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

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

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.

50 komentářů u “BYD přichází s novým uspořádáním baterie, které je bezpečnější a efektivnější; co na to Tesla?”

    1. Ale její hustota energie je zhruba poloviční než má
      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

  1. Fakticky říkají, že díky odstranění modulů dosáhli
    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.

      1. Zase o tolik levnější to nebude. Tesla toho kobaltu moc
        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.

        1. Nejde jen o kobalt, ale také o nikl, například na 70 kWh
          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.

          1. Čím levnější to bude, tím líp pro všechny.
            Tesla v

            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.

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

                1. Jaký bateriový management? Bavíme o se snad
                  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.

                2. Kolik zvládné samotný článek, to se asi nedozvíte, pokud
                  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.

                3. A sehnat si ho a sám otestovat je dnes problém? Na ebayi
                  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.

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

                5. Neprovokujte ho, on ty grafy fakt má 😉
                  Neprovokujte ho, on ty grafy fakt má 😉

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

                7. No o pár příspěvků výše jste si velmi dobře sám
                  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.

                8. Proč by to mělo být neetické? Máte potřebu zpochybňovat
                  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.

                9. Tak ono se dá říci, že právě takové zpochybňování
                  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…

                10. Tesla už několikrát zvyšovala dojezd svých aut čistě
                  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.

                11. Ten dojezd se zvedl většinou laděním pohonu. Naopak kvůli
                  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.

                12. Děkuji všem v této diskuzi.
                  Dozvěděl jsem se spousty

                  Děkuji všem v této diskuzi.
                  Dozvěděl jsem se spousty informací.
                  Pěkně se taková diskuze čte když to je bez trolovaní jistých individuí.
                  +1

                13. Pokud jste (potenciální) velkoodběratel, tak samozřejmě
                  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.

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

  2. LFP/LFMP je opravdu bezpečnější, levnější a umožní
    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.

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

  3. Hmm, opičí se po modelářích; toto používáme už
    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.

        1. Je to obtížné, protože spousta dat není dostupná, ale
          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.

            1. Jo bude to podobné. Ale taky to není přesná metrika,
              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.

Napsat komentář