BYD přichází s novým uspořádáním baterie, které je bezpečnější a efektivnější; co na to Tesla?

Jan Horčík - 14 Duben 2020

Čínská společnost BYD představila svou novou baterii Blade s technologií CTP. Nejde o novou chemii, ale výrazně jednodušší a efektivnější uspořádání článků.baterie BYD Blade battery

BYD Blade Battery přináší nové uspořádání baterií pro elektromobily, které je efektivnější - dokáže lépe využít prostor pro samotné bateriové články. Díky tomu jsou takové baterie lehčí, levnější a dokonce i bezpečnější.
foto: BYD

BYD Blade Battery přichází s technologií CTP (cell-to-pack), která zjednodušuje složení baterie jako takové. Zatímco dnes mají baterie pro elektromobily uspořádání články - moduly - baterie, BYD Blade baterie modulový mezistupeň vypouští.

Baterie se tedy skládá rovnou ze článků, a to jednoduše sériově zapojených. Díky tomu je velmi snadné jednotlivé články skládat k sobě, případně později měnit. Výrazně se tím snižuje také objem a především hmotnost obalů.

Díky tomu dosahují celé baterie energetické hustoty 140-160 Wh/kg. To je srovnatelné s dnešními konkurenčními bateriemi v elektromobilech jako Renault Zoe, Nissan Leaf 40kWh či BMW i3.

Ba co víc, BYD využívá v článcích lithium-železo-(mangan)-fosfát chemii namísto dnes běžnější NCM (nikl-kobalt-mangan), čímž eliminuje drahý a kontroverzní kobalt. To celou baterii dále zlevňuje a zvyšuje její bezpečnost (chemie LFP/LFMP je extrémně bezpečná).

Výsledkem je hmotnostní poměr článků k baterii na 84,5 %, objemový pak 62,4 %. Poměr udává jakou část hmotnosti/objemu baterie tvoří samotné články. Dnešní běžné elektromobily mají hodnotu hmotnostního poměru nejlépe na 77 % (BMW i3 120 Ah), běžně kolem 60 %. Volumetrický poměr je pak dokonce na 40 %.

Elektromobil BYD Han EV má být první, který zavede baterie typu Blade do praxe. Trochu nám připomíná Model 3.

Elektromobil BYD Han EV má být první, který zavede baterie typu Blade do praxe. Trochu nám připomíná Tesla Model 3.
foto: BYD

Prvním elektromobilem, který vyjede z výrobních linek vybaven baterií typu Blade bude sedan BYD Han EV už v tomto červnu. Nabídne údajně dojezd až 605 km a značně se podobá Tesla Model 3.

Na podobné technologii jako je BYD Blade pracují i další čínští výrobci baterií, včetně např. CATL a SVOLT. Ti ji ale chtějí aplikovat na odlišné bateriové chemie (NCM, resp. NCMA).

Velmi zajímavé bude sledovat, jak na tento trend odpoví Tesla. Elon Musk aktuálně potvrdil, že nadcházející Battery Day bude především o bateriích, a že se máme na co těšit. Bez zajímavosti ale nebude ani reakce Volkswagenu.

Zpět na HybridPřidat komentář

OT...
https://itmix.cz/svedi-pracuji-na-organicke-protonove-baterii-nabije-se-za-100-sekund/

---

MV

Ale její hustota energie je zhruba poloviční než má olověná baterka.

...
Hodnota 60 mAh/g (= 60Ah/kg) je nádherné číslo. Jenže něco jiného je 60 Ah při 12 V a něco jiného při 1,2 V. Dle grafů ve zdrojovém článku je napětí baterie 0,6 V a napětí rychle klesá k 0,5 V při 10% vybití. Což nám dává: 60 Ah x 0,5 V = 30 Wh = 0,030 kWh/kg, když dobře.

Pro srovnání: Olověná autobaterie s kapacitou 60 Ah váží celých 15 kg. Ale dodává 12 V, čili obsahuje 0,72 kWh energie. Nebo také 0,048 kWh/kg, v reálu o něco míň.

Jinak řečeno: S olověnou baterií stejné hmotnosti dojedete dál. A i ta olověná baterie je pro provoz vozidla nehorázně těžká, 1500 kg na 60-70 kWh je prostě moc...

http://www.osel.cz/11118-experimentalni-organicka-protonova-baterie-se-dobije-za-100-sekund.html

LFP/LFMP je opravdu bezpečnější, levnější a umožní nabíjet na více cyklů. Jenže kapacita je nižší. I když eliminují obaly, tak se jen tak tak dostanou na ostatní výrobce, kteří používají standartní NCM. Levnější není jen kobalt, ale nikl je také dost drahý a je ho tam opravdu hodně - zhruba 1kg na kWh a stojí zhruba 300 Kč/kg.

1kg niklu na kWh? Nesekl jste se o řád nebo dva?

Myslím katodu NCM 811, Tj 8 dílů niklu, 1 díl kobaltu a 1 díl manganu. Teď se dívám, je to o trochu méně než 1 kg, spíše 700g.
https://researchinterfaces.com/wp-content/uploads/2018/02/Blog-NMC_compositions-e1519742044936.png

Ty články od Tesly nejsou přesně 811. Musk se někde vyjídřil, že toho Kobaltu je v katodě výrazně méně než 10 procent a plánujou se ho postupně zbavit úplně.

Když tam dal méně kobaltu, tak tam musel dát více jiných kovů a nejspíše asi niklu.

Nikl stojí třetinu a hlavně není problém s jeho dostupnosti.

Pokud by se začali vyrábět baterie NCM opravdu masově - prodej EV třeba 10x tolik, tak problém s dostupností bude.

Nikl není nijak vzácný prvek a běžně se používá při výrobě oceli.

To je celkem dost, uvážím-li, že 1kWh články mají cca 3kg a z toho bylo skoro tři čtvrtě kila niklu.

Obrázek uživatele Marek_

Pokud se jedná o samotné články (bez elektroniky), tak hustota je někde kolem 250 Wh/kg, takže 1 kWh článků bude mít tak 4 kg, ne?

https://insideevs.com/news/342679/tesla-model-3-2170-energy-density-compared-to-bolt-model-s-p100d/

---

Lexus GS 450h Premium

U těch TM3 článků mi vyšla hmotnost pro nominální 1kWh na 3.1 kg, ale nevím, jestli jde o NMC811.

jj. 250 Wh/kg.

Fakticky říkají, že díky odstranění modulů dosáhli stejné energetické hustoty jako konkurence s modulama. To mi nepřipadá zase tak úžasné.

Zvlášť když Tesla má technologii se stejnou hustotou už nějaký ten rok.

EDIT: Tak už před 2 měsícema mluvil Musk v Third Row Tesla Podcastu o tom, že moduly nedávají smysl a používají se spíše z historických důvodů a že chce aby Tesla do budoucna přešla na systém Cell-Pack bez modulů. Původní idea modulů byla v tom, aby se daly snadno nahrazovat, ale že to dneska nedává smysl a moduly stejně nejsou u Modelu 3 a Y nahraditelné a moduly zůstávají protože koncept Cell-Modul-Pack má prostě mezi inženýry setrvačnost.

Jenže používají levnější technologii, která vydrží více cyklů. A jestli baterie bude stát půlku už podstatné je.

Zase o tolik levnější to nebude. Tesla toho kobaltu moc nepoužívá a do budoucna se jej chtějí úplně zbavit. K tomu jeho cena výrazně spadla a spíše než cena prvotního materiálu hraje roli použitá výrobní technologie. Navíc pochybuju že vydrží nějak více. Ty baterky od Tesly vydrží fakt hodně a ty jejich nové cílí na milion mil, což je radikálně více než bude reálně potřeba. Doufám, že se dozvíme více na Battery Day.

Nejde jen o kobalt, ale také o nikl, například na 70 kWh baterii je ho za 21 tis. Kč. A to nyní ceny spadly. Oproti tomu je železo skoro zadarmo.
NCM vydrží 500 cyklů, pokud se dobíjí 0%-100%. 1500 cyklů pokud se dobíjí 10%-80%. Takže i baterie od Tesly by mohla 500 tis km dát v případě dobíjení 10%-80% a bude fungovat i dál jen s menší kapacitou, třeba na 70% dojezdu. Oproti tomu LFP se používá především v bateriových úložištích a vydrží minimálně 4x tolik co NCM.

Promiňte, ale z jakých čísel čerpáte? Dejte sem nějaké relevantní odkazy na tvrdá data, které by tato vaše odvážná tvrzení nějak podpořila. Díky.

https://www.batteryspace.com/LiFePO4/LiFeMnPO4-Batteries.aspx

1500 cyklů je twít Elona:
https://twitter.com/elonmusk/status/1117099861273219073

Čím levnější to bude, tím líp pro všechny.
Tesla v autech nepoužívá NMC ale NCA a obojí zvládnou 1500 cyklů.
NMC používají PowerWally a PowerPacky.
Nové baterie mají zvládnout 4500 cyklů. Více se snad dozvíme na Battery day.

Tesla používá NCA v TMS a TMX, kdežto v TM3, TMY a úložištích NMC.

Jinak údaje o počtech cyklů jsou k ničemu, když k nim neuvedete informace o hloubce cyklu, proudovém zatížení, teplotě a zbytkové kapacitě po tomto počtu cyklů.

Hloubka cyklu, zatížení atd zajímá elektrotechnika a ne uživatele, protože tohle si řeší bateriový management.

Co se týče složení, asi máte pravdu.

Jaký bateriový management? Bavíme o se snad charakteristikách samotných článků v závislosti na chemii. Bez těch ostatních údajů je informace o počtech cyklů zcela bezcenné číslo. Je to jako uvádět kapacitu baterie v Ah bez udání napětí.

Kolik zvládné samotný článek, to se asi nedozvíte, pokud si ho sám neseženete a neotestujete. To není veřejně známá informace. A pokud ho otestovali v laboratoři, tak výsledky rozhodně nerozdávájí zadarmo.

1500 cyklů by měl zvládnout článek při použití v autě, kde se o vlastnosti nabíjecího a vybíjecího cyklu stara battery management.

Pokud jste (potenciální) velkoodběratel, tak samozřejmě tyto informace od výrobce dostanete. Pro mnohé aplikace jsou tyto informace zcela dostačující. Pokud se ale chcete pohybovat na hraně možností, tak je třeba si udělat celou řadu vlastních testů v podmínkách, v jakých to budete provozovat. A na základě těchto testů vyberete finální článek a navrhnete si optimální management.

To bezpochyby, ale bavíme se konkrétně o těch od Tesly. A to vám ani Tesla nedá a Panasonic už vůbec ne.

A sehnat si ho a sám otestovat je dnes problém? Na ebayi jsou běžně k dostání z bouraček za pár kaček, po zadání Tesla 21700 hned první odkaz? K tomu sehnat buď lepší modelářskou nabíječku nebo asi lépe levný čínský bateriový tester, který dokáže cyklovat a logovat data nonstop opět za pár kaček a nezapomenout na slušný držák pro 21700 s 4vodičovým připojením. Pak nechat pár měsíců běžet cyklování a sám uvidíte jaký "poklad" se na internet vychvaluje až do nebes jen proto, že nese jméno Tesla.

No tak směle do toho a pak se nám pochlubte s grafy.

Neprovokujte ho, on ty grafy fakt má ;)

Konkrétně od TM3? To dost pochybuju, že by se s tím mořil.
Ale pokud přece jenom ano, tak se rád podívám :)

No o pár příspěvků výše jste si velmi dobře sám odpověděl, tedy já mohu jen naznačovat.. Ale rád každého navedu k tomu, jak si tyto konkrétní data ověřit sám, kupodivu to není raketová věda a i ty čínské testery v řádu kolem tisícovky ve srovnání řekněme s vybavením za několik miliónů korun, práci odvedou obstojně. Jen je potřeba je před prvním měřením ověřit/zkalibrovat pomocí trochu lepšího multimetru. Jak už správně naznačil Ctirad, plácnout číslo 1500 cyklů bez udání konkrétních podmínek jeho dosažení je tak trochu neetické, ale rozhodně tím neříkám že Elon kecá.

Proč by to mělo být neetické? Máte potřebu zpochybňovat každý technický parametr každého produktu co se ve světě vyrábí? Když Tesla tvrdí že to zvládne 1500 cyklů při běžném použití, tak to zvládne 1500 cyklů dokud někdo nepotvrdí opak. Tesla není nějaký čínský NoName.
A pokud tomu přesto nevěříte, pak můžete investovat pár tisíc a několik měsíců svého času, vypracovat metodologii a přesvědčit se sám. Nám ostatním bude stačit slovo největšího výrobce elektromobilů na světě.

Tak ono se dá říci, že právě takové zpochybňování vede technický vývoj kupředu. Tesla byla už párkrát nachytána na švestkách, že si tzv. trochu zapřeháněla i když to neměla zapotřebí. Konkrétně k těm cyklům jde o to jak jsou počítány. Výrobce článků v datasheetu obvykle uvádí pouze cyklování pro 100% DoD při konkrétním nastavení parametrů nabíjecího, vybíjecího proudu a teploty. Pokud kterýkoliv z parametrů změníte, dostanete hned významně jiné hodnoty. Tedy pokud nemáte pro dva články, které chcete mezi sebou porovnat, stejné podmínky, tak se jedné o klasické porovnávání jablek s hruškami.

Elon těch 1500 cyklů patrně odkazoval na metodiku, kterou počítá jejich BMS, tedy mohou zákazníkovi data ukázat(není problém přes OBD si tuto hodnotu vyčíst sám). Předpokládám, že ta metodika je velmi přímočará a měří celkovou přijatou energii, kterou dělí hodnotou nominální(okamžité) energie baterie. Což logicky vede k situaci, že sice má každý cyklus stejnou energetickou hodnotu, ale byl vytvořen za zcela jiných podmínek, daných provozovatelem vozu. Právě u vozů s velkou baterií jsou tyto podmínky velmi příznivé pro cyklickou životnost článků. Zkušenosti z reálného provozu jsou velmi důležité pro ekonomiku návrhu baterie. Díky tomu vám může vyjít, že článek co horko těžko zvládně 500 cyklů v laboratoři při 100% DoD, spolehlivě zvládne 1500 "Elonových" cyklů. A na základě toho pak znovu iterujete, jestli i to pořád není moc předimenzované a nestačil by tam opět o něco levnější článek s 300 laboratorním cykly...

Tesla už několikrát zvyšovala dojezd svých aut čistě pomocí SW updatu, takže jsou si kvalitou článků jistí, protože ty baterky asi vážně ždímají dost na dřeň. Na levnějších článcích s potřebou větších rezerv nic neušetříte, protože o to více tam těch článků musíte dát.

Ten dojezd se zvedl většinou laděním pohonu. Naopak kvůli problémům s baterií ho pomocí SW updatu většinou spíše snižovala. Konkrétně se to dotklo těch nejstarších "85" packů, kvůli problémům se vznícenám při nabíjení na 100%. Dále pak celkem významně omezuje vybrané parametry u každého packu po dosažení určitého milníku. Nejvíce to je vidět na snížení rychlosti nabíjení.

Tesla právě zvolila dle mého názoru správnou cestu v designu baterií v podobě instalace nejvyšší kapacity/energie, kterou současná technologie umožňuje. Tedy laicky řečeno právě ta velká kapacita je ten nejúčinnější "Tesla" battery management. V podstatě jakýkoliv moderní článek je dnes při cyklování do 50% DoD prakticky cyklicky nesmrtelný. Díky tomu si pak může výrobce dovolit ušetřit na parametrech (výrobní ceně) vlastních článků a navíc těm článkům krátkodobě velmi ubližovat, u Tesly v podobě velmi rychlého nabíjení.

Mimochodem právě data z provozu celé flotily vedla k tomu, že se postupně zvyšovala rychlosti nabíjení na SuC z původních 90kW na 120kW, pak 135kW až na dnešních 200kW TMS/X a 250kW TM3. Logicky začali s konzervativním přístupem a čekali na data z reálného provozu, která jim definitivně potvrdila předpoklad, že většina zákazníků tu baterii cyklicky nikdy neodjezdí a tak postupně všem navyšovali parametry.

Tesla Powerpacky nepoužívají články s chemii pro vozy, ale chemii NMC s mnohem lepší cyklickou životností (mají ale zase nižší energetickou hustotu). To je dáno právě tím, že stacionární úložiště mají jiný způsob využití/zatížení (trvalé cyklování při hlubokém DoD a vysokém C-rate) než vozidla.

Díky za zajímavé info.

Obrázek uživatele Dovi

Hmm, opičí se po modelářích; toto používáme už desítky let :-)

Jinak ale to dnešní skládání baterií z kompaktních bateriových modulů je mj. i kvůli dopravě, kvůli skladování, kvůli prostorově oddělené vícefázové výrobě a taky kvůli manipulaci s ještě "bezpečným" napětím (mn do 50 V).

 

"Bez zajímavosti ale nebude ani reakce Volkswagenu"...

Nejspíš několik krásných studií polohy článků (naležato, nastojato a sendvič) a reklamních animací, kde budou koncernová PR oddělení demonstrovat, jak to budou chtít dělat, až to někdy (možná, snad, doufejme) budou dělat.

---

po úsporných Fabiích a Yarisech objednáno Citigo e iV

+1

https://oenergetice.cz/akumulace-energie/britsti-vedci-vyuzivaji-umelou-inteligenci-k-navrhu-lepsich-bezpecnejsich-baterii

Tak BYD Han EV podobné Tesle 3 je spíš tak přání otcem myšlenky. TM3 moc krásy nepobralo a asi to ani nebyl účel, přece jen je Tesla VW mezi EV. A na výsledky této inovace bych si ještě počkal na testy v provozu.

Obrázek uživatele Tomáš

Tak aby Elonovi nezustaly oci pro plac. Mame se mozna na co tesit.

---

Prius PHV (rv 2012), zakoupen 2017. V EV módu najeto přes 20000 km.
Dlouhodobá průměrná spotřeba na 100km: EV+HV: 1,9l HV: 3,9l EV: 12kWh
Dojezd v EV módu: https://docs.google.com/spreadsheets/d/1VgoR74PCH2ZrsVS-lzB6V-yIKtYH8MVqxKA9bjij91E/edit?usp=drivesdk

Jo tak zrovna toho bych se nebál. BYD s tím vyrukoval jenom proto, že po Battery Day by to už nikoho nezajímalo.

Mimochodem, Tesla už teď má uTM3 LR energy density na pack nějakých 160 Wh/kg.

Obrázek uživatele Marek_

Dají se tyto hodnoty nějak důvěryhodně zjistit? Myslím ta hustota energie na kg, příp. na objemovou jednotku (litr) a srovnat např. s VW eGolf, BMW i3, Kona a pod.

---

Lexus GS 450h Premium

Je to obtížné, protože spousta dat není dostupná, ale TM3 LR má certifikovaných 75kWh (cca 72kWh využitelných) a battery pack váží něco pod 480kg (co jsem viděl na netu). Tak si to vyděl.

Samotné články váží asi 300kg (68g na článek * 4416 článků v baterce). Takže dalších 180kg váží kryty, kostra, kolektory proudu a veškerá elektronika, invertor, chladící měděné trubky atd.

Obrázek uživatele Marek_

Jo, našel jsem na insideeevs. Pro srovnání VW eUp má kapacitu 36,8 kWh a hmotnost 248 kg, hustota je tedy cca. 148 Wh/kg, takže je to +- stejné.

---

Lexus GS 450h Premium

Jo bude to podobné. Ale taky to není přesná metrika, protože některé automobilky mají intertory a další součástky mimo batery pack, takže ho mají lehčí a papírově větší hustotu, ale dneska se to většinou snaží po vzoru Tesly všechno pokud možno nastrkat do packu, ale ještě před pár lety to běžné nebylo. Především když to byly ty předělávky ze spalováků na elektriku. Od začátku vyvinuté elektrické platformy už to obvykle mají integrované.

Obrázek uživatele ozana

Se starou LiFeYPo chemií se žádné zázraky dělat nedají (rychlé nabíjení, výkon v chladném prostředí, ...).

---

Vlastníš-li jen 0,28 BTC pak patříš mezi 1% nejbohatších lidí na světě.

No ano, počkáme na Battery day a uvidíme:-)


Autonabíjení.cz - vše pro Váš elektromobilNabíječky elektromobilů Circontrol
O ČEM SE PRÁVĚ DISKUTUJE?