Tesla laat weer eens zien wat de slimste strategie is om de massificatie van elektrische auto's te realiseren. In China zal Tesla twee zeer verschillende batterijsamenstellingen gebruiken voor de Model 3. Een voor de laagste kosten/hogere beschikbaarheid en een andere voor het beste bereik.
In dit artikel zullen we zien waarom Tesla's nieuwe batterijstrategie waarschijnlijk zal worden overgenomen door andere autofabrikanten.
Waarschuwing
Dit is het soort artikel dat ik graag schrijf, het zal lang worden…
Laten we beginnen met het onderscheiden van de meest populaire batterijsamenstellingen van vandaag, om de keuze van Tesla te begrijpen.
Anodes
LTO-anoden worden meestal gecombineerd met NCM-kathoden. Ze zijn beter geschikt voor ESS (Energy Storage Systems), omdat ze bijdragen aan het groot, zwaar en duur maken van de batterijen. Ze zijn echter extreem veilig en duurzaam.
Lithiumtitanaatoxide ( LTO )
Kathoden
Voor elektrische auto's lag de focus op het verbeteren van de kathodes. Ze worden meestal gecombineerd met grafietanodes, maar meer recentelijk is een mengsel van grafiet met silicium gebruikt om een hogere energiedichtheid te bereiken. Het gebruik van silicium gaat echter ten koste van het verkorten van de levensduur, vanwege zwelling van de anode.
Lithium-ferrofosfaat ( LFP )
Lithium Ferro Mangaan Fosfaat ( LFMP )
Lithium-nikkel-kobalt-mangaan (NCM 333 of 111)
Lithium-nikkel-kobalt-mangaan (NCM 523)
Lithium-nikkel-kobalt-mangaan (NCM 622)
Lithium-nikkel-kobalt-mangaan (NCM 712)
Lithium-nikkel-kobalt-mangaan (NCM 811)
Lithium Nikkel Kobalt Aluminium ( NBA )
Nu u de belangrijkste voor- en nadelen van de meest populaire batterijsamenstellingen kent, is het gemakkelijk te raden welke Tesla voor verschillende doeleinden heeft gekozen...
Tesla Model 3 Standard Range
Voor de standaardreeks Model 3 in China gebruikt Tesla LFP of LFMP batterijcellen van CATL. Deze batterijcellen hebben niet alleen geen kobalt nodig - wat lagere kosten en hogere beschikbaarheid betekent -, ze hebben ook geen zeer complex TMS (Thermal Management System) nodig, omdat ze erg veilig zijn.
Laten we nu eens kijken wat we kunnen verwachten...
Met LFP-batterijcellen kan Tesla in de Model 3 een 50 kWh-batterij plaatsen voor 4.000 euro die 4.000 volledige laad-/ontlaadcycli aankan voordat de EoL (End of Life) wordt bereikt. EoL wordt bereikt wanneer de batterij slechts 80% van zijn oorspronkelijke capaciteit behoudt. Dit betekent dat als de Tesla Model 3 Standard Range nieuw een gemiddeld bereik van 300 km had, na 4.000 cycli en 1.080.000 km [(300 + 240) / 2 x 4.000] het bereik nog steeds 240 km zou zijn.
Hypothetisch Tesla Model 3 LFP-batterij
Tesla Model 3 Long Range
Voor het langeafstandsmodel 3 in China zal Tesla een chemische stof met een hoog nikkelgehalte gebruiken (NCM 712, NCM 811 of NCA), waarschijnlijk van LG Chem. Deze batterijcellen bieden de beste energiedichtheid, waardoor een groter bereik mogelijk is. Ze hebben echter nog steeds wat kobalt nodig, waardoor ze duurder en met een lagere beschikbaarheid zijn.
Laten we nu eens kijken wat we kunnen verwachten...
NCM 811 batterijcellen
Voorbeelden:
Met NCM 811 batterijcellen kan Tesla in de Model 3 een 75 kWh-batterij plaatsen voor 7.500 euro die 1.000 volledige laad-/ontlaadcycli afhandelt voordat de EoL (End of Life) wordt bereikt. EoL wordt bereikt wanneer de batterij slechts 80% van zijn oorspronkelijke capaciteit behoudt. Dit betekent dat als de Tesla Model 3 Long Range nieuw een gemiddeld bereik van 450 km had, na 1.000 cycli en 405.000 km [(450 + 360) / 2 x 1.000] het bereik nog steeds 360 km zou zijn.
Hypothetisch Tesla Model 3 NCM 811 batterij
Zoals u kunt zien, stelt Tesla door het gebruik van twee verschillende batterijsamenstellingen in staat zijn klanten de keuze te bieden tussen het beste bereik en de beste kosten. Bovendien maakt het gebruik van verschillende leveranciers en grondstoffen Tesla minder vatbaar voor problemen met de productiecapaciteit van batterijen. Deze strategie zou door elke autofabrikant moeten worden gevolgd. Gebonden zijn aan beperkte leveranciers en/of grondstoffen is niet erg verstandig.
Nissan
Momenteel is de Nissan LEAF te bestellen met twee verschillende accu's, maar beide gebruiken exact dezelfde Envision AESC-cellen. Het 40 kWh-batterijpakket is gemaakt met 192 (96s2p) NCM 523-batterijcellen, terwijl het 62 kWh-pakket is gemaakt met 288 cellen (96s3p). Naar verwachting zal Nissan later dit jaar upgraden naar NCM 811-batterijcellen.
Volkswagen
De Volkswagen ID.3 zal worden aangeboden met drie verschillende batterijcapaciteiten, de middenklasse-versie zal NCM 622-batterijcellen gebruiken, terwijl de lange-afstandsversie het NCM 811-type zal gebruiken. Er is een kans dat de standaardreeksversie LFP-cellen zal gebruiken, maar tot nu toe is het slechts een onbevestigde mogelijkheid... Het zou geweldig zijn om ten minste één batterijpakket te hebben gebouwd met kobaltvrije cellen, die gemaakt zijn met overvloedige grondstoffen - waardoor ze goedkoop en zeer beschikbaar om de productie te stimuleren.
De instapversie van de ID.3 komt naar verwachting volgend jaar uit en kost nog geen 30.000 euro. Met een 48 kWh (45 kWh bruikbare) batterij haalt hij een WLTP-bereik van 330 km. Als Volkswagen er wel een LFP-batterij van CATL in stopt, is dat zeer winstgevend en ik verwacht dat de productiecapaciteit erg hoog zal zijn (de Tesla Model 3 zou kunnen overtreffen).
Stappenplan batterijkosten door Volkswagen
Desalniettemin verwacht Volkswagen dit jaar, zelfs met nog steeds wat kobalt in hun batterijcellen, een kWh-kost van minder dan 100 euro te halen (op pack-niveau), wat erg goed is en waarschijnlijk slechts de tweede is voor Tesla.
Samenvattend, totdat we de ultieme batterij hebben (hoge energiedichtheid gemaakt met overvloedige grondstoffen), zou elke elektrische auto moeten worden aangeboden met twee verschillende batterijpakketten. Een gemaakt met overvloedige en goedkope grondstoffen om de beste kosten en beschikbaarheid te bieden, en een andere meer energie-dichte batterij om het beste bereik te bieden met hogere kosten en beperkte productie.
Met deze strategie, mijn favoriete elektrische supermini, zou de Renault ZOE bijvoorbeeld verkrijgbaar kunnen zijn met een 40 kWh LFP-batterij en een 60 kWh NCM 811-batterij. Met een 40 kWh LFP-batterij zou de ZOE Renault niet alleen minder kosten om te produceren dan zijn tegenhanger op gas (de Clio), maar zou hij ook dezelfde productieniveaus kunnen bereiken, aangezien de grondstoffen overvloedig zijn.
Hypothetische Renault ZOE LFP-batterij
Dankzij de uitstekende levensduur zou deze batterijoptie perfect kunnen worden gebruikt met Vehicle-to-Grid (V2G)-technologie. Het is misschien wel de enige batterijchemie die V2G uiteindelijk rationeel maakt om te implementeren.
Hypothetisch Renault ZOE NCM 811 accu
De meer energierijke batterij moet als een premiumoptie worden beschouwd en met een hogere winstmarge worden verkocht.
Ik kijk ernaar uit om te zien welke autofabrikant als eerste zijn elektrische auto's in Europa of Noord-Amerika beschikbaar zal stellen met een kobaltvrije batterijpakket. Mijn gok is er een die al banden heeft met CATL, dus waarschijnlijk Tesla, Volkswagen of PSA. Wat denk je?
