Qu'est-ce qui se passe dans une Batterie Tesla?
...et ce qu'elle peut coûter?
Chers amis,
J’ai trouvé cet article sur « Greencarreports.com » qui – à mon avis – peut être intéressant pour vous tous. J’ai ‘essayé’ de traduire cet article écrit par Thomas Fisher qui est un passionné de voitures de performances et utilisateur du Tesla Model-S. Il vit au sud de Californie. Il travaille comme consultant et il est rédacteur occasionnel. Il est actuellement aussi un investisseur dans Tesla Motors [ NSDQ : TSLA ].
[début de l’artice]
Dans son récent entretien avec un journaliste nommé Barron, Tesla Motors PDG Elon Musk a arrêté le journaliste qui était en train de l’interviewer. Il a dit qu'il n'avait «aucun intérêt dans un article ou les débats sont sur ce que nous considérons comme une évidence - qu'il y a une réduction considérable des coûts de la batterie », puis il a continué à dire au journaliste: «Vous ne comprenez pas du tout ces affaires», avant de s'excuser en terminant l'interview.
L'article de Baron résultait a écrire que le cours des actions de Tesla sont surévalué, parce que les cellules lithium-ion utilisées pour alimenter les véhicules de Tesla coûtent trop cher. En lisant l’article, il devient - soi-disant - clair que l'auteur croit que Tesla doit dépenser 400 $ par kWh pour construire la batterie pour sa berline de luxe électrique du Model-S.
Ce chiffre est largement cité par les journalistes qui écrivent sur Tesla - Le New York Times l'an dernier, par exemple.
Ce «prix» peut provenir de la différence de $ 10.000 entre les versions 60 kWh et 85 kWh de la Model-S, puisque $ 10.000 divisé par 25 kWh produit un chiffre par kWh de 400 $.
Evaluons brièvement ce marché:
Fisher continu son article et dit : Pour tester cette idée, j'ai contacté un grossiste et j’ai demandé une offre pour l'achat d'un petit nombre de cellules lithium-ion de la '18650' que Tesla utilise dans ses packs.
Cette entreprise m’a offert de me les vendre à un prix d'environ 350 $ par kWh, y compris les cartes de circuits électronique utilisées pour des cellules de batterie en groupe dans des ensembles plus grands, qui peuvent vendre au détail près de 4 $ chacun.
Compte tenu du faible nombre de cellules, et l'offre gratuite de les joindre (ou seules, mon choix) au cartes de circuits imprimés, il me semble clair que le prix de Tesla dans un grand volume pourrait être beaucoup moins cher.
Néanmoins, le «prix» de 400 $ par kWh semble avoir été largement acceptée au marché - sans autre enquête - peut-être parce c’est encore beaucoup moins cher par rapport aux autres constructeurs d’automobiles concurrents semblent payer.
Tesla : des milliers de cellules :
Contrairement à tous les autres constructeurs, qui utilisent des cellules spécialisées de grand format lithium-ion, la batterie de Tesla est constitué par des milliers de cellules bon marché, similaires à ceux qu’on trouve dans les ordinateurs portables.
Contrairement aux grandes cellules automobiles, ces cellules sont produites par milliards et à cause de la concurrence énorme (qui est une caractéristique des industries de l'informatique et de l'électronique de consommation) ils deviennent relativement bon marché.
Même en incluant les frais généraux de l'ensemble, les connexions entre les cellules dans les modules (modules dans le pack), les chargeurs et les circuits, Tesla a probablement les coûts de batteries inférieures que n'importe quel autre fabricant de voitures plug-in électriques.
Simplifier une cellule bon marché :
Mais pour la Model-S, Tesla a redessiné ce qui était déjà une cellule relativement simple. Ils l’ont fait beaucoup moins complexe pour qu’ils deviennent beaucoup moins cher - en grande partie par la suppression des systèmes de sécurité coûteux intégrés dans chaque cellule individuelle.
Lorsqu'il est utilisé comme une batterie d'ordinateur portable, chaque cellule nécessite un mécanisme de sécurité pour prévenir les incendies. Mais, dans un pack à commande électronique pour le refroidissement liquide des batteries comme celle utilisée dans la Tesla Model-S, ayant certaines caractéristiques de sécurité sur chaque cellule serait redondante. Dans ce cas, la conception de l’accu complète élimine le bouchon des batteries relativement complexe par rapport aux cellules commerciales, et le remplace par un couvercle d'aluminium simple.
Ayant radicalement simplifié les cellules, Tesla a ensuite conçu des systèmes de protection contre l'incendie simples et peu coûteuses dans son accu. Parmi les nombreuses innovations, Tesla semble avoir incorporé une forme de matière qu'il pulvérise sur l'intérieur de l'emballage pour aider à l'ignifugation.
Lorsqu'il est exposé à la chaleur, une réaction chimique se produit dans la substance gluante qui aide à refroidir la source de chaleur, tout en formant simultanément une barrière résistant au feu pour protéger le reste du paquet.
Les avantages potentiels de sécurité de l'approche à petites cellules de Tesla ont été mis en évidence lors de l’affaire du Boeing Dreamliner batteries.
Comme Elon Musk a souligné, il peut être assez difficile de refroidir les cellules grand format de manière efficace, et encore plus difficile de les contenir une fois qu'ils s’enflamment. Jusqu'à présent, Tesla n'a jamais connu un incendie de la batterie dans un groupe de production.
Avantage du prix de Tesla :
Mais même sans la conception simplifiée que Tesla a créé, les cellules Panasonic NCR18650A 3100 mAh standard que Tesla utilise ne sont probablement pas près de lui coûter 400 $ par kWh.
Panasonic est un investisseur dans Tesla Motors, de sorte qu'il pourrait être une incitation à travailler dur sur la baisse du prix des cellules spécialement développés pour une entreprise qu’il 'possède' en partie.
Et depuis des années, les gens associés avec Tesla ont dit que ses batteries coûterait moins de 200 $ par kWh - c'est un chiffre qui n'est guère nouvelle.
Pourtant, c'est le prix que le prestigieux cabinet de conseil McKinsey suggère sera atteint en 2020 par l'industrie en général.
En 2009, quand Tesla a commencé le travail de conception du Model-S, les coûts de cellules 18650 ont déjà été estimés à 200 - 250 $ par kWh.
En Décembre 2012, l’I.E.K. déclaré que les tarifs pour les cellules 18650 ont tombé. Au cours du troisième trimestre de 2012, quand Tesla a commencé la production de la Model-S ils étaient tombés à 120 $ à 200 $ par kWh.
En 2009, quand Tesla a commencé le travail de conception de sa Model-S, les coûts de cellules 18650 ont déjà été estimés à 200 $ - 250 $ par kWh.
En Décembre 2012, l’I.E.K. déclaré que les tarifs pour les cellules 18650 ont été moins chers. Au cours du troisième trimestre de 2012, quand Tesla a commercialisé le Model-S, ils étaient tombés à 120 $ - 200 $ par kWh.
Un examen approfondi des prix annoncés pour ces cellules d’autres grossistes Chinois montrent que l'effondrement des prix déclarés l'année dernière (évoqué par Musk dans son interview tronqué avec Barron) est non seulement réel, mais peut très bien avoir accéléré.
Parce que ces fournisseurs donnent leurs plus bas devis pour les acheteurs industriels ‘avec des poches profondes’, et parce que les prix varient de jour en jour, beaucoup d'incertitude demeure sur les prix actuels pour ces batteries.
Les cellules Panasonic que les utilisations Tesla sont annoncées avec leur "meilleur prix " qui va de 0,80 $ à 2 $ et plus par cellule. Pour le contexte, une cellule Panasonic 3100mAh à 2 $ représente un coût d'environ $ 179 par kWh.
Une preuve supplémentaire d'un effondrement généralisé des prix , bien au-delà de ce que l' IEK a déclaré en 2012, peut être vu dans les prix des cellules 4000mAh de la marque 'Ultrafire' chinois génériques.
Même en petites quantités , ces cellules sont seulement 75 $ par kWh , y compris l'expédition libre aux Etats-Unis Alors que ces cellules sont d'une marque générique, ils sont beaucoup plus denses en énergie que les cellules 3100mAh que Tesla utilise - et pourraient théoriquement représenter la technologie du futur proche.
Il n'est pas impossible que les cellules extrêmement bon marché, comme ceux-ci exercent une pression continue à la baisse des prix des cellules 3100mAh moins avancés, mais de meilleure qualité, que Tesla utilise.
L'estimation des coûts de Tesla :
Le marché des cellules lithium-ion est fondamentalement une boîte noire . Seules les entreprises qui achètent des grandes quantités peuvent obtenir les prix les plus bas disponibles.
Selon le pack choisit, Tesla utilise environ 6.000-8.000 cellules par paquet. Parce qu'il est en train de construire 400 voitures ou plus par semaine, ce serait d’environt 3 millions de cellules par semaine !
En fait, il est probable que Tesla Motors peut-être déjà l'un des plus gros acheteurs de ces cellules dans le monde .
En outre, les simplifications de la société à la conception de la cellule enregistre probablement une bonne partie du changement.
Il n'est pas déraisonnable de penser que les cellules de 3100mAh moins avancé , mais de haute qualité sont maintenant bien vendu à $ 2 par cellule ( ou 180/kWh $ ) . Si le moins chére chapeau de pile conçu par Tesla, enregistre même un centime par cellule, ce serait une réduction du prix à environ 170 $ par kWh.
à continuer
