Tesla Model 3 batteripack

M3Bpack1

Sajten electrek har fått tag på dokumentation om Tesla Model 3 batteripack.

Long Range batteripacket på 74 kWh innehåller 4,416 battericeller av den nya 2170 modellen som kommer från Teslas egen gigafabrik i Nevada. Cellerna är grupperade i 96 grupper om 46 celler.

Standard batteripacket som kommer börja produceras senare i år kommer vara på 50 kWh. Även den innehåller 96 grupper av celler, men varje grupp har endast 31 celler så batteripacket kommer totalt innehålla 2,976 celler.

Om cellerna inom varje grupp är parallellkopplade och de enskilda batterierna ha 3.7V cellspänning som det spekulerats om kommer båda batteripacken leverera 3.7V x 96 = 355V spänning. Att jämföra med Tesla Model S 85 batteripack som levererade 346V utspänning.

2170_18650

2170 cellerna uppges kunna leverera nästan dubbelt så hög ström än de gamla 18650 cellerna, 5700-6000 mA mot gamla cellens 3000 mA. Stämmer de uppgifterna kommer Long Range batteripacket kunna som max leverera 6A x 46 = 276 A utström, att jämföra med gamla Model S 85 batteripack som kunde leverera 925A. Med dessa siffror kan max uteffekt från batteripacket bli 355V x 276A = 98 kW. Långt mycket lägre än av Tesla uppgivna max motoreffekt på 192 kW som de angav på registreringsbeviset till EPA.

Ser vi fram emot samma fusk som när Tesla påstod att fyrhjulsdrivna Model S hade 700 hästkrafter – motorn var ju på det, fast batterierna kunde inte lämna ifrån sig så mycket effekt? Inte nödvändigtvis. Förutom att väldigt många av ovan siffror är fortfarande endast spekulativa kan det även vara så att Tesla kan tillfälligtvis belasta batterierna mer och suga ur mer ström ur dem vid acceleration. Batterierna blir varma då så det går bara under några få sekunder, sedan måste kylvattnet som cirkulerar mellan dem få tid att kyla ner cellerna igen. Tesla verkar ha optimerat både batterier och motorn ännu mer i Model 3 än de var i Model S och X – och därmed kommer Model 3 bli ännu mindre ”sportbil” än de andra bilarna från Tesla. Den kommer inte duga till bankörning – men mycket väl till vardags.

Vid laddning har Tesla alltid överbelastat cellerna i sina batteripack, laddning från Supercharger har alltid skett med högre spänning än cellernas märkspänning. Tesla Model S 85 batteripack levererade 346V – men laddades med 402V. De kommer troligtvis göra likadant med Model 3 batteripack. Det är för tidigt att spekulera i max laddström Model 3 kommer kunna ta emot, men en grov överslagsräkning på siffrorna skulle medge 110 kW utan större problem – att jämföra med dagens Model S och X som kan max ta emot 120 kW från en Supercharger.

M3Bpack3Mekaniskt ligger batteripacket under golvytan precis som i Teslas andra bilmodeller, med en viktig skillnad:

Medan batteripacket var i alla fall i teorin snabbt bytbar i Model S och X är den fast monterad i Model 3. Tesla experimenterade förut med batteribyte, att istället för att snabbladda batterierna på 20 minuter byta hela batteripacket på 3 minuter. De försöken slutade dock i fiasko: ingen var beredd att betala 50 dollar för att byta batteripack istället för gratis snabbladdningen som tog endast en kvart längre. Dessutom var det krångligt att kunder var tvungna att på hemvägen byta tillbaka batteripacket till sitt eget för att undvika betala mellanskillnad mellan sitt eget pack och det lånade. Efter mindre än ett år la Tesla ner sitt batteribytarstationsförsök. Superchargers var helt enkelt för bra.

Det är nog därför de har helt övergett planerna på att byta batteripack på Tesla Model 3. Man kan naturligtvis fortfarande göra det på verkstad, men vissa andra karossdelar måste skruvas loss först vilket gör snabb-byte ej möjligt längre.

Tesla har sparat in på uppvärmningen av batteripacket. På Tesla Model S och X finns det särskilda värmeelement som värmer kylvätskan på vintern som cirkulerar mellan battericellerna för att hålla dem varma. Det värmeelementet saknas i Model 3. Istället är det överskottsvärmen från elmotorn som värmer batterierna. Men innan man har börjat åka då, då är ju motorn kall? Tesla har löst det genom att då släppa in likström i motorns lindningar som får dem att bli varma utan att motorn rör på sig, varpå de kan pumpa in det uppvärmda kylvattnet till batterierna. En fiffig och billig lösning.

M3Bpack2

1. Laddport kontakt 2. Snabbladdning kontaktor 3. Kylarvatten till PCS 4. PCS – Power Conversion System (laddaren) 5. HVC – High Voltage Controller 6. Lågspänningskontakt från bilen till HVC 7. 12V utgång från PCS 8. Positiv högspänningsbrytare 9. Kylvatten till PCS 10. Högspänningskontakt till kupévärme och AC 11. Säkringar för kupévärme, AC och PCS likströmsutgång 12. Högspänningskontakt till bakre drivlina 13. Högspännings sprängsäkring 15. Högspänningskontakt till främre drivlina 16. Negativ högspänningsbrytare 17. Trefas växelströmsladdningskontakt

Ytterligare en förenkling och förbilligande Tesla har gjort är att integrera batteriladdaren med batteripacket. Istället för separat laddelektronik på annan plats i bilen är laddaren integrerad i batteripacket i Model 3. Det förenklar konstruktionen, en del elektronik kan besparas om laddaren och batteriövervakningselektroniken sitter nära varandra – men det blir inte lika kul den dagen laddaren blir trasig och behöver bytas.

 

Long Range batteriets räckvidd uppger Tesla till 50 mil (310 miles). Nya dokument från EPA visar dock att bilen faktiskt kom hela 54 mil (334 miles) när de testade den, men Tesla valde att gå ut med en lägre siffra. Biltillverkare har rätten att uppge lägre räckvidd än de uppmätta, fast Tesla är nog den första elbilstillverkaren någonsin att göra så. Anledningen till det är troligtvis för att differentiera Model 3 från Model S 100D som har just 54 mil angiven EPA räckvidd. Tesla ville inte visa att Model 3 till halva priset kan åka lika långt som deras toppmodell. Genom att inte officiellt ange Tesla Model 3 batteripacks kapacitet kan de även i framtiden enklare minska på den och fortfarande nå upp till angiven EPA räckvidd.

Tagged , . Bookmark the permalink.
  • G F

    ”Biltillverkare har rätten att uppge lägre räckvidd än de uppmätta”
    Det här kan bli ett problem för dem i Europa, för här måste de uppge den uppmätta räckvidden enligt EU lag.
    http://teslaclubsweden.se/nedc-myten/ Jag vet inte om det samma även gäller för den nya WLTP.

    • Robin Mokvist

      Jo, det är rätt att dom måste uppge siffrorna enligt lag gällande NEDC. Vet inte hur det är skrivet med EPA men kan ju vara samma sak där att de måste ange siffran, men att vill de ange en lägre är det okej och så kan det ju även vara för NEDC, det är jag inte påläst om. Som Tibor skriver så är nog Tesla först med att sätta en lägre siffra. :)
      MEN, det som är frågan är ju vad som gäller med det nya mätsystemet WLTP eftersom det trädde i kraft 1 september vilket innebär att Teslas model 3 kommer att mätas med den (och NEDC om dom vill, i en övergångsperiod). Kikade på Tibors gamla artikel för att uppdatera mig lite om datum osv, här är den:
      http://teslaclubsweden.se/blir-wltp-battre/

    • Erik Andersson

      Det finns väl inget krav att biltillverkaren måste försöka köra så effektivt som möjligt? De skulle ju kunna sänka trycket i däcken etc för att försöka höja förbrukningen.

      • G F

        Eller fylla bilen med grus eller så, visst.
        Men risken finns att de gör en mjukvaru spärr av räckvidden, det finns inget som hindrar dem från att när som öka den buffert som inte går att använda.

  • G F

    5700-6000mA är nominell LADDström det som brukar kallas 1C.
    Det finns inget som hindrar att man tar ut 2C eller 10C för den delen (900KW), Tesla har ju skippat Panasonics begränsnings chipp i cellen. Så strömmen kommer att räcka för båda motorerna i model 3.
    Enda nackdelen med att ta ut mer ström är att man får ut ett lägre antal KWh än de uppgivna 75.
    Men detta vet vi ju sedan länge. Ska man få ut angiven räckvidd får man trampa försiktigt.

    • Klas

      ”Begränsnings chip?”. Något du vet mer om?

      • G F

        Konsumentversionen av Panasonics 18650 cell är utrustad med en limiter (2C strax under 7A) för att förhindra bränder eller att den blir över/under laddad. Det är denna cellen som Tesla placerat i usentals under golvet i våra bilar, fram tills nu. Fast med en del ändringar enligt Teslas önskemål. https://www.master-instruments.com.au/products/62426/NCR18650B.html

        • Klas

          Tolkar du det som en säkring (engångs), eller något annat. De enskilda pol anslutnings trådarna till varje cell tolkar jag som Teslas cell säkring.

          • G F

            Det du tänker på är Teslas säkring/anslutning till var cell men det är naturligtvis inte det jag kallar en limiter. PCM – Protection Circuit Modules är inget som behöver tolkas, det är bara att Googla och läsa in sej på den info som finns i datablad exempelvis http://www.batterysupports.com/36v-37v-42v-2a-liion-lithium-18650-battery-pcb-pcm-board-p-234.html
            Tesla har en centraliserad BMS lösning istället (det här är farliga celler om man inte har ett väl fungerande BMS/PCM skydd). Googla så hittar du allt du vill veta.

  • Elbilisten

    Elbil med motorvärmare! Man får lära sig mycket här. Tesla kan verkligen tänka utanför boxen.

  • Kingsthrone

    Mycket bra och intressant artikel. Det jag funderar på är om inte brandrisken ökat något sedan man integrerat laddaren i batteripacket.

  • Claes

    Vet man att batteripacket i 3an har samma elektriska design vad gäller strömuttag som batteripacket i S/X? De kanske har gjort en smart lösning vid tillfälligt hårdare belastning så att 2 grupper levererar samtidigt…? Vore ett smart sätt att spara på batteriernas livslängd tänker jag…

    • Mats Hällefors

      Hur tänkte du då? Ja, strömmen skulle öka, men spänningen blir ju lägre = ingen skillnad.

      • Claes

        Jag tänkte: 3,7V * 95 grupper (eftersom 1 plockas bort med styrelektroniken för att den gruppen ska drivas parallellt med en annan grupp vid hårdare belastning). => 351,5V säg 351V.
        6A * 46 celler * 2 (grupper) ger 552 A.
        351V * 552A = 193,75 kW
        På så sätt klarar fordonet en högre belastning, som t.ex. att dra en husvagn eller accelerera ludicrous.

        Edit: Äsch, jag tänker fel…tankevurpa när man ligger sjuk, men men då vet du varför tanken kom ;)

  • Erik Åslund

    Så, C-värdet används för både laddning och urladdning, 1C är laddning (eller urladdning) med samma antal ampere som batteriet har kapacitet i Ah, eller samma Ah som batteriet har mAh. Laddar man ett 85 kWh batteripaket med 130 kW kallas det 1,53C Hämtar man 400 kW ur ett 85 kWh batteripaket kallas det 4,7C.

    Beroende på batteriet, hur man valt att optimera egenskaperna och andra faktorer kan ladda eller ladda ur litium-batterier med olika många C under längre tid utan att batteriet tar någon större skada av det. 10C har man för länge sedan lyckats tillverka batterier som klarat många ”hela” cykler med i ”labbmiljö”, med bland annat strikt temperaturkontroll. 10C skulle med 74 kWh bli 740 kW, vare sig man laddar eller hämtar. Uttryckt i praktiska termer, laddning från 20% till 80% på mindre än fem minuter.

    De ”gamla” batterierna vet vi inte var optimerade för att kunna laddas nästan enbart supersnabbladdning då i alla fall någon fått sin laddtakt en aning reducerad efter ”för mycket” supersnabbladdning för att minska risken för förtida degradation. För absolut maximal livslängd i antal mil på batterierna kommer det säkert ett bra tag till vara lämpligt att låta laddningen ta tid, och det även om det finns en uttalad förhoppning/målsättning hos Tesla att någon gång i framtiden kunna erbjuda laddtider på under 5 minuter så är det ju alltid bättre att klara sig på att ladda när bilen ändå står parkerad.

    Personligen skulle jag i alla lägen föredra säg 30% större batterikapacitet och 1C laddning vid de sällsynta tillfällena det större batteripaketet inte räcker, än megawatt-kontakt och elektronik för det. Kostnaderna ekonomiskt och bruksutrymme lär hamna i samma härad för de alternativen.