Tesla battery day: Om alle spekulasjonene slår til kan det bety dårlige nyheter for konkurrentene

[bojangles]

Hva kan man forvente fra de nye 4680 cellene? Tabless design,  ny formfaktor. Mindre varme skapt i hver enkelt celle og langt mer effektiv kjøling av hver individuelle celle fordi de fremover vil kjøles ned via bunnen og ikke på sidene som idag. Det blir skapt mindre varme i cellene pga tabless. Og den varmen som blir skapt vil være enklere å transportere vekk siden kjølingen av batteripakken vil bli langt mer effektiv, når varmen taes ut der varmen faktisk lettest kan transporteres vekk. 

Hva kan man forvente på Tesla Supercharger nettverket fremover? Ser vi en halvering av ladetiden på superchargerne med ms plaid? Kanskje starter vi der, med halvert ladetid. Også forbedres ladetiden stegvis frem til ladetiden nesten går like fort som å fylle tanken på ICE kjøretøy?

Mange som er el-bil skeptisk har jo slengt ut kommentarer om at de venter til ladetiden er nede på 5-10 minutter. Neste år blir vel rekkevidden 800 km-ish. Men økt ampere på ladingen så vil du få temmelig lang rekkevidde på 10 minutter. Og du får sikkert lang nok rekkevidde til at du kommer frem dit du skal selv på 5 minutters lading. For da har du jo alt kjørt 700 km +. Straks det er 4680 celler i modell 3 og Y så blir det kanskje vanskelig for folk å finne argumenter mot el-bil? 

Vannkjølte superchargere som dytter ut dobbelt så mange ampere som de nyeste oppdaterte laderne gjør nå? Eller mer? Hvor går grensen for hva som er praktisk mulig? Tesla kan vel i prinsippet supplere sine superchager stasjoner med whatever stor batteripakke som trengs for å håndtere lasten om økt ampere vil bli problematisk for strømnettet? Og mtp på kabeltykkelse og varmeutvikling så brukes allerede vannkjøling på kabler, så det bør vel være mulig å dimensjonere opp for økt ampere?

Hvor lang tid går det før Tesla har skalert produksjonen av de nye 4680 cellene til at de er tilgjengelig i model 3, Y og X? Jo mer jeg tenker på hva som faktisk ble formidlet på battery day jo mer tror jeg at dette endrer alt. Og hva skjer i løpet av de neste 10 år? Sikkert andre som kommer opp med spennende batterikjemi, eller kanskje vi ser SSD. Men Tesla vil sikkert klare å klemme ennå mer ut av 4680 cellene om ti år enn de gjør fra start neste høst. Så en artikkel for en tid tilbake om energitetthet på 18650 cellene i Tesla ms og mx. Den var faktisk økt en god del underveis, men fant ikke tilbake til artikkelen og klarer ikke huske hvor stor økningen var. Kanskje kom det av endring av kjemi eller big data eller kombinasjon? Tesla vil jo ikke stoppe opp utviklingen av 4680 cellene, og vil helt sikkert over tid klare å hente ennå mer ut av hver celle. 

Og siden de optimaliserer hele produksjonsprosessen, inkl bruken av tørrkjemi framfor våtkjemi så bør vel kanskje batteriproduksjonen hos Tesla bli så effektiv, massiv produksjon per kvm fabrikk, med null varmeovner som stjeler plass. Oppkjøpet av Maxwell var virkelig et sjakktrekk. Raskere produksjon, på mindre plass. Dette kan bli vanskelig for de andre produsentene. 

Hva kan vi forvente av vektbesparelse? Ikke bare er formfaktor endret. Men selve batteripakken får jo nytt design. Bort med modulene og de nye 4680 pakkene blir virkelig et bærende element i konstruksjonen. Sandy Munro mente at istedenfor kjøleelementer mellom enkeltceller som idag så vil Tesla fylle tomrommet med epoksy og resten blir vel stål, alu eller kanskje titan. Hvor mye vekt kan vi snakke om? 200 kg kanskje?  

Endret 7. oktober 2020 av bojangles

[Complexity]

Du får vel svar på noe snart. Model Y laget i Tyskland skal vist bruke de nye cellene.

https://www.teslarati.com/tesla-model-y-giga-berlin-4680-cells-structural-battery-pack-confirmed-elon-musk/?fbclid=IwAR3DIBgu6c0ikm7H2NgzpIDM0EVkDO-RCf0tp6GlKRIVGK_Jm9rIFyLlH0c

[Simen1]

bojangles skrev (2 timer siden):

Hva kan man forvente fra de nye 4680 cellene?

Det vi vet om cellene (fra presentasjonen):

Lengde: 80 mm

Diameter 46 mm

Energi: 5x

Effekt: 6x

Spesifikasjoner på 21700-cellene henter jeg herfra

________________

Matematisk kan vi utlede:

Stålemballasje 0,2mm tykkelse: 29 gram (mot 10 gram på 21700)

Mengden katode og anode-materiale per celle følger nok energimengden, altså 5x 21700, eller 282 gram

Økt vekt pga mange korte tabs: ca 12 gram (da regner jeg hele endeflaten på batteriet * 0,4mm gjennomsnittlig kobbertykkelse * egenvekt 9)

Totalvekt: ca 298 gram

Samme energikapasitet veier altså nesten 10% mindre

Energimengden øker fra 21,3 Wh i 2170 til 106,5 Wh i 4680

Gravimetrisk energitetthet på cellenivå øker med nesten 11%

Volumetrisk energitetthet på cellenivå synker med 9%

_______________________

Ser vi hele batteripakken samlet estimerer jeg:

20 kg strukturelt materiale fjernet og erstattet av 10 kg epoxy

30 kg kjølerør m væske mellom cellene erstattes av 15 kg kjølerør m væske under cellene, sum -15 kg

72 kWh (netto) i form av 4416 stk 2170-celler a 66 gram veier totalt 291 kg

For å få 16% mer "rekkevidde"* (kWh) i følge plansjen, så trengs 4416/5*1,16 = 1024 stk 4680-celler

Det bidrar med 47 kg økt vekt på modulnivå

Resten av strukturelle elementer og kabling antar jeg veier likt som før, rundt 100 kg (veldig usikkert, men pga antagelsen om likt for begge så nuller de hverandre ut)

Hele batteripakken legger altså på seg 22 kg og får 83,5 kWh nyttbar energi

* Legg merke til at jeg antar 22 kg ekstra vekt ikke gjør nevneverdig utslag på forbruket

Model Y LR AWD med 2170 har 505 km WLTP rekkevidde. En ny variant med 4680, uten noen andre endringer/forbedringer, vil kunne få 16% lengre rekkevidde, altså 586 km WLTP.

Edit: Batteriet kan levere 20% mer per energikapasitet. Kombinert med 16% mer energikapasitet blir det 39% høyere effekt ved opplading. Det betyr selvsagt raskere lading og en større del av SoC på full 250 kW effekt med v3 superladere. Godt mulig batteriet kan levere tilsvarende mer effekt til motoren, men det avhenger av at det ikke er noen andre flaskehalser. Poenget er bare at en Model Y Ludicorous blir mulig.

Endret 7. oktober 2020 av Simen1

[bojangles]

 

2 hours ago, Complexity said:

Du får vel svar på noe snart. Model Y laget i Tyskland skal vist bruke de nye cellene.

https://www.teslarati.com/tesla-model-y-giga-berlin-4680-cells-structural-battery-pack-confirmed-elon-musk/?fbclid=IwAR3DIBgu6c0ikm7H2NgzpIDM0EVkDO-RCf0tp6GlKRIVGK_Jm9rIFyLlH0c

 

Sjå der ja. Musk ser på Giga Berlin som en testlab. Kult det. Da blir vel EU versjonen av model Y faktisk det ypperste? Det nye batteriet gir sikkert utslag på kræsjtester, økt rekkevidde, noe lavere vekt, og tidens beste Tesla lakk-jobb. Blir spennende å se åssen tyskerne er på å skru sammen Tesla kontra Freemont Tesla. Kanskje blir panelglipp og slurv en saga blott? 

Endret 7. oktober 2020 av bojangles

[bojangles]

8 minutes ago, Simen1 said:

Det vi vet om cellene (fra presentasjonen):

Lengde: 80 mm

Diameter 46 mm

Energi: 5x

Effekt: 6x

Spesifikasjoner på 21700-cellene henter jeg herfra

________________

Matematisk kan vi utlede:

Stålemballasje 0,2mm tykkelse: 29 gram (mot 10 gram på 21700)

Mengden katode og anode-materiale per celle følger nok energimengden, altså 5x 21700, eller 282 gram

Økt vekt pga mange korte tabs: ca 12 gram (da regner jeg hele endeflaten på batteriet * 0,4mm gjennomsnittlig kobbertykkelse * egenvekt 9)

Totalvekt: ca 298 gram

Samme energikapasitet veier altså nesten 10% mindre

Energimengden øker fra 21,3 Wh i 2170 til 106,5 Wh i 4680

Gravimetrisk energitetthet på cellenivå øker med nesten 11%

Volumetrisk energitetthet på cellenivå synker med 9%

_______________________

Ser vi hele batteripakken samlet estimerer jeg:

20 kg strukturelt materiale fjernet og erstattet av 10 kg epoxy

30 kg kjølerør m væske mellom cellene erstattes av 15 kg kjølerør m væske under cellene, sum -15 kg

72 kWh (netto) i form av 4416 stk 2170-celler a 66 gram veier totalt 291 kg

For å få 16% mer "rekkevidde"* (kWh) i følge plansjen, så trengs 4416/5*1,16 = 1024 stk 4680-celler

Det bidrar med 47 kg økt vekt på modulnivå

Resten av strukturelle elementer og kabling antar jeg veier likt som før, rundt 100 kg (veldig usikkert, men pga antagelsen om likt for begge så nuller de hverandre ut)

Hele batteripakken legger altså på seg 22 kg og får 83,5 kWh nyttbar energi

* Legg merke til at jeg antar 22 kg ekstra vekt ikke gjør nevneverdig utslag på forbruket

Model Y LR AWD med 2170 har 505 km WLTP rekkevidde. En ny variant med 4680, uten noen andre endringer/forbedringer, vil kunne få 16% lengre rekkevidde, altså 586 km WLTP.

 

 

 

Du tror ikke det blir særlig vekt å spare? Ikke utenkelig at den nye batteripakken kommer i støpt aluminium med titanplate. De innvendige H bjelkene i stål forsvinner jo samt casingen til modulene. De bjelkene er det vel 4 av iirc. Samt tverr bjelker foran og bak iirc. Og det er idag i stål. Må være noe å spare på å fjerne dem? Om hele batteripakken er i alu så bør det også være endel vekt spart. Cellene i seg selv vil jo faktisk være et bærende element helt i seg selv om mellomrommet fylles med epoksy. Så da kan de sikkert gå for rimelig tynt gods på det de støper resten av batteripakken av? 

Vi får se neste høst. 

Endret 7. oktober 2020 av bojangles

[kremt]

5 minutes ago, bojangles said:

Vi får se neste høst. 

Foreløpig er vel kun Plaid som skal komme med disse cellene? Jeg må nesten le litt når jeg ser folk rundt omkring skriver at de venter på Y med 4680. Sånn som jeg ser det nå kan noe slikt fort ta 5 år fra nå. 18650 og 21700 er fortsatt hovedproduktet i lang tid fremover. Men snart kommer vel MIC-MY til Europa også, og de har vel 21700.

[oophus]

bojangles skrev (15 minutter siden):

Blir spennende å se åssen tyskerne er på å skru sammen Tesla kontra Freemont Tesla. Kanskje blir panelglipp og slurv en saga blott? 

Det burde jo bli betydelig bedre med kompetanse i hopetall i nærheten og en bransje i endring. Det er jo mange som har fått sparken fra eldre OEM's i landet allerede. 

Spørsmål: Har fundert på hvor vanskelig det ville vært å laget en hexagonal celle med litt annerledes stacking i cellen. Det ville jo totalt fjernet nesten all "dødvolum" mellom cellene om det var mulig å få til? LG-Chem har jo laget slike allerede i 2015, men kun i bitte liten skala for bruk i smartklokker. Men kun formfaktoren gav 4 timer ekstra oppetid på klokkene vist nok. 

[uname -i]

bojangles skrev (19 minutter siden):

Blir spennende å se åssen tyskerne er på å skru sammen Tesla kontra Freemont Tesla. Kanskje blir panelglipp og slurv en saga blott? 

Toyota har 10 fabrikker i USA og de modellene som produseres der figurerer i toppen av amerikanske kvalitetsrankinger.

Har mer med kultur å gjøre enn hvilket land fabrikken er plassert.

Endret 7. oktober 2020 av uname -l

[bojangles]

Se linken som complexity la ut. Model Y fra Giga Berlin får 4680 celler. Musk avslørte dette idag. 😊

https://www.teslarati.com/tesla-model-y-giga-berlin-4680-cells-structural-battery-pack-confirmed-elon-musk/?fbclid=IwAR3DIBgu6c0ikm7H2NgzpIDM0EVkDO-RCf0tp6GlKRIVGK_Jm9rIFyLlH0c

[Simen1]

Her er en video som forklarer (ca 15 minutter uti) hvordan cellemotstanden kan synke med en faktor 10 fra 2170 til 4680:

 

[kremt]

1 minute ago, bojangles said:

Se linken som complexity la ut. Model Y fra Giga Berlin får 4680 celler. Musk avslørte dette idag. 😊

Med produksjon på nytt kontinent, ny fabrikk i et nytt land, ny produksjonsprosess med hel støping av bakre del i tillegg til nytt batteri med helt nye celler tror jeg nok det vil ta sin tid å få dette opp å gå. Skriver vi 2022 før vi får 4680MY i Norge?

[uname -i]

kremt skrev (6 minutter siden):

Foreløpig er vel kun Plaid som skal komme med disse cellene? Jeg må nesten le litt når jeg ser folk rundt omkring skriver at de venter på Y med 4680. Sånn som jeg ser det nå kan noe slikt fort ta 5 år fra nå. 18650 og 21700 er fortsatt hovedproduktet i lang tid fremover. Men snart kommer vel MIC-MY til Europa også, og de har vel 21700.

Ja, hva er greia der egentlig? Får Europa først en Model Y med Fremont-kvalitet og gammel batteriteknologi og så litt senere blir det produsert en splitter ny utgave i Berlin?

Må jo bli et lite dilemma for de her som venter på en.

[kremt]

Nei, de skal sende MICMY til Europa fra desember 2020. Så de skjønner vel selv at det vil ta sin tid å få Berlin fabrikken opp å gå med alt det nye.

[Complexity]

Det vill alltid komme noe nytt.

4 minutes ago, uname -l said:

Må jo bli et lite dilemma for de her som venter på en.

Om de skal utsette bestillingen og vente 2 år til? Tror nok de fleste fortsatt vil kjøre på. Er jo ikke som at alternativene har så mye bedre batteriteknologi i sine biler. 

[Simen1]

oophus3do skrev (17 minutter siden):

Spørsmål: Har fundert på hvor vanskelig det ville vært å laget en hexagonal celle med litt annerledes stacking i cellen. Det ville jo totalt fjernet nesten all "dødvolum" mellom cellene om det var mulig å få til? LG-Chem har jo laget slike allerede i 2015, men kun i bitte liten skala for bruk i smartklokker. Men kun formfaktoren gav 4 timer ekstra oppetid på klokkene vist nok. 

Cellene rulles opp fra innerst til ytterst, omtrent som man snurrer opp et bånd på en rull. Hvis rullen i midten er rundt så kjenner vi det runde resultatet fra f.eks dorullen. Er kjernen kantete / heksagonal så vil lagene bli stadig rundere jo lengre ut man kommer. Helt ytterst vil den heksagonale strukturen være nesten borte. Måler man tykkelsen på "årringene" finner man ut at lagene ligger litt tettere radielt fra hjørner og ut, enn fra midten av flatene og radielt ut. Det er neppe gunstig for batteriet. Strømmen velger minste motstands vei og man vil få mer varmeutvikling og dendritter ved hjørnene enn på midtflatene. Kortere avstand før dendrittene kortslutter. Særlig nært kjernen der stacken bøyer seg skarpt over hjørnene. Med andre ord risikerer man elektrokjemiske problemer, samtidig som man ikke får et batteri som er heksagonalt ytterst, mer uregelmessig.

Jeg kom forresten på en smart måte å redusere mengden epoxy og på den måten redusere vekta: Sette inn spacere laget av skum mellom batteriene. Spacerne må bare berøre cellene på noen få punkter sånn at epoxy danner et strukturelt gitter som omslutter cellene. Edit: Spacere laget av hule alumuiniumsbiter kan lede varme i tillegg til å skape et lett hulrom, samtidig som det har mer en stabil form når man heller på epoxyen.

Endret 7. oktober 2020 av Simen1

[bojangles]

17 minutes ago, uname -l said:

Toyota har 10 fabrikker i USA og de modellene som produseres der figurerer i toppen av amerikanske kvalitetsrankinger.

Har mer med kultur å gjøre enn hvilket land fabrikken er plassert.

Skjønner naturligvis at geografien ikke avgjør hvor fingernemme eller fokuserte folk er. Det var mer at jeg anerkjenner problemene Tesla har hatt på disse områdene, og de bilene er produsert i USA. Kina modeller har jeg aldri sett så kan ikke si noe om de. Ny fabrikk i Tyskland vet vi skal få langt bedre lakkboks enn de har i USA. Så bare mtp på lakk bør EU produserte Tesla ligge over i kvalitet. Og med ny fabrikk så er det kanskje lett å tenke at da sørger Tesla for at det blir implementert gode rutiner for QC og at de som oftest blir avslørt som slurvete får opplæring i hvordan ting bør gjøres. Tyskland bør vel også være et land det bør være mulig å få tak i kompetent personell mtp på størrelsen på bilindustrien i Tyskland. 

[oophus]

Simen1 skrev (1 minutt siden):

Cellene rulles opp fra innerst til ytterst, omtrent som man snurrer opp et bånd på en rull. Hvis rullen i midten er rundt så kjenner vi det runde resultatet fra f.eks dorullen. Er kjernen kantete / heksagonal så vil lagene bli stadig rundere jo lengre ut man kommer. Helt ytterst vil den heksagonale strukturen være nesten borte. Måler man tykkelsen på "årringene" finner man ut at lagene ligger litt tettere radielt fra hjørner og ut, enn fra midten av flatene og radielt ut. Det er neppe gunstig for batteriet. Strømmen velger minste motstands vei og man vil få mer varmeutvikling og dendritter ved hjørnene enn på midtflatene. Kortere avstand før dendrittene kortslutter. Særlig nært kjernen der stacken bøyer seg skarpt over hjørnene. Med andre ord risikerer man elektrokjemiske problemer, samtidig som man ikke får et batteri som er heksagonalt ytterst, mer uregelmessig.

Ja, det er rullingen som ville vært et problem. Men det kunne f.eks vært mulig å rullet innerst inne med "rund" formfaktor som normalt (det jeg antar som ville vært vanskeligst uansett med alt for kantete hjørner i starten om man startet som hexagon formfaktor fra start), også inkluderer man 6 tynne pinner et sted og lager en hexagon-form av cellene over disse slik at de til slutt ender opp i den formfaktoren. Noe slikt noe ville fjernet mer "dødt volum" totalt sett skulle en jo anta?

Lithium plating og dendritter vil være et problem med dagens celle-kjemi, men det trenger ikke nødvendigvis være det ved neste "korsvei" og kjemi. Fordelen med hexagoner ville jo vært at man kunne stacket cellene klin inntil hverandre, og droppet epoxy. Man får like god strukturell (eller bedre) pakke, uten epoxy behovet. 

 

[uname -i]

bojangles skrev (2 minutter siden):

Skjønner naturligvis at geografien ikke avgjør hvor fingernemme eller fokuserte folk er. Det var mer at jeg anerkjenner problemene Tesla har hatt på disse områdene, og de bilene er produsert i USA. Kina modeller har jeg aldri sett så kan ikke si noe om de. Ny fabrikk i Tyskland vet vi skal få langt bedre lakkboks enn de har i USA. Så bare mtp på lakk bør EU produserte Tesla ligge over i kvalitet. Og med ny fabrikk så er det kanskje lett å tenke at da sørger Tesla for at det blir implementert gode rutiner for QC og at de som oftest blir avslørt som slurvete får opplæring i hvordan ting bør gjøres. Tyskland bør vel også være et land det bør være mulig å få tak i kompetent personell mtp på størrelsen på bilindustrien i Tyskland. 

Helt enig i at alt ligger til rette for at de kan produsere biler med skikkelig kvalitet i Berlin. Blanke ark og fargestifer tel etc.

Men hva skjer når man ligger bakpå og må velge mellom å nå et produksjonsmål og levere biler med kvalitet? Historien har vel vist hva som er blirr prioritert.

[bojangles]

9 hours ago, kremt said:

Med produksjon på nytt kontinent, ny fabrikk i et nytt land, ny produksjonsprosess med hel støping av bakre del i tillegg til nytt batteri med helt nye celler tror jeg nok det vil ta sin tid å få dette opp å gå. Skriver vi 2022 før vi får 4680MY i Norge?

 

Tja det kan godt tenkes det at vi ser 2022 før vi har de første Giga Berlin Produserte MY her til lands. Giga Berlin er vel spådd skal være i produksjon ca midtveis i 2021, hvorvidt de trenger noe mer tid eller klarer å slå spådommer og starte produksjonen tidligere gjenstår å se. 

Skulle Giga Berlin være i rute i forhold til hva de fleste forventer,  altså produksjonsstart mid 2021 så tror jeg personlig at vi har MY fra giga Berlin med 4680 celler alt neste høst også her til lands.  

Endret 8. oktober 2020 av bojangles

[bojangles]

9 hours ago, kremt said:

Nei, de skal sende MICMY til Europa fra desember 2020. Så de skjønner vel selv at det vil ta sin tid å få Berlin fabrikken opp å gå med alt det nye.

MICMY?? Den skjønte jeg ikke.

Det er neppe helt likefremt å sende biler sjøvegen heller. I tillegg til evt. utfordringer med logistikken så tar det jo tid. Går vel fort 4 uker over havet om det er dårlig vær, pluss tiden det tar i toll/havnelager/lossing/lassting biltransport? 

Om Tesla vil kjøre igang produksjonen av Berlin MY med 4680 celler alt fra første dag vet vi jo ikke, så det blir jo bare guesstimate både fra deg og meg. Kanskje har Musk større kontroll på produksjonen av 4680 cellene alt nå enn han ga uttrykk for på battery day? Kanskje er de kommet så langt at de er veldig sikre på at de vil kunne løse alle evt. 4680 utfordringer raskt nok til at GigaBerlin produserte MY vil skje alt neste år?