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

[Samsaggace]

Il y a 6 heures, tino_ale a dit :

Ce qui me bluffe pas mal c’est la capacité qu’a Tesla a apparemment conserver son agilité et vélocité alors que ça commence quand même à être une grosse boîte. Ça dénote une vraie différence, profonde et espérons durable, par rapport aux existants.

C'est le mode de management d'Elon, essentiellement par l'innovation technologique (tout à fait identique pour Space X).

Il met la barre le plus haut possible.

Jusqu'à présent, il devait limiter ou différer ses ambitions par manque de ressources financières.

Au niveau où il est parvenu, tout devient permis...

[Anakil]

Il y a 9 heures, Arnaudc06 a dit :

Si on regarde la Model 3 MIC et ses cellules LFP de CATL, elle devrait en théorie avoir une densité plus faible que les cellules NMC de LG .. et pourtant l’autonomie a augmenté d’après le configurateur !

 

Etudier l’évolution de la Model 3 MIC va être très intéressant pour voir la piste suivi par Tesla. 

L'autonomie a juste rattrapé un peu les cellules panasonic (équipant la version US). Ne pas oublier que la méthode de mesure est différente entre le site en version chinoise, US (EPA) et Europe (WLTP). Donc, l'autonomie affichée dans le configurateur chinois n'est pas à comparer directement à ce qu'on voit chez nous ou aux US. 😛 

Modifié octobre 6, 2020 par Anakil

[Arnaudc06]

Je ne parle pas du chiffres d’autonomie, mais du fait qu’avec le même protocole, la model 3 MIC avec cellule LFP a plus d’autonomie que la Model 3 MIC avec cellule NMC.

 

Hors la densité énergétique d’une cellule NMC est sensée être supérieure à celle d’une cellule LFP.

 

On peut donc se demander comment avec le même protocole une cellule moins dense propose une meilleure autonomie ?

 

- changement au niveau du pack (nombre de cellule, refroidissement, modules) ?

- changement au niveau du chassis (mise en place d’un chassis formé d’une seule pièce et baisse du poids ?

 

c’est sera intéressant de le vérifier

Modifié octobre 6, 2020 par Arnaudc06

[Busquet2]

il y a 2 minutes, Arnaudc06 a dit :

On peut donc se demander comment avec le même protocole une cellule moins dense propose une meilleure autonomie ?

Ce que dit @Anakil c'est que c'est la méthode de mesure qui est différente, le pack a probablement les mêmes valeurs en kWh.

[Arnaudc06]

A ma connaissance le protocole n’a pas évolué en chine. Et vu que LFP est moins dense que NMC, le pack ne peut avoir la même capacité dans le même encombrement.

 

il y a donc des modifications implantées  depuis le 1er octobre à Shanghai qui vont au delà du changement de chimie.

[Busquet2]

Mais les batterie LFP sont fournis en Chine depuis bien avant le 1er octobre pourtant ?!

Ce n’est pas que pour les SR + les LFP ?

Si on prend les LR des usa et ceux de la Chine, que dit le configurer sur l’autonomie ?

[Elkalpine]

il y a 29 minutes, Busquet2 a dit :

Si on prend les LR des usa et ceux de la Chine, que dit le configurer sur l’autonomie ?

Je dirais difficile à dire et déterminer vu que ce ne sont pas les mêmes cycles de consommation qui sont utilisés

[Busquet2]

il y a 3 minutes, Elkalpine a dit :

vu que ce ne sont pas les mêmes cycles de consommation qui sont utilisés

🤣 c'est ce que je me tue à dire à @Arnaudc06

[zeta]

Il y a 5 heures, Busquet2 a dit :

🤣 c'est ce que je me tue à dire à @Arnaudc06

C'est un peu le dialogue de sourd mais je crois avoir compris la remarque de @Arnaudc06 et je suis d'accord avec lui si j'ai bien compris.

 

Il ne cherche pas à comparer les batteries NCA des model 3 US sur un cycle EPA, avec les LFP des model 3 Chine sur un cycle CLTC (Le WLTP chinois?).

 

Il cheche à comparer les NMC des model 3 chine du mois dernier avec les LFP des model 3 Chine du mois d'Octobre (ça change vite chez Tesla, et comme ils ne communiquent pas dessus c'est dur à suivre, comme s'en plaignait @Elkalpine).

 

J'ai un gros doute la dessus, si vous avez mieux comme références, n'hésitez pas à partager.

Si j'ai bien suivi:

* A l'ouverture de la gigafactory, il y a pu avoir des packs de batteries NCA identique aux modèles US importé de la giga Nevada (je crois l'avoir lu, mais j'ai un doute sur ma mémoire)

* Ensuite, les batteries étaient des NMC811 faites plus localement par LG : https://electrek.co/2019/09/23/tesla-ncm-battery-cells-chinese-model-3-lg-mass-production-report/ (A confirmer, Electrek met un doute)

* Depuis le 1er Octobre, les batteries seraient passés à du LFP faites par CATL localement : https://electrek.co/2020/10/01/tesla-reduces-model-3-prices-china-range-lfp-batteries/

 

Tout ça sur la même model 3, issue de la même usine, et testé en Chine selon le même protocole.

 

Hors, il apparaît qu'au moment du passage en LFP le 1er Octobre, le coût a descendu de 3000$, et l'autonomie à augmentée de 5% (445 km => 468 km).

Est-ce que la densité énergétique du LFP à été bien améliorée par CATL, permettant de dépasser le NMC précédent ?

Est-ce qu'ils ont mis un pack plus gros pour compenser (vu que c'est moins cher) ?

Est-ce autre chose qui a permis l'amélioration des performances (Ajout pompe à chaleur, octovalve au lieu de superbottle, jantes, pneus, modif logiciel d'un élément, etc.) ?

Grande question...

[Arnaudc06]

Il y a 3 heures, zeta a dit :

Tout ça sur la même model 3, issue de la même usine, et testé en Chine selon le même protocole.

Merci @zeta c’est exactement ce que j’essaye d’expliquer !

[zeta]

Si vous me permettez un rapide hors sujet, pour mettre en perspective les annonces faites par Tesla, Daimler vient d'avoir sa présentation de stratégie : https://www.daimler.com/dokumente/investoren/praesentationen/daimler-ir-mercedes-benz-strategy-update-2020-presentation.pdf

 

 

Donc "significativement moins de 100$/kWh au niveau système (cellules/module/système) d'ici le milieu de décennie", avec comme commentaire que le coût des batteries descend plus vite que prévu.

Ils indiquent aussi avoir des partenariats et approvisionnement sécurisés jusqu'à après 2025.

=> Tesla indique dans sa présentation que la vitesse de réduction du coût des batteries se ralenti et qu'il faut leurs évolutions pour relancer une descente rapide. Objectif pour 2023 avec la ligne proto d'avoir 10GWh/an avec potentiellement une réduction de moitié du coût des batteries, donc très significativement moins de 100$/kWh dont ils sont déjà proches. L'autre point à l'origine des annonces de Tesla est que la production de cellules dans les années à venir n'est pas suffisante pour l'évolution du marché du VE, donc impossible à "sécuriser" dans l'état, donc cela indique une différence importante d'estimation des ventes VE entre les 2 constructeurs.

 

Et sur celles ci, Daimler nous indique avoir une forte R&D interne sur le sujet des batteries, et qu'ils travaillent avec des partenaires stratégiques.

Un point sur le fait qu'ils évaluent en continu les différentes architectures de cellules (dans un paragraphe dédié au format), et créent de nouvelles techniques de fabrication avec leur partenaires.

Une mention de Sila est indiquée sur des travaux d'anode basées sur du silicium, ainsi que des anodes lithium-métal.

Des optimisations d'électrolyte pour améliorer les performances en durée de vie et puissance, et des électrolytes solides pour la densité d'énergie et la stabilité.

De la simulation pour accélérer le développement des batteries.

Une réduction du cobalt avec des cathodes riches en nickel, et du LFP en entrée de gamme.

La seconde page présente qu'ils utiliseront leurs partenaires pour les cellules (Sila, CATL et Farasis), et se chargeront de l'intégration en modules et packs.

=> Cette page semble une réponse au battery day de Tesla, avec plus ou moins les mêmes catégories, et les mots clés tendance dans chaque (Si-anode, Li-metal anode, solid state, ...) sans apporter la moindre stratégie pour les lier ni un quelconque planning, sachant que la plupart des ces technos restent au niveau labo pour le moment. Tesla mentionne aussi une anode Silicium dans sa présentation, et c'est le point qui semble le plus incertain pour le moment, le reste étant un ensemble cohérent pouvant fonctionner sans. L'architecture évolué des véhicules permettant un montage cellules-vers-chassis n'est pas suivi par Daimler qui reste sur un montage traditionnel module+pack. La seconde page est intéressante par son titre "careful capital allocation" (="allocation prudente du capital") en montrant que peu de capital est nécessaire pour faire faire les cellules à leurs partenaires, là où tesla utilise cet argument par le design de ses nouvelles lignes à bas coût permettant de fabriquer des usines avec peu de capital (en comparaison avec les lignes actuelles).

 

 

Rien de bien neuf vu les stratégies opposées des 2 sociétés, mais ces pages me semblaient intéressantes dans cette discussion.

 

[Arnaudc06]

Certains proposent des solutions concrètes à mettre en oeuvre sur des lignes pilotes puis à développer à grande échelle, d’autres utilisent leur notoriété et leur aura pour mettre un joli écran de fumée ... les paquebots allemands auront du mal à bouger à la vitesse de la start up Tesla, à part Volkswagen, le seul à s’être jeté corps et âme dans l’électrique, Il risque d’y avoir du sang sur les murs.

Modifié octobre 6, 2020 par Arnaudc06

[Remy]

Il y a 10 heures, Arnaudc06 a dit :

à part Volkswagen, le seul à s’être jeté corps et âme dans l’électrique

Surtout dans ses communiqués de presse...

[Hart]

il y a 18 minutes, Remy a dit :

Il y a 10 heures, Arnaudc06 a dit :

à part Volkswagen, le seul à s’être jeté corps et âme dans l’électrique

Surtout dans ses communiqués de presse...

Vous êtes des mauvaises langues, Mercedes arrive pour détrôner tout le monde, je cite Daimler-Chef Ola Källenius:

 

"Chez Mercedes-Benz, nous visons rien de moins que le leadership dans le domaine de l'électromobilité et de la numérisation grâce à une stratégie de plateforme intelligente et une approche logicielle"

L'objectif est un véhicule électrique «avec une efficacité et une autonomie maximales»

 

Ok, pas vraiment de date sauf pour le logiciel:

"Pour le logiciel du véhicule, Mercedes utilise le système d'exploitation MB.OS. Celui-ci est développé indépendamment et devrait arriver sur le marché en 2024."

[Remy]

il y a 10 minutes, Hart a dit :

Mercedes arrive pour détrôner tout le monde

Pas du tout, c'est Volvo qui va tous les manger tout cru !

 

Ah, on me souffle dans l'oreillette que ce sont les Chinois qui vont déferler sur le marché.

 

A moins que les Coréens...

 

🤡

[Hart]

Du nouveau pour la Y de Giga Berlin qui sera équipé des 4680

Tesla Model Y from Giga Berlin will utilize 4680 cells and structural battery pack

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

 

Modifié octobre 7, 2020 par Hart

[Catequil]

"Wich means significant production risk".

Mes amis les plâtriers, préparons nous !

[Enreflexion]

Tu m'étonnes. Déjà qu'elle peut perdre son toit... 

vaudra peut-être mieux pas acheter une Y berlinoise tout de suite finalement...

[zeta]

Le 06/10/2020 à 20:00, zeta a dit :

Est-ce que la densité énergétique du LFP à été bien améliorée par CATL, permettant de dépasser le NMC précédent ?

Est-ce qu'ils ont mis un pack plus gros pour compenser (vu que c'est moins cher) ?

Mystère résolu:

https://twitter.com/TroyTeslike/status/1313761137675173890

 

Les specs viennent d'être modifiés sur le site chinois: la SR+ avec batterie LFP à maintenant le même poids que la LR avec batteries NMC.

La moindre densité massique (et volumique ?) du LFP est donc compensée par un pack plus lourd (et plus volumineux?), tout en restant bien moins cher.

La SR+ ayant de la place disponible car une batterie plus petite que la LR, cela laisse de la place pour mettre un pack moins dense énergétiquement. C'est sûrement la raison pour la laquelle ils n'ont appliqué le LFP qu'aux SR+, et gardé le NMC sur les LR.

 

Le pack LFP ferait 58,97 kWh brut pour 440 kg, contre 55,18 kWh brut pour 345 kg sur la SR+ précédente (NMC). Donc une densité de 134 Wh/kg en LFP, contre 159 Wh/kg en NMC, soit 16% de moins.

Et comme le nouveau pack contiendrai presque 7% d'énergie brute en plus (6% si on regarde le net), c'est logique de trouver une autonomie augmentée de 5%.

 

 

Note: ça fait beaucoup de sigles... Pour rappel : SR+=Model 3 version autonomie standard, LR=Model 3 version grande autonomie, LFP=chimie Lithium-Fer-Phosphate, NMC=chimie Nickel-Manganèse-Cobalt

[Rikium]

un résumé très accessible (et en français) sur le batterie Day :

 

 

[steef]

[mention]zeta [/mention] je suis épaté par ton expertise et ta précision ... merci pour ta contribution ! Tu veux pas que je t’interviewe sur ma chaîne ?!

Et pour les autres contributeurs, ce fil respire la passion et l’envie de savoir!..

[zeta]

Il y a 1 heure, steef a dit :

[mention]zeta [/mention] je suis épaté par ton expertise et ta précision ... merci pour ta contribution ! Tu veux pas que je t’interviewe sur ma chaîne ?!

Et pour les autres contributeurs, ce fil respire la passion et l’envie de savoir!..

Whaou, je ne m'y attendait pas a celle la ! ☺️

je n'ai pas d'expertise particuliere, juste la chance de comprendre l'anglais et une (de)formation scientifique.

Heureux de vous faire partager ce que je trouve et de voir que ca vous plait.

Modifié octobre 9, 2020 par zeta

[zeta]

Nouvelle video de Jordan Giesiege sur sa chaine youtube "the limiting factor", premiere de sa plongee dans les annonces du battery day.

https://www.youtube.com/watch?v=3iLZmz_IQt4

Il presente ici le process de depose d'electrode seche de Maxwell, qui pour le coup n'a pas ete evoque lors de la presentation mais semble faire partie de la sauce secrete permettant le reste.

Explication au niveau chimique de la difference avec le procede actuel, gains possibles selon ce que tesla priorise entre densite d'energie ou de puissance et autres elements lies comme l'epaisseur des electrodes.

[Dordrecht]

Le 01/10/2020 à 00:01, zeta a dit :

La question de l'organisation géométrique des cellules n'est pas aussi évidente qu'il n'y parait car il y a plusieurs choses qui entrent en jeu. Il y a toute une branche des mathématiques qui est voué à ce genre de problèmes.
 
On est ici dans un cas particulier où la structure choisie est une organisation hexagonale (en nid d'abeilles), pour une question de rigidité mécanique.
 
J'ai fait un exemple d'un pack de dimensions données, rempli avec des "petites" cellules cylindriques, ou des "grosses" cellules dont le diamètre est le double des petites :

 
J'ai mis des couleurs pour illustrer:
* en gris, on a les cellules
* en vert, les espaces entre les cellules
 
Le ratio du gris (espace utilisé) sur le vert (espace perdu) est constant quelque soit le diamètre des cellules, car c'est simplement une mise à l'échelle, les 2 évoluant de façon identique. Un calcul théorique montre que cela amène à un usage d'environ 90.69% (https://en.wikipedia.org/wiki/Circle_packing)
 
Donc, on peut dire que la taille des cellules n'a pas d'impact sur la densité de remplissage !
 

 

Je me demande s'il n'y a pas un autre paramètre à considérer : avec les grandes cellules le pourcentage "d'emballage" (de chaque cellule) est peut-être inférieur ? Donc moins d'emballage pour l'ensemble du pack, et plus de matière active ? Il faudrait le calculer...

[zeta]

il y a une heure, Dordrecht a dit :

 

Je me demande s'il n'y a pas un autre paramètre à considérer : avec les grandes cellules le pourcentage "d'emballage" (de chaque cellule) est peut-être inférieur ? Donc moins d'emballage pour l'ensemble du pack, et plus de matière active ? Il faudrait le calculer...

Tu as raison.

Mon but était seulement d'illustrer la différence entre une l'organisation optimale sur une surface infinie et le cas pratique avec les bords, avec des cercles parfaits.

 

En estimant que la même épaisseur d'acier "e" est utilisée pour les grandes cellules que les petites.

Une première estimation simplifiée, sur une cellule de rayon "r" est:

* le périmètre est 2*Pi*r (=> surface approximative d'acier 2*Pi*r*e)

* la surface intérieure (=utile) est Pi*r²

Donc si on double de rayon (c'est à peu près le cas entre 21 et 40mm), on double le périmètre donc la quantité d'acier, mais on quadruple la quantité de matériau actif. Vu autrement, il faut 2 fois moins d'acier pour une même quantité de matériau actif. Donc même si l'épaisseur d'acier doit être légèrement supérieure pour la grande batterie, cela reste encore une réduction de la proportion d'acier.

 

En utilisant cette image d'illustration d'une batterie 18650 en coupe (source: https://www.electricbike.com/inside-18650-cell/ ) :

On peut mesurer l'épaisseur de l'acier à environ 0,9mm. Ça représente à peut près 10% du volume d'une 18650 (sans compter la zone du dessus/dessous de la batterie, juste en face de la matière active). Sur une 2170, on passerait à environ 8.5%. Et sur une 4680, on serait à environ 4% du volume, donc 6% gagnés sur la 18650 originale.

 

On vois aussi sur cette vue de coupe que le centre est creux, car il ne doit pas être possible d'enrouler plus finement les électrodes, et que cela représente un faible volume par rapport au reste. Si cela est simplement du au rayon mini d'enroulement possible, et reste identique sur le plus grand format, cette zone perdue au centre de 11mm de diamètre passerait de 10% du volume pour une 18650 à ~7% sur une 2170 et ~1,5% sur une 4680.

 

Ces calculs sont juste pour illustrer, car les modifications des process de fabrication et les choix techniques sur les épaisseurs de cathode peuvent changer les contraintes d'assemblage dans un sens ou dans l'autre. Cela peut donc être meilleur ou moins bon que ces calculs. Le nouveau système sans languettes ("tabless") sur le dessus peut aussi éventuellement prendre plus ou moins de place que l'unique languette soudée actuel, donc aussi introduire des changements de proportion sur l'axe de la longueur.

Dans tous les cas, on voit qu'à technologie égale, le fait d'agrandir les cellules tends à optimiser le ratio de matière active par rapport à la matière support.

 

Modifié octobre 18, 2020 par zeta