Autobahn

Wat we weten over Tesla's nieuwe 2170-batterij in de Model 3

Hij ziet er uit als een shotgun-patroon, maar de intenties van deze flinke metalen huls zijn een stuk vreedzamer. Sinds begin dit jaar produceert Tesla in zijn nieuwe Gigafactory deze 2170-cellen, die hun weg naar de nieuwe Model 3 hebben gevonden.

Begin januari kwam de aankondiging van Tesla: het gaat zijn nieuwe cellen in de energie-opslagsystemen toepassen, maar ook in de Model 3. Erna heeft de fabrikant bijzonder weinig over de nieuwe form factor losgelaten, behalve dat de batterij een 'improved chemistry' heeft en dat kathoden en anoden (de pool waar de elektronen in gaan en de tegengestelde pool) van een volgende generatie zijn. Ook een vragenrondje van onze kant richting Tesla leverde vrij weinig bruikbare informatie op, dit zijn de antwoorden die we kregen:

1.  We kunnen je op dit moment nog niet helpen aan beeldmateriaal van de nieuwe 2170 cel 

2. De 2170 cellen zullen worden gebruikt in Powerwall 2 en Powerpack 2, en Model 3. Of en wanneer deze cellen ook in Model S/X gebruikt zullen worden is nu niet bekend. (maar het lijkt er niet op, - red)

3.  Ik kan je niet zeggen wanneer we meer informatie hebben over de specificaties van de cel

Desalniettemin is het nodige te achterhalen. De batterij heeft met zijn diameter van 21 mm en hoogte van 70 mm een kleine 47% meer inhoud dan de 18650 cellen die in de Model S en X gebruikt worden (ø18 mm, hoogte 65 mm). Hij is door zijn grotere omvang echter ook zwaarder. Kortom: gezien het grote aantal gebruikte cellen moet er moet flink wat extra capaciteit ingestopt worden om de gewichtstoename te compenseren. Het voordeel is wel dat je minder individuele cellen nodig hebt, wat zowel qua kosten als efficiency een opsteker is. 

Ah x V = Wh

De Panasonic-cellen (NCR18650B) in de huidige Model S en X leveren standaard 3200 milli-ampèreuur (mAh) op 3,6 volt, waarmee ze per stuk goed zijn van 11,52 Wattuur (Wh). In theorie heb je voor een 90 kWh-pakket 7.813 van deze cellen nodig, wat in de praktijk ook aardig lijkt te kloppen: in een (inmiddels niet meer verkrijgbaar) 85 kWh-pakket zitten 7.104 cellen (444 stuks x 16 modules), zoals je in deze video kan natellen. Dit kan er mee te maken hebben dat Tesla voor niet-consumentengebruik wellicht een licht getweakte versie van de NCR18650B-cel gebruikt, met een iets hogere opbrengst.

Tesla heeft nog geen harde cijfers gecommuniceerd (en lijkt dat voorlopig ook niet van plan te zijn), maar de verwachting is dat de 2170-cel zo'n 5.500 tot 6.000 mAh gaat leveren. De spanning van een cel is niet zo makkelijk op te voeren, dus deze zal zeer waarschijnlijk onder de 4 volt blijven. Een redelijk conservatieve schatting zet een 2170-cel op 20 Wh, waardoor je voor een 55 kWh-pack (de Model 3 krijgt immers niet zulke grote capaciteiten als de grotere modellen) ca. 2.750 cellen nodig hebt. Dat worden naar schatting 10 modules met ca. 275 cellen erin, die wel iets meer dikte krijgen door de grotere hoogte van de 2170-cellen. Dit gaat enorm schelen in componenten en kosten: Tesla noemt een kostenreductie van 25% ten opzichte van 18650-cellen.

Overigens vonden we hier een bewering dat Tesla zelf een afbeelding van een Model 3 met 8 batterijmodules getoond zou hebben, ter informatie. Tevens is onduidelijk of de Model 3 zijn 2170-cellen staand vervoert, zoals bij andere Tesla's het geval is, of liggend.

Een kleine kanttekening met betrekking tot het bovenstaande: als de batterijtechnologie voor de Model 3 inderdaad 30% efficiënter is zoals Chief Technical Officer JB Straubel eerder aangaf (video), dan ligt de opbrengst eerder rond 5100-5200 mAh. We ronden het echter gunstig af naar de hoge 5.000-regionen, ook omdat we bij een bezoek van enkele journo's aan de Gigafactory vorig jaar (zeer onofficiële) claims van 5.750 mAh zagen.

Opvallend is verder dat Tesla vasthoudt aan de cilindrische vorm van zijn batterijen, waar de concurrentie meer op de zogeheten (prismatische) pouch cells lijkt te vertrouwen.

Door de 300 Wh/kg-grens

Bron: EMvalley.com

De Heilige Graal van batterijproductie is en blijft de output van Wattuur per kilogram (Wh/kg) tegen een zo gunstig mogelijke prijs per kWh. Voor wat betreft het laatste: Tesla hint momenteel op $190/kWh te zitten, waarmee het de eerste is die onder de $200-grens duikt.

De huidige 18650-cellen leveren rond de 250 Wh/kg, de verwachting is dat de 2170-cel zich ergens in het 300 Wh/kg-domein gaat begeven. De cel zelf is zwaarder, maar dit moet overgecompenseerd worden door meer opbrengst in mAh en minder gewicht aan randcomponenten. De genoemde 250 Wh/kg is namelijk de capaciteit van alleen de batterijen, als we het gehele accupakket van een Tesla nemen (frame, brandwerend materiaal, koeling, bedrading, aanstuurmodules) daalt deze waarde naar iets meer dan 150 Wh/kg. Een redelijk accurate vuistregel is dat randcomponenten een hap van 40% uit je energiedichtheid per kilogram nemen.

En de concurrentie?

CEO Elon Musk laat er met zijn gebruikelijke bravoure geen twijfel over bestaan dat Tesla en Panasonic wat hem betreft met straatlengtes voorliggen op de concurrentie. 'We have the best cell in the world that is also the cheapest cell'. Om hier een oordeel over te kunnen vellen heb je een kijkje in de keuken van de concurrentie nodig, en dat krijgen wij niet. Afgaand op wat er is gepresenteerd ziet het er goed uit voor Tesla: concurrent Samsung SDI werkt weliswaar ook aan een eigen 2170-cel, die in januari van dit jaar werd onthuld op de NAIAS in Detroit, maar deze gaat pas in 2021 in productie.

Imitatiewaar

Mocht uw accupakket in de toekomst buiten de garantieperiode de geest geven, dan adviseren wij twee keer na te denken voordat u voor de goedkope Chinees kiest in plaats van de dure merkbatterij. Onderstaande video, waarin sluwe Aziatische handelaren creatief zijn geweest met bloem en een kleine 4,2V-batterij, toont waarom:

Tesla's Gigafactory plant in 2018 een productie van 35 tot 50 Gigawattuur aan batterijen. Dat is 35-50 miljoen kWh, oftewel ruim meer dan 500.000 pakketten van 55 kWh. Echter, de batterijen gaan niet alleen in auto's, ze gaan ook in Powerwall 2 en Powerpack 2. De eerste maanden van massaproductie ging naar deze producten, vanaf Q2 worden de cellen ook voor de Model 3 gemaakt.

Zodra de Gigafactory definitief is afgebouwd moet deze 150 GWh leveren en hij groot genoeg om 93 Boeing 747's te huisvesten. Of - zoals Tesla bij de opening van de fabriek in een typische Tesla-gebbetje liet zien - 50 miljard hamsters.

Reacties

Joffri 06-08-17 | 17:16

jammer die passen niet in mijn zaklamp.

mailvergeten 06-08-17 | 18:05

Rijbereik [km]
(EPA est.) 350 500
Gewicht [kg] 1610 1730
120 kg batterij is dus 150 km verder
Prijsverschil 35k en 44k.

Met andere woorden, voor 9k dollar heb je een batterij van 120kg waar je de 150km mee red, de rest is pure winst. Als je 150km omrekent naar 500 heb je een factor van 3,333
9000*3,333=30.000 dollar aan batterij (en 14.000 dollar auto = 44.000 dollar)
120kg*3,333=400kg batterij
Reken je het om naar 350km heb je 2,333
120kg*2,333=280kg batterij
9000*2,333=21,000 dollar en de 14.000 dollar auto wat het 35.000 dollar maakt.

Op zonnepanelengebied loopt Panasonic ook mijlenver voor op de concurrentie, dus die weten elkaar wel te vinden.

Sinclair 06-08-17 | 18:33 | 4

Leuk zo'n auto, totdat je aan een nieuwe accu toe bent. Met zulke prijzen voor een accu na hopelijk meer dan 5 jaar zullen dit soort auto's gedumpt worden, hoezo schoon rijden?

bitflip 06-08-17 | 21:39

Weer iemand die niet weet dat "oude" EV accupacks gewoon gerecycled worden. Blijf vooral domme mensen napraten hoor.

Tapioca pudding 06-08-17 | 22:09

Alsof de ontwikkeling van technologie en de ontwikkeling van prijs stil staat. Accepteer nou eens gewoon dat dit het begin van de toekomst is en zoek geen drogredenen om de boel af te kraken.

CamaroHans 06-08-17 | 23:25

Wat kost zoiets eigenlijk... een accupack laten recyclen? Mocht dat meevallen dan is dat natuurlijk enorm gunstig voor de tweedehandsprijzen...

bitflip 06-08-17 | 23:37

Het openen van een accupack is nu nog het meeste werk, daarna, elke cell individueel testen, en naar capaciteit prijzen. De markt selecteert dan de beste voor bv. een tweede leven als stationaire opslag, en de slechtste kunnen voor grondstoffen gerecycled worden, waar dan weer nieuwe cells van gemaakt worden.

Denk aan ergens tussen de 50 cent en 1 euro voor cells zonder schade waar niets mis mee is behalve dat ze 10 - 20% minder capaciteit hebben dan oorspronkelijk op het label stond.

mailvergeten 06-08-17 | 18:51 | 2

Volkswagen is trouwens van plan om een elektrische auto te lanceren die nog veel goedkoper is

Ze Germans 06-08-17 | 21:00

Ik ben van plan een auto te lanceren die nog weer goedkoper is dan de Volkswagen.

mailvergeten 06-08-17 | 23:10

hybridcars volkswagen to challenge tesla model 3 with 8k price advantage

volkswagen 40 battery gigafactories needed electric car revolution

Voor mijn gevoel heeft Volkswagen zijn verlies genomen en gaat het nu alles op alles zetten om Tesla op hun eigen grondgebied te verslaan. Met het budget dat ze in de afgelopen decennia opgebouwd hebben zouden ze volgens mij erg lang onder de productiekosten nieuwe auto's door kunnen blijven verkopen.

:@ zo irritant die links die je niet neer mag zetten je moet maar even googelen ben ik bang

mailvergeten 06-08-17 | 19:22 | 2

Volgens mij gebruiken ze trouwens de 4416-cel en niet de 2170-cel. Autobahn kennende lullen ze maar wat als het over Tesla gaat, dus ik acht de kans best groot dat ze ook dit fout hebben.
Desalniettemin, bewijs daarvan heb ik ook niet.

H.Feitsma 06-08-17 | 20:52

Die 4416 is een recent wild en ongefundeerd gerucht dat we bewust buiten het verhaal hebben gelaten. Zeker ook omdat Tesla de 2170 officieel heeft bevestigd voor de Model 3.

mailvergeten 06-08-17 | 23:13

Oh, mijn excuses dan, ik meende me zoiets te herinneren, maar desalniettemin, hoe komt het dat er echt iedere dag wel iets over Tesla hier staat? Wordt autobahn gesponsord? Of loopt er een enorme teslafan op de werkvloer of wat?

Wel bedankt voor je antwoord trouwens!

TuurlijkNiet 06-08-17 | 23:47 | 3

Op dit moment heeft Tesla inderdaad nog maar 1 GigaFactory in gebruik, maar vanaf september gaat de GigaFactory in Buffalo, New York ook officieel meedoen met de productie..

Daarnaast ben ik verbaasd dat journalisten nog steeds verbaasd zijn dat Tesla dingen anders doet. Waarom doet Tesla dingen anders? Zou het succes van Tesla misschien kunnen liggen in het feit dat ze zelf nadenken over dingen in plaats van dat ze andere volgen?

Ik verwacht binnenkort opnieuw een aandelen uitgifte van Tesla om de prijs per aandeel onder de 400 dollar te houden want het aandeel is in drie beursdagen met 40 dollar gestegen. Een grote groep beleggers was short gegaan op het Tesla aandeel omdat ze dachten dat de release van de Model 3 uitgesteld zou worden. Echter Tesla zit gewoon netjes op schema.. Echter omdat de shorters hun massaal hun aandelen dumpen, zijn er nu nog minder (professionele) beleggers welke verwachten dat het aandeel op korte termijn zal inboeten op waarde. De enige manier om de prijs van het aandeel lager te krijgen, is verwateren, ofwel de uitgifte van extra aandelen..

adjudant 07-08-17 | 04:43

13.000€ op elke auto verlies moeten nemen om succesvol te zijn op de beursvloer ? de verwachte winsten in de toekomst zie ik helaas niet gebeuren, de zeepbel gaat leeg lopen vrees ik, je kunt nog meer Duitse ondernemingen afpersen of verbrandingsmotoren verbieden om succesvol te zijn,

bitflip 07-08-17 | 23:25

Adjudant heeft een heilig vertrouwen in marktanalysten die van een afstandje mogen toekijken hoe Tesla opereert, niet omdat dat het normaal is om te denken dat dergelijke analisten nooit fout kunnen zitten, maar omdat ze nu eenmaal gelijk moeten hebben volgens het fossielenverbranders geloof.

Dat verklaart ook netjes de evangelisatiedrang, en de wanhopige impuls om te trollen met onzin. Geen dank sir!

adjudant 08-08-17 | 04:26

je moet geen profeet zijn om vast te stellen dat Tesla de volgend jaren geen winsten gaat maken, heb niets tegen elektrisch rijden maar geloof niet in milieuverhaal,je gaat een verbrandingsmotor verbieden om de even vervuilende accuauto te promoten,

prakkie 07-08-17 | 01:01

Waarom gebruiken ze (nog) geen LiPo cellen in die auto's? Veel lichter en veel meer capaciteit.

mr.Cam 07-08-17 | 10:29 | 5

Weer even voldoen aan die afgesproken hoeveelheid Shitla-"nieuws". Even ter uwer info: Hoe lang gaat een oplaadbare batterij mee? 1000x opladen en het is normaal gesproken klaar met een Lithium Ion batterij. Neem een Tesla model s 85. Die heeft een 85kwh Nikkel-Mangaan-Cobalt accu(NMC lithium-ion). De CO2 belasting van de productie van deze accu is 14,75 ton CO2 (ca. 175Kg CO2 per KWh capaciteit). Dus als een Tesla 450.000km meegaat (wat ik sterk betwijfel) dan is de CO2-uitstoot al 33 gram per kilometer voor alleen de accu. Neem je daar de CO2 uitstoot van de electriciteitsproductie om de auto op te laden bij (positief genomen 500 gram CO2/kwh . 85 = 42,5 kg /450km actieradius = 94 gram CO2/km), dan kom je dus op 127 gram CO2 per kilometer en dan neem ik de verliezen bij het opladen niet eens mee. Dat is op zich best redelijk als je kijkt naar gewicht en prestaties, maar om nou te zeggen dat het "geen uitstoot is gaat me te ver. Voor de twijfelaars en bronzoekers een mooi recent onderzoek uit zweden: www.ivl.se/download/18.5922281715bdaeb...

mailvergeten 07-08-17 | 11:10

Maar de conclusie blijft dus dat de Tesla uiteindelijk op zich wel schoner is? Hoewel niet zoveel als dat er gesuggereerd wordt?

mr.Cam 07-08-17 | 12:24

Niet schoner dan een kleine lichte auto op benzine. Die kan je namelijk niet electrisch maken omdat de huidige accus te zwaar zijn. De efficientie moet eerst nog een keer of 5 omhoog voordat een electrische auto van 900kg minder uitstoot dan een benzineauto. Dus als je graag in een dikke, zware, snelle auto rijdt, dan is een Tesla schoner dan een 6.3 AMG ja. Maar als je kijkt hoeveel subsidie erop zit onder valse voorwendselen van totaal geen uitstoot dan zeg ik dat Tesla een vuile profiteur is van politici die geen idee hebben dat een electrische auto best wel veel co2 uitstoot oplevert. Bovendien heb ik in bovenstaande berekening heel positief gemaakt in het voordeel van de electrische auto. Als je de model s volgooit met volledig grijze stroom uit een kolencentrale en er vanuit gaat dat hij effectief maar 200.00km meegaat (veel realisctischer dan 450.000km) dan kom je meer richting 300 gram per kilometer. Dus daar gaat je voordeel.

Sierstrip 07-08-17 | 18:59

Maar inmiddels spelen fijnstof en NOx ook een aardige rol in de discussie over vervuiling.

bitflip 07-08-17 | 22:07

Eh, Prof mr.Cam, uit het onderzoek dat je zelf aanhaalt:
"The largest part of the energy use in the production of lithium-ion batteries comes from electricity
use."

Dat klinkt als een nogal belangrijk detail... Het onderzoek meld verder dat ze uitgaan van de landelijke energiemix bij elke productielocatie die bestudeerd is (of de producenten zelf duurzaam opwekken of co2 compenseren komt niet langs).

Volgens je eigen onderzoek en voorbeeld, zou een Tesla met Zweedse batterijen in 2014 al 1.5 gram co2 p/km doen overigens. Zweden had in 2014 een energiemix van ong. 60% duurzame energie.

In andere woorden... Zelfs als je creatief (175kg co2/kwh... lol) aan de haal gaat met achterlijke rapporten, weet je nog geen steekhoudend punt te maken. Kom maar terug als je hebt uitgerekend wat de cijfers zijn bij productie met 100% duurzame electriciteit.

huhuuhuhuh als we batterijen voor electrische autos maken met energie uit fossiele stink energiebronnen dan zijn electrische autos lekker ook niet schooon huhuhuhuhuhuh. Wat een nivo weer. Met je "mooi onderzoek".

bitflip 07-08-17 | 23:47

Ik heb zelf maar even de cijfers opgezocht die jij consequent "vergeet" te vermelden Prof. Dr. mr.Cam.

Ter referentie, het produceren van 1 Ford Mondeo levert zo'n 17 ton co2 op, en een dikke Landrover zo'n 35 ton. Ik denk dat we veilig kunnen aannemen dat de electriciteitsbehoefte hierin minder een rol speelt dan bij de eerdergenoemde batterijen productie, en dat is dus minder makkelijk weg te nemen met duurzame opwekking.

Beter verwijs je niet meer naar onderzoeken tenzij je ze zelf eerst doorgenomen hebt, dat ipv kansloze dommerikken op 't internet na te praten buiten je safe space. Nu sta je redelijk kansloos voor aap met je cijfertjes.

Ome Gijs 07-08-17 | 11:06

Het gaat pas echt interessant worden als er batterijen komen van meer dan 3.000 Wh/kg.

adjudant 07-08-17 | 14:18 | 1

Tesla moet al weer 1.5miljard ophalen om Model 3 überhaupt te kunnen produceren,hoe en welke winsten Tesla in de toekomst wil maken is een bedrijfsgeheim ? hoeveel geld en subsidies moet er nog verbrand worden?

bitflip 08-08-17 | 00:05

Als je graag wil dat mensen je serieus nemen, kan je beter niet dom liegen in je eerste zin. De model 3 is al in productie.

Reageer