La journée "battery day" de Tesla (22 septembre 2020)

[zeta]

il y a 10 minutes, Kratus a dit :

Il me semble qu'on parle plutôt de supercondensateurs, en français. 

https://fr.wikipedia.org/wiki/Supercondensateur

Correct, c'est un abus de langage, comme entre réfrigérateur et frigidaire....

C'est une marque commerciale (extrait de la page wiki que tu as cité):

Citation

Les supercondensateurs sont commercialisés sous différents noms et sous différentes appellations commerciales :

• supercapacités : société Blue Solutions, filiale du groupe Bolloré ;
• Ultracapacitors :
  • Ultracaps : société Epcos (ex Siemens-Matsushita) qui a annoncé l'arrêt de cette gamme de produit,
  • Goldcaps : société Panasonic, qui a arrêté sa gamme en janvier 2020
  • Boostcap : société Maxwell Technologies,
  • DL Caps : société Nippon Chemi-Con.
  • EESU : société EEStor (en).

Abus de langage accentué par le fait d’abrévier à l'oral condensateur par "capa" (pour capacité, y'a aussi "condo" qui circule), donc "super-cap" suis naturellement.

 

 

il y a 13 minutes, Kratus a dit :

J'avais supputé que les supercondensateurs seraient utilisés en "tampon" entre la batterie et le moteur sur les versions Plaid, pour augmenter la puissance de crête. 

 

Apparemment, il n'en est rien. 

C'est une idée que j'ai beaucoup vu circuler (et pas que pour la plaid), mais j'avoue que je serais intéressé par le schéma d'une telle solution, car cela aurait un impact non négligeable sur l'architecture de l'électronique de puissance.

Sur une faible variation d'énergie (disons 1% de la capacité de la batterie, donc 1kWh pour une batterie 100kWh), la tension de la batterie varie très peu (10mV environ pour une cellule NMC autour de 4V, soit 1V sur un pack complet de 400V). Au contraire, un super-condensateur stocke l'énergie sous une forme qui nécessite de fortes variations de tensions (E = 1/2*C*V²). Donc si un super-condensateur est placé comme tampon en parallèle de la batterie pour ce kWh, il ne verrait que peu de variation de tension, donc cela nécessite un surdimensionnement de la taille du super-condensateur qui deviendrait non négligeable à côté de la batterie.

Sur des architectures à plusieurs étages (par exemple élévateur de tension avant l'onduleur moteur), il est possible d'avoir de plus fortes variations de tension au point intermédiaire et d'y mettre le super-condensateur pour profiter des plus grandes variations, mais je ne pense pas que ce soit le type privilégié sur les VE, vu que la batterie est déjà a une tension continue élevée, et que moins il y a d'étages plus le rendement est bon.

Aussi, le supercondensateur (c'est dur de s'obliger à pas écrire supercap ) est entre les condensateurs et les batteries, donc on peut le voir comme meilleur en densité d'énergie que les condensateurs et meilleur en densité de puissance que les batteries, ou .... moins bon en densité d'énergie que les batteries et moins bon en densité de puissance que les condensateurs.

En parallèle d'une batterie il y a donc toujours des condensateurs pour encaisser les appels de courant et laisser le temps à la batterie de suivre. Sur des batteries de grosse taille (plus de 50kWh sur la plupart des VE), la puissance acceptée par la batterie reste très importante et n'est pas spécialement un frein. Sur des VE à petites batteries limitées en la puissance (hybrides, pile à combustible, ...) cela ferait sûrement plus sens.

Les systèmes où j'ai vu l'usage de super-condensateurs est soit en remplacement direct de batteries sur des petits produits car la durée de vie est virtuellement infinie contrairement à une batterie et on peut tirer assez fort dessus, soit en appoint de petites batteries qui n'ont pas la puissance de sortie nécessaire où un système charge lentement le super-condensateur depuis la batterie pour la décharger vite ensuite (communications radio par exemple qui sont courtes mais intenses). Je n'ai pas encore eu l'occasion de croiser son usage dans des gros produits donc je n'ai pas d'exemples, mais il y a des applications.

 

Mais on commence à rentrer dans un autre sujet... si il y a des spécialistes, on peut ouvrir un sujet dédié, je suis intéressé (je crois qu'il en existe déjà un d'ailleurs?).

[Sasdurocher]

Extrait du dossier du earnings call Q2 21 :

 

Battery and Powertrain
We have successfully validated performance and lifetime of our 4680 cells produced at our Kato facility in California. We are nearing the end of manufacturing validation at Kato: field quality and yield are at viable levels and our focus is now on improving the 10% of manufacturing processes that currently bottleneck production output. While substantial progress has been made, we still have work ahead of us before we can achieve volume production. Internal crash testing of our structural pack architecture with a single-piece front casting has been successful.

Modifié juillet 26, 2021 par Sasdurocher

[zeta]

Le 26/07/2021 à 22:34, Sasdurocher a dit :

Extrait du dossier du earnings call Q2 21 :

 

Battery and Powertrain
We have successfully validated performance and lifetime of our 4680 cells produced at our Kato facility in California. We are nearing the end of manufacturing validation at Kato: field quality and yield are at viable levels and our focus is now on improving the 10% of manufacturing processes that currently bottleneck production output. While substantial progress has been made, we still have work ahead of us before we can achieve volume production. Internal crash testing of our structural pack architecture with a single-piece front casting has been successful.

 

Bien joué pour la rapidité !

 

N'hésites pas à traduire, tout le monde sur le forum ne lit pas l'anglais.

Citation

Nous avons validé avec succès les performances et la durée de vie des cellules 4680 produites à notre usine de Kato en Californie.

Nous approchons de la fin de la phase de validation de la production : la qualité et le rendement (le nombre de cellules viables par rapport aux cellules produites) sont a des niveaux viables et notre attention est actuellement sur l'amélioration des 10% de la ligne de production qui sont actuellement le goulet d'étranglement limitant la capacité de production. Bien que des progrès substantiels aient été faits, nous avons encore du travail devant nous avant de pouvoir atteindre une production en volume.

Les crash tests internes du pack structurel avec un moulage ("casting") du bloc avant en une seule pièce sont un succès.

PDF dispo : https://ir.tesla.com/ (lien en colonne "Shareholder Deck" pour le second trimestre "Q2" 2021)

 

 

Autre point intéressant: La production du Tesla Semi est repoussé à 2022, et le cybertruck "après la modèle Y" à Austin. Il est probable que ces 2 véhicules utilisent les 4680 (sur pour le cybertruck, j'ai un doute pour le Semi).

Modifié juillet 27, 2021 par zeta

[Kratus]

Il y a 7 heures, zeta a dit :

notre usine de Karo

Kato

[Tiv]

On peut espérer qu'avec les batteries "4680" l'autonomie sera augmentée ?

 

Les premières voitures équipées seront les "Y" ?

[Kratus]

Je t'invite à lire ce sujet depuis le début. 

 

Le format 4680 a été créé surtout pour optimiser le prix de revient des batteries. 

 

Les premiers véhicules équipés seront les Model Y produites à Berlin, quand l'unité de production de cellules de Berlin sera opérationnelle. D'ici là, Berlin installera des cellules 2170.

[zeta]

Cela fait maintenant un peu plus d'un an que le battery day s'est déroulé.

Peu de nouvelles au sujet des batteries en ce moment, principalement en attente de la mise en service de l'usine de Berlin.

 

Mais il y a quelques détails intéressants qui ont circulé récemment :

* Une batterie de model 3 LFP démontée à été apercue par Munro Live :

 à partir de 15 minutes 31s : https://www.youtube.com/watch?v=mZZy_6O41sI

 

* Idra est en train de commencer une série de vidéo sur leur giga-presses. Peu d'infos techniques dans cette première vidéo, mais on y apprends à la fin que 15 de ces giga-presses ont été commandées. Les spéculations vont bon train sur combien de ces 15 presses sont pour Tesla, aucun autre constructeur n'ayant communiqué dessus pour le moment, et Tesla ayant déjà plusieurs des ces presses à Fremont et Shangai, et de nombreuses autres en cours d'installation à Berlin et Austin.

https://www.youtube.com/watch?v=onCrHQEvgYs

 

* The Limiting Factor continue d’investiguer la techno des giga-presses, en comparant l'usage de l'aluminium moulé contre les assemblages soudé en "aciers à haute résistance avancés" utilisés actuellement, et la question économique a partir d'une étude récente du MIT. Beaucoup de chiffres dans cette vidéo, mais un fond intéressant si vous êtes sensibles à ce sujet.

https://www.youtube.com/watch?v=IMAsCy7YU1M

 

Modifié octobre 6, 2021 par zeta

[zeta]

C'est juste au moment où je dis qu'il n'y a pas trop de nouvelles que ça reprends, et c'est énorme !

 

La gigafactory Berlin hébergeait une fête foraine pour les résidents locaux aujourd'hui, avec visiblement visite de l'usine.

Plusieurs personnes sur place ont diffusé des photos et commentaires des discussions avec les employés Tesla à cette occasion.

 

Les vidéos "live" qu'on trouve sur youtube pour le moment sont d'assez mauvaise qualité à cause de la réception à l'intérieur des bâtiments, mais les photos sont parfaites!

 

Il y a plein d'info intéressantes sur l'ouverture proche de l'usine (une partie des robots était déjà en mouvement pendant les visites), et des choses comme les couleurs de peinture ou les feux matriciels, mais certains points sont la suite directe de toutes nos discussions sur le battery day, à commencer par cette photo:

https://twitter.com/AdamBerg4680/status/1446796102246748163

 

Maintenant que le pack batterie est structurel, les sièges sont directement fixés dessus. Le châssis est alors posé au dessus de cette ensemble. Cela veut dire qu'il n'y a plus d'opération complexes de passage des sièges par les ouvertures de porte.

 

L'ensemble des pièces embouties est présenté de façon assez élegante:

https://twitter.com/shortword/status/1446765664534999042

Ils présentent l'image comme étant toutes les pièces embouties, ce qui serait possible vu l'usage des giga-castings et du pack structurel, et de pièces plastiques pour le reste, mais cela reste à vérifier.

 

Et enfin, le pack structurel lui même à base de 4680:

https://twitter.com/shortword/status/1446781892729126915

 

Avec un pack 2170 en comparaison:

https://twitter.com/shortword/status/1446782078717243395

 

[Kratus]

Le 09/10/2021 à 16:32, zeta a dit :

Le châssis est alors posé au dessus de cette ensemble

Tu veux dire la carrosserie, je pense. Puisque c'est la batterie structurelle qui fait office de châssis. 

[zeta]

Le 09/10/2021 à 17:36, Kratus a dit :

Tu veux dire la carrosserie, je pense. Puisque c'est la batterie structurelle qui fait office de châssis. 

je ne suis pas spécialiste des termes techniques, mais je parle de l'ensemble giga-casting et pièces embouties (probablement la "caisse en blanc", ou "body-in-white" en anglais).

La batterie structurelle n'est qu'un élément du châssis je pense, et je ne sais pas trop à quelle pièce s'arrête la carrosserie ?

 

Bref, ça:

 

https://twitter.com/Captn_Hype/status/1446781824953462785

[SAABFOREVER]

Du point de vue externe,

 

je ne vois pas une différence avec le châssis de la Citroën Traction avant de 1934 ?

 

C'est toujours un principe de châssis-coque.

Maintenant, l'emboutissage des pièces est plus élaborée, les techniques de soudure ont évoluées.

 

Où est la Révolution ?

Modifié octobre 9, 2021 par SAABFOREVER

[Samsaggace]

Le 09/10/2021 à 20:40, SAABFOREVER a dit :

C'est toujours un principe de châssis-coque.

Tu as parfaitement raison : rien de nouveau dans le principe de la coque auto porteuse.

Mais comme tu le sais très bien, tout est dans le processus de fabrication.

Avec une Gigapress, tu injectes et tu ressorts une seule pièce grande et complexe qui comprend les 70 pièces que tu devais préalablement assembler avec précision. C’est là tout le progrès : une production nettement plus rapide et précise.

On peut bien parler d’une révolution dans le process ! Pas dans les concepts physiques ou mécaniques.

[SAABFOREVER]

Donc c'est une amélioration / économie dans le procédé de fabrication de la voiture. OK

 

Si il y a un gros avantage financier, je ne vois pas ce qui empêche d'autre fabricants de suivre cette voie.

 

Je suis convaincu de l'inutilité et des coûts excessifs engendrés par la multiplication des carrosseries chez les Constructeurs Allemands.

 

Au passage, remarquons que les véhicules les plus vendus aux USA sont des Pick-Up, c.à.d. dans leur grande majorité des chassis-échelles selon le principe de la FORD T

[Catequil]

Si il y a un gros avantage financier, je ne vois pas ce qui empêche d'autre fabricants de suivre cette voie.
 

Sauf que pour le faire, ils doivent revoir tout leur processus industriel...c'est à dire défaire et refaire leur usines.

D'ailleurs, le patron de VW vient de s'en rendre compte.

[Samsaggace]

Le 09/10/2021 à 21:58, Catequil a dit :

Sauf que pour le faire, ils doivent revoir tout leur processus industriel...c'est à dire défaire et refaire leur usines.

Très bien vu ! C’est l’avantage déterminant de Tesla qui, lui, construit ses usines pour produire des voitures, tandis que les constructeurs en place conçoivent des véhicules à partir de leur outil de production.

Elon n’hésite pas non plus à intégrer des outils révolutionnaires comme la giga presse dans son process de production.

Avoir vécu des jours et des nuits au cœur de son outil forge sans doute de solides convictions qui n’ont rien de lubies de milliardaire fantasque comme adorent le qualifier des journalistes en salon.

[Dordrecht]

La batterie va donc être intégrée au châssis : il va falloir du coup intégrer le recyclage des batteries et le recyclage du véhicule lui-même... Un nouveau métier, je me propose !

[LouisF]

Le 10/10/2021 à 09:19, Dordrecht a dit :

La batterie va donc être intégrée au châssis : il va falloir du coup intégrer le recyclage des batteries et le recyclage du véhicule lui-même... Un nouveau métier, je me propose !

D'ailleurs est-ce que Tesla donne des éléments précis sur comment il a intégré (ou pas) le recyclage lors de la conception des véhicules et des modules de batteries ? Pas vu d'information pertinente sur le sujet.

[Dordrecht]

Le 10/10/2021 à 11:25, LouisF a dit :

D'ailleurs est-ce que Tesla donne des éléments précis sur comment il a intégré (ou pas) le recyclage lors de la conception des véhicules et des modules de batteries ? Pas vu d'information pertinente sur le sujet.

C'est jour de fête ce week-end, on demandera lundi !

[Kratus]

Le 10/10/2021 à 10:25, LouisF a dit :

Pas vu d'information pertinente sur le sujet.

J'avais vu passer une information selon laquelle JB STRAUBEL, co-fondateur de Tesla, lançait une entreprise de recyclage des batteries "Redwood Materials". 

https://electrek.co/2021/07/28/jb-straubel-redwood-materials-700-million-ev-battery-recycling-business/

 

À voir si c'est encore d'actualité après le drame personnel qui l'a touché. 

 

 

[zeta]

Le 10/10/2021 à 11:25, LouisF a dit :

D'ailleurs est-ce que Tesla donne des éléments précis sur comment il a intégré (ou pas) le recyclage lors de la conception des véhicules et des modules de batteries ? Pas vu d'information pertinente sur le sujet.

Il y a plusieurs pages sur ce sujet dans le rapport d'impact environnemental publié par Tesla :

https://www.tesla.com/ns_videos/2020-tesla-impact-report.pdf

 

Il y indiquent que 100% de leur batteries sont recyclées et pas envoyés dans des décharges. Le process indiqué donne une récupération d'un équivalent de 921kWh de nouvelles batteries pour 1000kWh de batteries usagées, donc encore une marge de progrès mais déjà des chiffres importants. Ils indiquent > 99% des métaux comme objectif ailleurs dans le document.

 

Elon Musk à plusieurs fois indiqué qu'il est plus facile de "miner" les éléments dans une batterie là où ils sont déjà basé sur des métaux purs, plutôt que dans des roches où il y en a juste des traces qui doivent être enrichies. Il y a donc un intérêt économique important à le faire, vu le coût élevé de ces matériaux. Leur rapport indique que chacune de leur usine contiendra une unité de recyclage.

 

Le 10/10/2021 à 12:12, Kratus a dit :

J'avais vu passer une information selon laquelle JB STRAUBEL, co-fondateur de Tesla, lançait une entreprise de recyclage des batteries "Redwood Materials". 

https://electrek.co/2021/07/28/jb-straubel-redwood-materials-700-million-ev-battery-recycling-business/

 

À voir si c'est encore d'actualité après le drame personnel qui l'a touché.

C'est plus que jamais d'actualité, l'entreprise à déjà 4 ans, ils ont signé des accords pour retraiter les batteries de Ford, et ils viennent de lancer une usine de production de matériaux pour les cathode et de collecteurs en cuivre à partir de batteries usagées (100GWh pour 2025, 500GWh pour 2030), mais il n'est pas certain dans quel proportion Tesla utiliseraient leur services. Il semble qu'ils travaillent avec Panasonic, mais Tesla veut intégrer de façon vertical le recyclage dans leurs usines.

[pistache]

Le 10/10/2021 à 09:19, Dordrecht a dit :

La batterie va donc être intégrée au châssis : il va falloir du coup intégrer le recyclage des batteries et le recyclage du véhicule lui-même...

Ce n'est pas parce que le pack de batterie est "structurel" qu'il ne fait qu'un avec le reste de la voiture. C'est évidemment une pièce séparée qui peut se remplacer.

 

Le 09/10/2021 à 21:02, Samsaggace a dit :

tu injectes et tu ressorts une seule pièce grande et complexe qui comprend les 70 pièces que tu devais préalablement assembler avec précision.

Si ça simplifie beaucoup la fabrication je me demande ce que ça va donner quand il y aura de la casse. Est-ce que ces voitures seront plus vite considérées comme irréparables ?

[zeta]

Le 09/10/2021 à 19:40, SAABFOREVER a dit :

Du point de vue externe,

 

je ne vois pas une différence avec le châssis de la Citroën Traction avant de 1934 ?

 

C'est toujours un principe de châssis-coque.

Maintenant, l'emboutissage des pièces est plus élaborée, les techniques de soudure ont évoluées.

 

Où est la Révolution ?

Il n'y a pas de révolution à proprement parlé, mais une évolution importante.

Le châssis de la model 3 a été la cible de beaucoup de reproches due à sa complexité, avec beaucoup trop de pièces soudées, rivetées, etc.

De nombreux autres fabricants utilisent déjà des moulages pour simplifier certaines pièces. Avec l'aide des nouvelles presses d'Idra qui sont a priori les seules aux monde à en faire de cette taille (6 à 8000 tonnes de pression), ils ont pu pousser cette idée à l’extrême avec une unique pièce pour tout l'avant, et une unique pour tout l'arrière.

Les avantages sont nombreux. Elon Musk indiquait qu'il y avait environ 1000 robots sur une ligne de model 3. En mettant un moulage pour la partie arrière, il en faut 300 de moins, et cela devrait être pareil pour la partie avant. https://www.designnews.com/automotive-engineering/teslas-switch-giga-press-die-castings-model-3-eliminates-370-parts

Cela implique moins d'investissements (achats robots, programmation, surface au sol,...) et de coût de fonctionnement/maintenance.

 

Ensuite, un moulage est toujours identique, la tolérance est bien meilleures que sur des pièces soudées. Cela va améliorer les fameux "gaps" qui ont beaucoup été critiqués aux début de Tesla. Mais cela permet surtout une réduction de poids, une réduction de bruit (plus de vibrations entre les pièces assemblées).

 

Et on vient de voir que cela permettra encore de simplifier le reste de l'assemblage en montant les sièges directement sur le pack structurel et poser la carrosserie dessus, plutôt que les opérations complexes de passage des sièges par les portes comme aujourd'hui. La nouvelle ligne est prévue pour sortie une caisse toutes les 45 secondes, donc il est important de ne pas avoir d'étapes créant un goulet d'étranglement. https://twitter.com/elonmusk/status/1446835576729182214

 

 

Volkswagen tenait il y a quelques jours une réunion de crise pour améliorer la compétitivité de leurs usines. Ils indiquent qu'une model 3 prend environ 10 heures à fabriquer, alors qu'il en faut 3 fois plus pour une id3 à l'usine de Zwickau:

https://www.businessinsider.de/wirtschaft/kampf-gegen-gruenheide-vw-chefs-wollen-wolfsburger-stammwerk-radikal-umbauen-um-gegen-tesla-und-china-cars-zu-bestehen-d/

Les gigacasting et packs structurels sont le genre d'évolutions permettant d'améliorer encore cette compétitivité et pour Tesla de limiter les investissements tout en maximisant sa marge ou en réduisant les tarifs de vente.

Modifié octobre 17, 2021 par Kratus
À la demande de l'auteur

[zeta]

Le 10/10/2021 à 13:23, pistache a dit :

Si ça simplifie beaucoup la fabrication je me demande ce que ça va donner quand il y aura de la casse. Est-ce que ces voitures seront plus vite considérées comme irréparables ?

Il y a une pièce de déformation devant/derrière les moulages.

Pour un choc à faible vitesse, c'est cette pièce qui va plier.

Si le choc est suffisamment rapide pour que le moulage soit atteint, ça va faire comme sur les véhicules actuels : irréparable.

 

[Busquet2]

Tesla assure son avenir avec un nouvel accord en Nouvelle Calédonie, il est question de 42 000 tonnes de Nickel, de quoi assurer quelques batteries 😋

Edit : je ne trouve pas la source de l'article. Ça fait un moment qu'il est question de cet accord; dans l'article on dirait que c'est nouveau/signé. Si vous avez de meilleures sources ?

Modifié octobre 15, 2021 par Busquet2

[Pahtath]

Le 15/10/2021 à 11:32, Busquet2 a dit :

 

Edit : je ne trouve pas la source de l'article. Ça fait un moment qu'il est question de cet accord; dans l'article on dirait que c'est nouveau/signé. Si vous avez de meilleures sources ?

Teslarati fait un meilleur boulot journalistique : https://www.teslarati.com/tesla-4680-battery-new-nickel-supply-deal/ renvoit vers la news Reuters https://www.reuters.com/business/energy/prony-resources-says-tesla-has-agreed-multi-year-nickel-purchasing-deal-2021-10-13/ qui cite une conférence de presse de Prony.

 

Sinon, dans la série 'je fais mes courses au petit supermarché du coin', https://www.teslarati.com/tesla-europe-largest-lithium-plant-giga-berlin/