje konkurencji, jednak nie dostrzega w dwukrotnie wyższym napięciu niczego, co motywowałoby ją do zastosowania zmian również u siebie. Efekt tej decyzji jest taki, że producent musi podnosić natężenie na Superchargerach, żeby osiągać moce ładowania przekraczające 200 kW i zbliżone do tych, które konkurencja uzyskuje dzięki wyższemu napięciu [patrz też wyjaśnienie na końcu artykułu].

Nieco inaczej wygląda sytuacja, gdy konieczne są jeszcze wyższe moce ładowania albo wyższe momenty obrotowe. W takiej sytuacji wyższe napięcie może mieć więcej zalet niż wad, kontynuował Baglino, ponieważ pozwala na zaoszczędzenie na półprzewodnikach i przewodnikach. Dlatego Tesla rozważa zastosowanie instalacji 800 V w Semi i Cybetrucku, chociaż nie zdecyduje się na nią w gotowej już platformie zastosowanej w Modelu 3/Y.

Tesla Semi i Cybertruck, ten ostatni jeszcze w wersji z klamkami zamiast przycisków na słupkach

Elon Musk dodał, że choć Tesla mogłaby zaoszczędzić 100 dolarów na samochodzie przechodząc z instalacji 400 na 800-woltowej, to musiałaby ponieść gigantyczne koszty gdzie indziej: modernizując liczącą ponad 30 tysięcy stanowisk sieć Superchargerów.

Co daje wyższe napięcie w instalacji?

Producenci stosują je po to, by móc osiągnąć i utrzymać wysoką moc ładowania przy jednoczesnym obniżeniu natężenia prądu. Dlaczego to takie ważne? Z wielu artykułów, które tutaj opisujemy, pamiętacie Państwo, że moc elektryczna = napięcie x natężenie prądu, P = UI. Z kolei z lekcji fizyki w szkole średniej wiecie, że ten wzór może wyglądać również inaczej: moc = kwadrat natężenia x rezystancja, P = I²R.

Żeby osiągnąć moc ładowania wynoszącą 200 kW, możemy zastosować np. napięcie wynoszące 400 woltów i natężenie równe 500 amperom (pierwszy wzór). Gdy podniesiemy napięcie do 800 woltów, wystarczy nam już tylko 250 amperów – moc nadal będzie taka sama.

Spójrzmy teraz na drugi wzór, który mówi nam m.in. o stratach cieplnych w procesie ładowania. Przy tych samych przewodach do ładowania tracona moc rośnie z kwadratem natężenia prądu. Albo inaczej: podnosząc dwukrotnie napięcie i obniżając dwukrotnie natężenie sprawiamy, że straty cieplne zmniejszają się czterokrotnie.

Dla ogniw, które są w baterii, nie ma to większego znaczenia, ponieważ te ładowane są zawsze zbliżonym napięciem dążącym do około 4,2 V. Liczy się reszta elektroniki i okablowania, która nie musi być przystosowana do wysokich natężeń, tj. może być cieńsza lub mniej odporna.