Tesla a patenty #2: Nový typ baterie, detekce opotřebení a automatické blinkry
V minulém díle nové série článků jsme si představili některé vynálezy, jež si Tesla nechala patentovat. V případě prvního dílu se jednalo především o inovace v oblasti Autopilotu či zlepšení technických vlastností vozů, tentokrát se blíže podíváme například na nový typ bateriových článků či na systém detekující opotřebení jednotlivých částí vozu, a automatickou aktivaci blinkrů.
Detekce opotřebení materiálu
Vozy Tesly a elektromobily obecně mají menší množství pohyblivých částí než auta se spalovacími motory, přesto se zde ale najde množství přístrojů a zařízení, které se určitým způsobem pohybují a má na ně vliv namáhání a opotřebení materiálu. Namátkou se jedná třeba o elektromotory, hnací ústrojí či tlumiče. Namáhání přitom nemusí být pouze mechanické, nýbrž též tepelné a ve výsledku může vést k rozbití dané součástky a při provozu by mohlo zapříčinit též dopravní nehodu. Aby se tomu předešlo, je nutné dělat pravidelné servisní prohlídky, při kterých dochází ke kontrole vozu.
Jedno ze schémat z patentu na detekci opotřebení (Zdroj: Patentscope)
To dle Tesly jednak zabírá čas a jednak se může jednat o zbytečné náklady. Pravidelná prohlídka navíc některé závady nemusí odhalit. Z toho důvodu zaměstnanci automobilky vyvinuli systém, který ve voze dokáže detekovat poškození vzniklé namáháním. Monitorovací systém je navržen tak, aby procesor mohl pomocí senzorů snímat namáhání a poškození v reálném čase a v případě překročení určité hranice pak majitele vozu upozornil, že je třeba zavítat do servisu. Tesla v žádosti o patent též uvádí, že s postupujícím vývojem autonomního řízení by se auto do servisu mohlo dopravit samo. Jako vynálezci systému detekce jsou uvedeni Američané Nimish Patil a Alex Green. Patent byl podán v červnu 2018 a schválen byl na začátku tohoto roku, není ale jasné, zda Tesla již svůj nový systém do elektromobilů instaluje, nebo zda s tím počítá až pro budoucí vozy.
Nový typ bateriového článku
Jednou z hlavních výhod Tesly oproti konkurenci jsou její baterie, které vyvíjí a vyrábí ve spolupráci s firmou Panasonic. Tesla má od roku 2016 ve svém vývojovém týmu samotného profesora Jeffa Dahna, jenž je považován za jednoho z průkopníků lithium-iontových baterií a který výrazně přispěl ke zvýšení jejich životnosti a kvality. Dahn se svým týmem v posledních letech v Tesle pracoval převážně na zvyšování výdrže a na zlepšení energetické hustoty baterií této automobilky a nedávno byla přijata žádost o nový patent. Ten je nazván „Inovativní bateriový systém založený na dvousložkovém elektrolytu“.
Tesla v žádosti vysvětluje, že přidáním až pěti různých sloučenin do elektrolytu je možné zlepšit výkon baterie, Dahnovi a jeho týmu se ovšem podařilo přijít na to, jak výkon navýšit pouze se dvěma složkami. Díky tomu se oproti užití většího množství sloučenin sníží náklady na výrobu. Tento způsob je dle žádosti možné použít u technologie LiNiMnCoO2 (nikl manganu kobaltu oxid lithný) ve zkratce nazývané NCM, jež je často využívaná právě u baterií do elektromobilů. Tesla baterie tohoto typu ale používá pouze u bateriových úložišť, jako jsou například Tesla Powerwall, a pro elektromobily využívá technologii LiNiCoAlO2 (oxid lithno-nikelnato-kobaltnato-hlinitý), zkráceně NCA. V patentu je ovšem uvedeno, že nová technologie bude mít využití též pro elektromobily Tesly.
Baterie v Tesle Model 3 (Foto: Motortrend)
Nové bateriové články by kromě budoucích výrobků Tesly mohly mít vliv též na již uvedené vozy Model S a Model X. Elon Musk totiž během nedávného konferenčního hovoru k výsledkům za čtvrtý kvartál roku 2018 popřel spekulace o tom, že by u nich Tesla plánovala vyměnit staré baterie za novější typu 2170, zároveň ale nechtěl nijak dále komentoval další vývoj těchto vozů. Je tedy možné, že se zde Dahnem vyvinutá metoda uplatní.
Dynamická správa baterií
U baterií zůstaneme i v případě dalšího patentu. Není žádným tajemstvím, že na správné fungování baterií dohlíží prostřednictvím množství senzorů a obvodů řídicí systém. Jednotlivé integrované obvody v celém kontrolním systému jsou ale vystaveny též venkovním vlivům. Může docházet k vibracím, rušení, měnícím se teplotám, což by ve výsledku mohlo znamenat přerušení spojení mezi obvody a řídicím systémem. A jak je asi jasné, případné selhání baterií by u elektromobilu mělo za následek nepojízdnost vozu a nutnou okamžitou opravu.
Jedno ze schémat z patentu na vícekanálovou správu baterií (Zdroj: Patentscope)
Právě z toho důvodu Tesla vyvinula řídicí systém, který je schopný obousměrné komunikace mezi řídicí jednotkou a obvody a zároveň umožňuje podporu vícekanálového komunikačního systému. Tato architektura s více kanály umožňuje, že v případě selhání komunikace některého kanálu bude vozidlo stále pojízdné a nepřivodí svému majiteli náhlé problémy. U patentu, jehož název lze přeložit jako „Vícekanálová a obousměrná správa baterií“ jsou jako vynálezci uvedeni Nathaniel Martin, Ania Mitros, Charles Mellone a Ian Dimen.
Technologie pro automatickou aktivaci směrových světel
Tesla ve svých vozech nezapomíná na bezpečnost, čemuž jsou důkazem jednak vynikající výsledky v bezpečnostních testech a jednak také následující patent nazvaný „Technologie pro automatickou aktivaci směrových světel“. Americká automobilka v žádosti zveřejněné v srpnu minulého roku uvádí, že na silnicích často nastává situace, kdy řidič zapomene aktivovat blinkr a nedá tak ostatním účastníkům dopravního provozu vědět o tom, co se chystá dělat. Tím může vzniknout nebezpečná situace, a to nejen v ohledu na ostatní vozy, ale též v případě chodců. Dle Tesly jsou současné systémy automatické aktivace blinkrů nedostatečné, automobilka tedy přišla s vlastním řešením.
Diagram z patentu pro systém automatické aktivace blikru (Zdroj: Patentscope)
V případě tohoto systému má Tesla velkou výhodu v tom, že všechny její novější vozy jsou osazeny množstvím senzorů, radarů a kamer pro funkce Autopilotu a můžou být využity i v tomto případě. Senzory například sledují všechny možné úhly kolem vozu, přední kamera zase zda řidič nepřejíždí do jiného jízdního pruhu. Sledování změny jízdního pruhu je doplněno senzorem snímající otáčení volantu. Celý proces je poté vyhodnocován procesorem, který rozhodne o zapnutí směrových světel. Jednotlivě se nejedná o nějaké inovativní či konkurencí nepoužívané technologie, každopádně nápad Tesly je pospojovat dohromady by mohl předejít různým nebezpečným situacím na silnici plynoucím z neužívání směrových světel.
Podpořte projekt ElonX
- Tesla za první čtvrtletí vykázala dosud nejvyšší zisk, přestože nevyrobila ani jeden Model S nebo Model X - 27. 4. 2021
- Tesla neinvestuje do placené reklamy, ale vydala alespoň krátké spoty pro seznámení s jejími vozy - 12. 3. 2021
- Bližší seznámení s modernizovanými variantami Modelů S a X od Tesly - 29. 1. 2021
Zaujimali by ma cisla,o kolko su teda tie nove baterie vykonnejsie oproti tym starym.dakujem
Na ty si nejspíš budeme muset počkat, dokud Tesla nezačne nové baterky dávat do výrobků a dokud to někdo nerozebere a neprozkoumá.
Zajímalo by mě, jak takovýto systém detekce namáhání a opotřebení vypadá. Obdobná křišťálová koule je snem konstruktérů již aspoň 150 let.
Jste si dále jistý, že LiNiMnCoO2 je skutečně “nikl manganu kobaltu oxid lithný”? Hapruje to chemicky i češtinářsky.
Nakonec je v tak hezkém souborném článku škoda záměna výrazu “jež” za “jenž”…
U toho chemického označení si nejsem jistý. Jak je to podle vás správně?
Jež/jenž jsem opravil, díky.
Pokud je tam 2 to znamena koncovku natý. A ted luštit jestli je to oxid cobalnatý nebo oxid litnatý. Zni to divně ale je to tak. Tyhle dva oxidy se použivaji pokud jde o nikl a mangan ten tam bude v čiste formě. A jelikož je lithium alkalicky kov a v čiste podobě je velice reaktivni tak si myslim, že to bude oxid litnatý.
LIO – OXID LITNÝ, LIO2 – OXID LITNATÝ, LIO3 – OXID LIITÝ atd dal se mě to nechce psat 🙂
Omlouvám se, že se do toho montuju.
Lithium má ve valenční sféře jen jeden elektron. Takže je jednomocný. A má typické oxidační číslo +1. A teď pojďme, Oxid Litný má zkratku Li2O. A ten oxid litnatý je vlastně peroxid. A píše se Li2O2. A opět je tam lithium jednomocné.
Kurs anorganické chemie sem absolvoval před x lety, ale přeci jen, byl bych dost opatrný, a nejlépe bych to nerozepisoval, nebo používal anglický název. Bude to nějaký komplex, hádám a vytvářet český název si fakt netroufám.
Děkuju za opravu. Chemie mě bavila ale me neurony evidentně moc ne 🙂
Chemie nikdy nebyla ve škole mojí silnou stránkou, takže jsem v tomhle případě převážně googlil – v angličtině je to určitě Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide, jako český překlad jsem pak ještě našel Lithium nikl-mangan kobalt oxid, což zní česky asi o něco líp, než nikl manganu kobaltu oxid lithný.