Isärplockad Tesla-batteri

Alla Teslor som säljs körs inte omkring på vägarna av lyckliga ägare. Vissa bilar åker direkt till konkurrerande biltillverkares laboratorier där de plockas isär i smådelar för att vara “inspiration” för deras egna ingenjörer och konstruktioner 😉

Av naturliga skäl hör man inte mycket om dessa bilar. Även om det inträffar ibland händelser som den där Teslaägaren i Tyskland som vid Superchargern träffade en anställd från en viss Bayersk bilföretag som försökte få in Europeiska Superchargerkontakten i en Tesla Model S som hade amerikansk laddkontakt…

Sedan inträffar det då och då att någon utomstående analysföretag slaktar en bil och skriver en lite mer allmänt tillgänglig rapport om den. Det inträffade på AABTAM, Advanced Automotive Battery Technology, Application & Market Symposium som hölls den 28:e och 29:e Januari i Mainz, Tyskland. Där berättade österrikiska firman AVL List GmbH om hur de köpte en Tesla Model S och plockade isär den.

Att Tesla Model S batteripack består av 7104 batterier som är fördelade i 16 moduler är inga nyheter för de som läser våra nyheter regelbundet. AVL utförde flera tester vad gällde batteripacket. De kollade både den mekaniska uppbyggnaden och säkerhetsmekanismerna. Bland annat så överbelastade de batterierna för att se att säkerhetsmekanismerna verkligen utlöste, vilket de gjorde. Däremot så klagade de över att slog man in spik i batterierna så kunde flammor uppstå (vilket ju vi vet sen bränderna i fjol där stålbalkar penetrerade bilarnas bottenplatta).

Sedan testade de batteriernas prestanda – och här finns lite intressant sprängstoff: batteripackets totala kapacitet uppmätte de till endast dryga 73 kWh! Detta beror dock främst på att Tesla har töjt på batteriernas gränser och laddar med högre spänning än det avsedda (4,35V isf 4,2V) som AVL mätte med. Batteripacket vägde förresten 35kg mindre än vad Tesla uppger.

Tesla har satsat mycket på en avancerad vätskekylning av batterierna och motorn i Model S. AVL hittade sammanlagt över 80 meter kylkanaler i batteripacket! Ändå bedömde de att kylningen kan bli otillräcklig i extrem (öken)värme – när de hårdbelastade batterierna uppstod det temperaturskillnader på uppåt 10 grader inom batteripacket. Synd att de inte gjorde liknande tester i extrem kyla.

Sedan plockade de slumpvis ut några av packets 7104 battericeller och genomförde enskilda mätningar på dem. De gjorde så kallade 1C/1C cykler på dem, dvs omväxlande laddade ur hela batteriet på en timme och sedan laddat hela batteriet på en timme. Varje cell fick lämna ifrån sig 3A i en timme sedan laddas med 3A i en timme. Resultatet blev en chockerande 50% förlust av kapaciteten redan efter 100 laddcykler! Vanligtvis brukar Li-Ion battericeller klara runt 1000 sådana cykler med endast 20% kapacitetsförlust.

Resultaten blir dock mindre chockerande när man inser att batterierna i en Model S utsätts inte för sådan tortyr i verkliga livet. Visst, trampar man gasen i botten dras det mycket ström från batterierna – men bara i några sekunder. För att tömma bilens hela batteripack på en timme måste man köra i Autobahnfarter – och inte ens då kan man det, för bilens effektuttag begränsas efter ett tag. De gula linjerna i hastighetsmätaren skyddar inte bara motorn och drivkretsarna från överhettning – de skyddar även batterierna från att ta skada.

Samma sak händer vid laddning. Vanlig laddning hemma ger endast 0,06A – 0,7A laddström per battericell (2kW-22kW laddning). Endast när man laddar batterierna med Supercharger kan man komma upp i 3-4A laddström per cell – men även då endast i några minuter, sedan minskar ju Superchargern på laddeffekten just för att skydda batterierna.

I AVL-s test var dessutom battericellen utplockad från batteripacket och därmed inte vattenkyld längre. Den värmen som utvecklades i batteriet kyldes inte bort så som det görs när den sitter monterad i en Tesla Model S.

Det Tesla Motors har gjort är att anpassa battericellerna till exakt de förutsättningar de har i sin bil. Därmed har battericellerna faktiskt blivit sämre på att vara mångsidiga. Vanliga battericeller används ju lite olika i olika sammanhang, i olika apparater de hamnar i. Sådana battericeller måste vara mångsidiga, och tåla höga belastningar men ändå ge adekvat prestanda ifrån sig. Tesla Motors kunde skräddarsy cellerna till att ge extra prestanda, men på bekostnad att de faktiskt inte längre är mångsidiga. Teslas battericell är väldigt bra inuti Teslas batteripack – men faktiskt sämre än vanliga celler utanför det. Då gäller det att se till att batterierna aldrig får mer stryk än de tål – därav de gula linjerna i hastighetsmätaren. Nästa gång du får de gula linjerna som begränsar din bils prestanda bli inte arg på dem – de är där för att skydda dina batterier!

Man får dock hoppas att Tesla Motors har gjort sin hemläxa väl, annars kan de få problem i Tyskland med bilar som körs på Autobahn, Superchargas och sedan körs vidare i toppfart hela tiden. Ska vi konsturera en tankeexempel på en Tesla som körs så nära vad battericellerna tål så är det just där. Enligt mätningar gjorda på riktiga Model S har de dock lyckats väl, med endast 5% kapacitetsminskning efter 8,500 körda mil.

Om inget annat bevisar AVL-s experiment att myten om att Tesla Motors använder helt vanliga batterier i sin Model S inte stämmer. Battericellerna som sitter i bilarna är extremt specialiserade till att sitta i just Tesla Motors batteripack.

Slutligen har AVL gjort en gedigen kostandsuppskattning på hur mycket Tesla Model S batteripack kan kosta. Kostnaden på €13,000 är i paritet med vad andra bedömare har kommit fram till. Själva battericellerna utgör 75% av den kostnaden.

Ovanstående siffror kommer nog att dyka upp lösryckta ur sitt sammanhang i flera olika media, nu när AVL-s rapport blivit allmänt känt. Då kan det vara bra att känna till bakgrunden till dem.

I morgon fortsätter vi med andra intressanta data som framkom om Tesla och deras batterier på symposiet.