Tesla opět ukazuje, jaká je nejchytřejší strategie k dosažení masifikace elektromobilů. V Číně bude Tesla pro Model 3 používat dvě velmi odlišné chemické složení baterií. Jedna poskytuje nejnižší cenu/vyšší dostupnost a druhá poskytuje nejlepší dojezd.
V tomto článku uvidíme, proč novou strategii baterií Tesly pravděpodobně převezmou další výrobci automobilů.
Upozornění
Tento typ článku píšu rád, bude dlouhý…
Abychom porozuměli volbě Tesly, začněme rozlišením nejoblíbenějších chemických látek v současné době.
Aody
LTO anody jsou obvykle kombinovány s NCM katodami. Jsou vhodnější pro ESS (Energy Storage Systems), protože přispívají k tomu, že jsou baterie velké, těžké a drahé. Jsou však extrémně bezpečné a odolné.
Oxid titaničitan lithný ( LTO )
Katody
U elektromobilů se pozornost soustředila na zlepšení katod. Obvykle jsou spárovány s grafitovými anodami, ale v poslední době se pro dosažení vyšší hustoty energie používá směs grafitu s křemíkem. Použití křemíku však přichází za cenu zkrácení životnosti v důsledku bobtnání anody.
Ferofosforečnan lithný ( LFP )
Lithium Ferro Mangan Phosphate ( LFMP )
Lithium Nikl Kobalt Mangan (NCM 333 nebo 111)
Lithium Nikl Kobalt Mangan (NCM 523)
Lithium Nikl Kobalt Mangan (NCM 622)
Lithium Nikl Kobalt Mangan (NCM 712)
Lithium Nikl Kobalt Mangan (NCM 811)
Lithium Nikl Kobalt Hliník ( NCA )
Nyní, když znáte hlavní výhody a nevýhody nejoblíbenějších chemických látek v bateriích, je snadné uhodnout, které z nich Tesla zvolila pro různé účely…
Standardní řada Tesla Model 3
Pro standardní řadu Model 3 v Číně bude Tesla používat LFP nebo LFMP bateriové články od CATL. Nejen, že tyto bateriové články nevyžadují kobalt – což znamená nižší cenu a vyšší dostupnost –, ale také nevyžadují příliš složitý systém TMS (Thermal Management System), protože jsou velmi bezpečné.
Nyní se podívejme, co můžeme očekávat…
S bateriovými články LFP může Tesla vložit do Modelu 3 50 kWh baterii za 4 000 eur, která zvládne 4 000 kompletních cyklů nabití/vybití před dosažením konce životnosti (EoL). EoL je dosaženo, když si baterie udrží pouze 80 % své původní kapacity. To znamená, že kdyby měl standardní dojezd Tesla Model 3 v novém stavu průměrný dojezd 300 km, po 4 000 cyklech a 1 080 000 km [(300 + 240) / 2 x 4 000] by byl dojezd stále 240 km.
Hypotetické Baterie Tesla Model 3 LFP
Tesla Model 3 Long Range
Pro model 3 dlouhého dosahu v Číně bude Tesla používat chemii s vysokým obsahem niklu (NCM 712, NCM 811 nebo NCA), pravděpodobně od LG Chem. Tyto bateriové články nabízejí nejlepší hustotu energie, což umožňuje vyšší dojezd. Stále však vyžadují určité množství kobaltu, což je činí dražšími a nižší dostupností.
Nyní se podívejme, co můžeme očekávat…
Bateriové články NCM 811
Příklady:
S bateriovými články NCM 811 může Tesla vložit do Modelu 3 75 kWh baterii za 7 500 eur, která zvládne 1 000 kompletních cyklů nabití/vybití před dosažením EoL (End of Life). EoL je dosaženo, když si baterie udrží pouze 80 % své původní kapacity. To znamená, že pokud nová Tesla Model 3 Long Range měla průměrný dojezd 450 km, po 1 000 cyklech a 405 000 km [(450 + 360) / 2 x 1 000] by byl dojezd stále 360 km.
Hypotetické Baterie Tesla Model 3 NCM 811
Jak můžete vidět, použití dvou různých chemických vlastností baterií umožňuje společnosti Tesla nabídnout svým zákazníkům výběr mezi nejlepším dojezdem a nejlepší cenou. Navíc používání různých dodavatelů a surovin snižuje náchylnost společnosti Tesla k problémům s kapacitou výroby baterií. Tuto strategii by měla přijmout každá automobilka. Být vázán na omezené dodavatele a/nebo suroviny není příliš moudré.
Nissan
V současné době je Nissan LEAF k dispozici na objednávku se dvěma různými bateriemi, ale obě používají přesně stejné články Envision AESC. 40 kWh baterie je vyrobena se 192 (96s2p) bateriovými články NCM 523, zatímco 62 kWh sada je vyrobena s 288 články (96s3p). Později v tomto roce se očekává, že Nissan upgraduje na bateriové články NCM 811.
Volkswagen
Volkswagen ID.3 bude nabízen se třemi různými kapacitami baterií, střední verze bude používat bateriové články NCM 622, zatímco verze s dlouhým dojezdem bude používat typ NCM 811. Existuje šance, že standardní verze bude používat články LFP, ale zatím je to jen nepotvrzená možnost… Bylo by skvělé mít alespoň jednu variantu bateriového bloku s bezkobaltovými články, které jsou vyrobeny z bohatých surovin – jsou levné a vysoce dostupné pro zvýšení produkce.
Základní verze ID.3 by měla dorazit příští rok a bude stát méně než 30 000 eur. S baterií o kapacitě 48 kWh (45 kWh využitelných) má dojezd WLTP 330 km. Pokud do něj Volkswagen vloží baterii LFP od CATL, bude to vysoce ziskové a očekávám, že výrobní kapacita bude velmi vysoká (mohla by překonat Teslu Model 3).
Plán nákladů na baterie od Volkswagen
Nicméně již v letošním roce Volkswagen očekává, že i přes to, že stále vyžaduje určité množství kobaltu ve svých bateriových článcích, dosáhne nákladů na kWh pod 100 eur (na úrovni balení), což je velmi dobré a pravděpodobně až na druhém místě za Teslou.
Stručně řečeno, dokud nebudeme mít ultimátní baterii (vysoká energetická hustota vyrobená z bohatých surovin), měl by být každý elektromobil nabízen se dvěma různými bateriemi. Jeden vyrobený z bohatých a levných surovin, který nabízí nejlepší cenu a dostupnost, a druhý energeticky hustší akumulátor, který nabízí nejlepší rozsah s vyššími náklady a omezenou výrobou.
Například s touto strategií mého oblíbeného elektrického supermini by Renault ZOE mohl být k dispozici s 40 kWh baterií LFP a 60 kWh baterií NCM 811. Se 40 kWh LFP baterií by ZOE nejenže stála Renault méně na výrobu než jeho plynový protějšek (Clio), mohla by také dosáhnout stejné úrovně výroby, protože surovin je dostatek.
Hypotetická baterie Renault ZOE LFP
Díky své vynikající životnosti by tato možnost baterie byla ideální pro použití s technologií Vehicle-to-Grid (V2G). Ve skutečnosti to může být jediná chemie baterií, díky které je konečně implementace V2G racionální.
Hypotetické Baterie Renault ZOE NCM 811
Baterie s vyšší energetickou hustotou by měla být považována za prémiovou možnost a měla by být prodávána s vyšší ziskovou marží.
Těším se na to, která automobilka jako první zpřístupní svá elektrická auta s možností bezkobaltové baterie v Evropě nebo Severní Americe. Můj odhad je ten, který už má vazby s CATL, takže pravděpodobně Tesla, Volkswagen nebo PSA. Co si o tom myslíte?
