800 volt, to-veis lading og over 500 km rekkevidde: Hyundai viser frem sin dedikerte elbilplattform

[Penguin]

Ser det er masse diskusjon (igjen) om hvem som har de beste batteriene, og som vanlig her i feltet slår folk hverandre i hodet med argument etter argument som skal bevise at X er best. Uten å definere 'best'. Eller engang å oppgi kilde. Det er som å høre unger krangle om hvem sin pappa som er sterkest.

Det fremstår ikke videre .... opplyst.

 

Her er *noen* av parametrene som er relevante for batterier:

• volumetrisk energitetthet
• gravimetrisk energitetthet
• intern motstand/selvutlading/ladehastighet
• produksjonskost, herunder
  • penger (herunder materialer, maskiner, prosesser, tid, plass og energi)
  • energi (fra et rent miljøperspektiv)
  • øvrig miljøpåvirkning (ved produksjon av råmaterialer, samt ved prod og resirk av batterier)
• bruk av konfliktmineraler
• antall ladesykluser
• hvor høyt opp and langt ned batteriet kan lades uten negative konsekvenser for levetiden
• aldring vs ladehyppighet/ladning/lagring/temperatur/etc
• hvordan temperaturer påvirker forrige tre punkter
• operasjonelle krav, herunder
  • temperaturområde
  • brann og eksplosjonssikkerhet
• strukturell styrke

Og helt sikkert en haug andre parametre som jeg ikke kommer på i farten. Flere av disse har dessuten en verdi på cellenivå og en annen på 'pack'-nivå.

Som nevnt i en tidligere post, hvilke punkter som prioriteres av utvikler, produsent og konsument er ikke de samme, og er dynamisk. I den forstand at når man har passert en gitt grenseverdi for én parameter, så er ytterligere forbedring på det punktet mindre viktig.

Og virkeligheten er at vi i mindre og mindre grad får harde data om hvordan produktene vi kjøper scorer på punktene over. Produsenten lover oss noe, vi vurderer utfra lovnader. Og så kjøper folk stort sett basert på pris. Desverre.

Så.... "best"?  Bah...

Endret 2. desember 2020 av Penguin
Mindre utvidelse.

[kroketten]

>Det å bare si at noe er best gjør ikke det til en sannhet.

Nei, men jeg følger ganske godt med å elbilmarkedet, og jeg finner ingen biler som slår Tesla på rekkevidde? Biler som man faktisk _kan_ kjøpe, som ikke bare er vaporware. (Og som er i samme kategori/prissegment, selvfølgelig)

[Espen Hugaas Andersen]

1 hour ago, uname -l said:

Hva som er best kommer an på hvilke egenskaper som vektes. Man må huske på at bilprodusentene fint kan kjøpe de samme lommelyktbatteriene fra Panasonic og LG, men de har altså valgt dem vekk.

Nå kan de ikke kjøpe tilsvarende celler som fra Gigafactory eller 4680-cellene. Men det er mulig å kjøpe celler i 2170-format, så klart. 

Men jeg er enig i at hva som er best kommer an på hvordan man vekter. Det er ikke uten grunn at Tesla, verdens største elbilprodusent, har valgt sylindriske celler. Ikke bare har de valgt sylindriske celler *en* gang, de har faktisk valgt sylindriske celler *tre* ganger. 18650-celler til Roadster. 2170-celler til Model 3. Og nå 4680-celler til Semi, og sine nyere utgaver av eksisterende biler.

Tre ganger kunne de ha valgt noe annet enn sylindriske celler, og tre ganger har de landet på sylindriske celler som det beste alternativet.

Edit: (Eller egentlig kan man si de har valgt sylindriske celler hele fem ganger. Det er fem ganger Tesla har endret oppbygningen av sine batteripakker betydelig. Roadster, 85 kWh Model S, 100 kWh Model S/X, Model 3/Y og nå senest for Semi og de andre kjøretøyene som skal ha 4680-celler. Ved disse fem tidspunktene kunne Tesla ha byttet til poseceller eller hva enn uten særlig utfordringer.)

Endret 2. desember 2020 av Espen Hugaas Andersen

[uname -i]

Espen Hugaas Andersen skrev (3 minutter siden):

Nå kan de ikke kjøpe tilsvarende celler som fra Gigafactory eller 4680-cellene. Men det er mulig å kjøpe celler i 2170-format, så klart. 

Jo, man kan helt fint kjøpe tilsvarende 21700-celler som fra Gigafactory. Om noen er interessert så selger Panasonic de veldig gjerne. Det er Panasonics teknologi. 46800-cellene finnes ikke i noe kommersielt produkt så de er foreløpig irrelevante.

Espen Hugaas Andersen skrev (4 minutter siden):

Tre ganger kunne de ha valgt noe annet enn sylindriske celler, og tre ganger har de landet på sylindriske celler som det beste alternativet.

De er stuck med det som produseres på Gigafactory. For de som lurer på om vertikal integrasjon bare er positivt.

[Espen Hugaas Andersen]

2 minutes ago, uname -l said:

Jo, man kan helt fint kjøpe tilsvarende 21700-celler som fra Gigafactory. Om noen er interessert så selger Panasonic de veldig gjerne. Det er Panasonics teknologi. 46800-cellene finnes ikke i noe kommersielt produkt så de er foreløpig irrelevante.

Nei. Battericellene som produseres ved Gigafactory har teknologi fra både Panasonic og Tesla. Tesla har enerett på den fulle produksjonen ved Gigafactory. Så den eneste måten å kjøpe slike celler er fra vrakede Teslaer.

2 minutes ago, uname -l said:

De er stuck med det som produseres på Gigafactory. For de som lurer på om vertikal integrasjon bare er positivt.

Du får det til å virke negativt at Tesla har god tilgang på batterier. Man blir faktisk ikke størst i verden på elbiler uten å ha god tilgang på batterier.

[trikola]

4 hours ago, ovstebo said:

En teknisk mulig måte å lade et 800V batteri med 400V på, er å parallellkoble halvparten av cellene slik at batteripakken blir et 400V batteri. Så seriekobles det når lading er ferdig. Dette kan enkelt løses med noen gode reléer. Om man bruker denne metoden, er den i praksis tapsfri, men det er sikkert noen ulemper jeg ikke ser...

Det finnes en enklere måte uten masse rele-omkobling når inngangskraften er vekselstrøm og målet er likestrøm: https://en.wikipedia.org/wiki/Voltage_doubler#Delon_circuit, bare tenk at kondensatorene i kretsen er de 2 permanent seriekoblede halvdeler av batteriet. Transformatoren på inngangen er den vanlige transformatoren med 400 V sekundær.

Endret 2. desember 2020 av trikola

[uname -i]

Espen Hugaas Andersen skrev (2 minutter siden):

Nei. Battericellene som produseres ved Gigafactory har teknologi fra både Panasonic og Tesla. Tesla har enerett på den fulle produksjonen ved Gigafactory. Så den eneste måten å kjøpe slike celler er fra vrakede Teslaer.

Da får du komme med en referanse på at det er noe i batterikjemien der som er Teslas eiendom og som gjør at Panasonic ikke kan produsere de samme andre steder.

Espen Hugaas Andersen skrev (3 minutter siden):

Du får det til å virke negativt at Tesla har god tilgang på batterier. Man blir faktisk ikke størst i verden på elbiler uten å ha god tilgang på batterier.

De gir inntrykk av det omvendte. At de i desperasjon skal begynne med utvinning av litium tyder på at de ikke har koll på leveransene av råvarer og batterier.

[Espen Hugaas Andersen]

1 minute ago, uname -l said:

Da får du komme med en referanse på at det er noe i batterikjemien der som er Teslas eiendom og som gjør at Panasonic ikke kan produsere de samme andre steder.

Du kan få en kilde på at Tesla har enerett på den fulle produksjonen til Gigafactory. Om du mener det er mulig å kjøpe samme celler noe annet sted så får du komme med en kilde på det.

(Og det ville f.eks være helt poengløst av Tesla å ha teamet til Jeff Dahn om de ikke inkluderte forskningen hans i sine batterier.)

1 minute ago, uname -l said:

De gir inntrykk av det omvendte. At de i desperasjon skal begynne med utvinning av litium tyder på at de ikke har koll på leveransene av råvarer og batterier.

Hvilken desperasjon snakker du om? De har en langsiktig strategi om å være involvert i hele produksjonskjeden fra råvarer til ferdige biler. Hvordan konkluderer du med at det er desperasjon involvert?

[oophus]

kaarew2 skrev (27 minutter siden):

>Det å bare si at noe er best gjør ikke det til en sannhet.

Nei, men jeg følger ganske godt med å elbilmarkedet, og jeg finner ingen biler som slår Tesla på rekkevidde? Biler som man faktisk _kan_ kjøpe, som ikke bare er vaporware. (Og som er i samme kategori/prissegment, selvfølgelig)

Teslaene har stort sett store pakker, og de åpner også opp for 10% kapasitet med en høyere Vmax. Gode løsninger utenfor batteriet hjelper også, uten at det gjør selve pakken "best". 

[uname -i]

Espen Hugaas Andersen skrev (2 minutter siden):

Du kan få en kilde på at Tesla har enerett på den fulle produksjonen til Gigafactory. Om du mener det er mulig å kjøpe samme celler noe annet sted så får du komme med en kilde på det.

Jeg kommer ikke med noe kilde på noe jeg ikke har påstått. Du må komme med at det er noe spesielt med batterikjemien i 21700-cellene til Tesla som gjør at Panasonic ikke kan produsere og selge dem til hvem som helst. At ingen er interessert betyr ikke at Panasonic ikke har mulighet til det. De vil sannsynligvis kaste seg over sjansen til å få en stabil kunde som ikke driver med reneg to ganger i året.

Espen Hugaas Andersen skrev (5 minutter siden):

Hvilken desperasjon snakker du om? De har en langsiktig strategi om å være involvert i hele produksjonskjeden fra råvarer til ferdige biler. Hvordan konkluderer du med at det er desperasjon involvert?

Denne utvinningsteknologen er forkastet av andre og virker å være helt "hail mary" etter at de ikke klarte å sikre litium-leveranser andre steder. 

[oophus]

Espen Hugaas Andersen skrev (26 minutter siden):

Det er ikke uten grunn at Tesla, verdens største elbilprodusent, har valgt sylindriske celler.

Det ble valgt grunnet pris. De valgte celler som man produserte fra før av og som ble solgt til laptopper og lommelykter, og dette valgte man for å hoppe inn i den verdikjeden for å kjappere mulighens nå storskalafordeler. Det at de velger samme formfaktor etter at den er blitt forbigått syns jeg er litt rart, spesielt når målet for energitettheten med de nye batterene kun når dagens løsninger. 

Hvorfor de hopper fra sylindriske celler til sylindriske celler handler nok om pris det også, ettersom det er billigere å justere eksisterende produksjonslinjer innenfor samme formfaktor enn å bytte alt til noe nytt. 

 

[Espen Hugaas Andersen]

5 minutes ago, oophus said:

Det ble valgt grunnet pris. De valgte celler som man produserte fra før av og som ble solgt til laptopper og lommelykter, og dette valgte man for å hoppe inn i den verdikjeden for å kjappere mulighens nå storskalafordeler. Det at de velger samme formfaktor etter at den er blitt forbigått syns jeg er litt rart, spesielt når målet for energitettheten med de nye batterene kun når dagens løsninger. 

Hvorfor de hopper fra sylindriske celler til sylindriske celler handler nok om pris det også, ettersom det er billigere å justere eksisterende produksjonslinjer innenfor samme formfaktor enn å bytte alt til noe nytt. 

Alt er nytt på 4680 cellene. Så det hadde ikke vært noe problem å bytte til andre celler av hvilket som helst annet format.

Og ja, det handler om pris, som jeg sa i første innlegg her. Sylindriske celler er best utifra produserbarhet og kostnad. Dette er de viktigste egenskapene i disse dager. Før var energitetthet et av de aller viktigste aspektene, men nå når 500+ km rekkevidde er lett oppnåelig selv med middelmådig energitette celler, så kommer det litt i andre rekke. Volum og lav kostnad er det som betyr noe.

Volum for å kunne ha stor produksjon og salg av elbiler, og lave kostnader, for å kunne ha gode profittmarginer på de elbilene man selger.

[Espen Hugaas Andersen]

 

15 minutes ago, uname -l said:

Denne utvinningsteknologen er forkastet av andre og virker å være helt "hail mary" etter at de ikke klarte å sikre litium-leveranser andre steder. 

Det er viktig å ha langsiktige mål. Selv om denne produksjonsmetoden for litium ikke er klar nå, så kan den forbedre tilgangen på riktig priset litium i markedet om noen år.

Og når det gjelder mangel på litium for Tesla så er det ren spekulasjon fra din side. Tesla tjener gode penger på elbiler, har latterlig mye penger på konto, og har dermed råd til å overby de fleste andre kjøpere av litium. Så det skjer jo ikke at de skulle ha dårlig tilgang på litium.

[uname -i]

Espen Hugaas Andersen skrev (48 minutter siden):

Det er viktig å ha langsiktige mål. Selv om denne produksjonsmetoden for litium ikke er klar nå, så kan den forbedre tilgangen på riktig priset litium i markedet om noen år.

Fra det de sa på Battery Day om å bare tilsette bordsalt og så få ut litium så er det tydelig at de uten spesiell kunnskap bare satser på at de får til noe som erfarne utvinnere har forkastet. Dette er selve definisjonen av "Hail Mary".

Espen Hugaas Andersen skrev (48 minutter siden):

Tesla tjener gode penger på elbiler, har latterlig mye penger på konto, og har dermed råd til å overby de fleste andre kjøpere av litium. Så det skjer jo ikke at de skulle ha dårlig tilgang på litium.

Tesla tjener langt fra gode penger på elbiler som bekreftet av Elon Musk i går. Profittmarginen er knapt eksisterende til tross for miljøkreditter som snart forsvinner, kostkutt ned til beinet og at de fremdeles bare har fått en forsmak på den enorme konkurransen og prispresset de vil oppleve når de store bilprodusentene kommer på banen med sine elbilmodeller. Den eneste grunnen til at de har penger på konto er at de hvert halvår går ut med emisjoner og lån blandt godtroende investorer. Det kan virke som om til og med Elon Musk skjønner at dette er en sprekkferdig boble.

Elon Musk wants Tesla to focus on profits or warns that TSLA will fall like ‘soufflé under a sledgehammer’

Endret 2. desember 2020 av uname -l

[tow]

trikola skrev (1 time siden):

Det finnes en enklere måte uten masse rele-omkobling når inngangskraften er vekselstrøm og målet er likestrøm: https://en.wikipedia.org/wiki/Voltage_doubler#Delon_circuit, bare tenk at kondensatorene i kretsen er de 2 permanent seriekoblede halvdeler av batteriet. Transformatoren på inngangen er den vanlige transformatoren med 400 V sekundær.

Du kan ikke mene at to dioder i serie med strømmen er i nærheten av å gi samme virkningsgrad som releer?

Releer som tåler 400A koster 12 dollar på Aliexpress, og har nær 100% virkningsgrad, og det skal ikke mange til for å koble batteriene i parallell de gangene man skal lade på en standard hurtiglader. 

[tow]

Espen Hugaas Andersen skrev (1 time siden):

Tre ganger kunne de ha valgt noe annet enn sylindriske celler, og tre ganger har de landet på sylindriske celler som det beste alternativet.

Edit: (Eller egentlig kan man si de har valgt sylindriske celler hele fem ganger. Det er fem ganger Tesla har endret oppbygningen av sine batteripakker betydelig. Roadster, 85 kWh Model S, 100 kWh Model S/X, Model 3/Y og nå senest for Semi og de andre kjøretøyene som skal ha 4680-celler. Ved disse fem tidspunktene kunne Tesla ha byttet til poseceller eller hva enn uten særlig utfordringer.)

"Tesla har valgt sylindriske celler, ergo er sylindriske celler det beste".

Underlig argumentasjon.

[sverreb]

46 minutes ago, oophus said:

Hvorfor de hopper fra sylindriske celler til sylindriske celler handler nok om pris det også, ettersom det er billigere å justere eksisterende produksjonslinjer innenfor samme formfaktor enn å bytte alt til noe nytt.

Det har nok mye med at de har gjort seg avhengige av å skape en myte om egen ufeilbarlighet. Siden de har gått hardt ut før om at sylindriske celler på ett eller annet vis var 'best' og har bedrevet markedsføring med det som basis så risikerer de å tape ansikt hvis de så senere sier at nå er prismatiske celler best. Så bordet fanger. Et selskap som overlever på myteskaping om seg selv vil fange seg selv i de forenklede historiene mytene består i og over tid tape evne til å konkurrere om de ikke kan fri seg fra den måten å drive forretninger på. Hvis du ser på de mer etablerte produsentene så prøver de ikke fyre opp en fanbase basert på midlertidige tekniske løsninger. Det betyr færre fanbois, men også mer frihet til å endre teknologi uten å risikere å fremmedgjøre fans ved å først få de til å reklamere for dine tekniske løsninger som du så forlater.

Bare observer hvordan enkelte tar alt som kommer fra teslas markedsføringseventer som gospel og bruker det som om det er uomtvistelige 'sannheter'. Det er denne typen markedsføring tesla pr. i dag er avhengige av, men fanger også tesla ved at det gir incentiv til å ikke endre de tekniske løsningene, men å heller stagnere teknisk over tid.

[AL123]

Det er først og fremst en grunn til at Tesla bruker sylindriske celler. Når de bygde de første batteripakkene var det i praksis det eneste alternativet og det var fremdeles det beste alternativet når de bygget egen fabrikk. Å bygge andre batterityper når det er det fabrikken er satt opp til og det er den teknologien de kjenner best er ikke særlig praktisk. Når det gjelder hva som er best, så er pouchceller i dag litt billigere, begge har omtrent samme vekt/energi forhold mens poseceller har mer energi i forhold til volum. Ellers er sylindriske celler veldig upraktiske i bil, da mange celler gir større risiko for feil og mer utfordringer med batterikontroll.

[uname -i]

Penguin skrev (1 time siden):

Og helt sikkert en haug andre parametre som jeg ikke kommer på i farten. Flere av disse har dessuten en verdi på cellenivå og en annen på 'pack'-nivå.

Bra liste. I tillegg kan nevnes reparerbarhet og resirkulerbarhet. Å tømme en bøtte med superlim over tusenvis av små lommelyktbatterier scorer ikke høyt der.

[sverreb]

1 hour ago, trikola said:

Det finnes en enklere måte uten masse rele-omkobling når inngangskraften er vekselstrøm og målet er likestrøm: https://en.wikipedia.org/wiki/Voltage_doubler#Delon_circuit, bare tenk at kondensatorene i kretsen er de 2 permanent seriekoblede halvdeler av batteriet. Transformatoren på inngangen er den vanlige transformatoren med 400 V sekundær.

Nå er foryningen fra en hurtiglader DC, men det er jo ikke vanskelig å lage vekselstrøm av likestrøm, så konseptet om å oppkonverere ladespenningen (som er hva taycan gjør) vs å kople om batteriet er absolutt relevant .
Det som jo nok er den fundamentale driveren for utviklingen er at rimelig kraftelektronikk nå gjør det å håndtere 1000V rimelig nok til at ladere og invertere i bilene kan lages til en fornuftig kostnad, og ikke mye mer enn et 400V system. Gitt det er det egentlig bare fordeler med høyere spenning (Det gir en høyere berøringsfare, men 400V er farlig nok så i praksis ingen vesentlig forskjell) . Jeg forventer dermed at over det neste tiåret vil det meste av elbiler forlate 400V for høyere spenninger og 400V systemer blir 'legacy' og til sist droppet helt. Mot slutten av tiåret vil vi sannsynligvis se de første bilene som ikke støtter 400V lading overhode.

8 minutes ago, tow said:

Du kan ikke mene at to dioder i serie med strømmen er i nærheten av å gi samme virkningsgrad som releer?

Releer som tåler 400A koster 12 dollar på Aliexpress, og har nær 100% virkningsgrad, og det skal ikke mange til for å koble batteriene i parallell de gangene man skal lade på en standard hurtiglader. 

Tror kanskje ikke en aliekspress spesial er akeptabelt i en bil (Eller noe sted der vesentlige energier er involvert), og at US$12 er billig vet jeg mange, også innen automotive, som vil være uenige i.  Virkningsgraden er ikke nødvendigvis så viktig. hurtiglading skjer ikke så ofte. I den grad man har noe videre tap betyr det i hovedsak noe mer last og kapasitetsbehov på kjølingen. En fordel med en spenningdobler er at det holder hele kompleksiteten utenfor batteriet, det betyr at om dette feiler er bilen fortsatt kjørbar, den bare kan ikke lade på 400V. Det betyr også at man ungår ekstra komponenter i strømveien som benyttes under kjøring. 100% effektiv er nemlig ikke en ting, og det er lettere å leve med tap i ladeveien enn tap i utladingsveien.