Как Tesla умудряется продлить жизнь аккумуляторам Powerwall

[nero-schwarz.livejournal.com]

В пост "Солнечные панели на крыше дома: результат первых 90 дней" под авторством skysheep пришёл некий dronelab и огорошил автора пренеприятнейшим известием, что Маск мошенник и обвёл автора вокруг пальца всучив ему свой Powerwall.

Свою аргументацию dronelab строил на том, что производители якобы заявляют максимум 500 циклов перезарядки и в любом случае аккумуляторы проживут не более 1,5-2 лет и никаких тебе 70% от начальной ёмкости после 10 лет, как обещает Tesla.

Давайте разбираться. Понятно, что количество циклов зависит от условий эксплуатации, как верно и написал skysheep и как это как раз и заявляют те самые производители. Но мне стало интересно, на чём конкретно основывались инженеры Tesla и почему они всё-таки дают гарантию на аккумуляторы Powerwall в 10 лет.

Согласно свединиям с сайта cleanenergyreviews_тчк_info в Powerwall применяются Lithium NMC (Nickel-Manganese-Cobalt) аккумуляторы исполненные в типоразмере 21700. К сожалению, я не нашёл какое количество и какие точно аккумуляторы применяются в Powerwall. Но если принять, что каждая 21700-ячейка имеет ёмкость 4,8Ah или 17,3Wh (такие применяются в Tesla Model 3), то получаем 13,5kWh/17,3Wh=780 ячеек содержатся в одной Powerwall.

Теперь воспользуемся теми самыми документами, в которых производители якобы утверждают, что десятилетняя эксплуатация аккумуляторов с сохранением ёмкости в 70% невозможна в принципе. Так как ТТХ оригинальных ячеек в Powerwall найти не удалось, допустим, что они близкие к ТТХ ячеек NCR20700B от Panasonic (тем более dronelab сам дал ссылку на этот документ, чтобы он потом не заявил, что это фейк и Panasonic тоже мошенники!):
https://akkuplus.de/mediafiles/Datenblatt/Panasonic/Panasonic_NCR20700B.pdf
Нас интересует график на шестой странице:

Зелёную линию я добавил, чтобы обозначить 70% от номинала в 4000mAh это 2800mAh.
Для тока разряда 12A (красная линия) имеем 270 циклов при достижении уровня 70% или падение ca. 550mAh за 100 циклов. Для тока 8A соответственно 500 циклов или падение ca. 250mAh за 100 циклов.

Теперь надо выяснить какой максимальный ток разрядки ячеек достижим в Powerwall при предельно допустимом режиме эксплуатации. Tesla заявлет, что Powerwall способна выдавать постоянную мощность 5kW. Это соответствует 5kW/780=6,4W для каждой ячейки. Или току в 6,4W/3,6V=1,8A.

Уменьшение тока разряда в 12А/8А=1,5 раза уменьшает наклон линии на графике где-то в два раза (550mAh/250mAh≈2).

При токе 1,8A имеем уменьшение тока в 8A/1,8A = 4,4 раза по сравнению с 8A. Это в свою очередь даёт нам уменьшение крутизны падения линии в 7,4 разa (log1,5(4,4)=3,7; 3,7x2=7,4). Или увеличение количества циклов в 7,4 раза 500*7,4=3700. Это 3700/365=10,14 лет при ежедневной эксплуатации Powerwall по максимально заявленным характеристикам, высчитанные на основе данных в документе от Panasonic.

Ну что я могу сказать, в Tesla не идиоты сидят, считать умеют, в отличие от диванных теоретиков в комментариях;)) Ещё и подстраховались, гады, на 51 день! А нет, я ж потерями в инверторе пренебрёг (5kW заявлены на выходе инвертора), значит, видимо, всё тютелька в тютельку рассчитали!

Правда, стоит ещё учесть, что в Powerwall ячейки разряжаются не полностью, как это было сделано для ячеек из документа Panasonic (разряд до 2,5V). Так что, возможно, количество циклов, необходимых для достижения уровня 70%, будет ещё выше и 10 лет инженеры Tesla выбрали с приличным запасом.

В любом случае всё это мелочи и порядок цифр именно таков (надеюсь, я нигде не обсчиталься, знающих людей прошу проверить и поправить меня в комментах). Полагаю, теперь любому адекватному человеку должно быть понятно, почему Tesla (и любая другая компания, производящая подобные аккумуляторы) даёт гарантию в 10 или около того лет.

Comments

[flat-hedgehog.livejournal.com]

А где сказано, что при токе разряда меньше 8А срок службы увеличивается? Может наоборот уменьшается? С чего вы взяли что график зависимости линеен, а не какая нибудь синусоида или парабола?

[gamerff.livejournal.com]

Диванный эксперд провел линеаризацию трех типовых графиков, отстаньте от него и теслы🙃

[nero-schwarz.livejournal.com]

"чего вы взяли что график зависимости линеен" — сделал такое допущение, да, для простоты расчётов. Которое, я считаю, скорее всего достаточно точно отображает реальность и на порядок полученных чисел не особо влияет. Вот график с несколькими кривыми:

Можете посчитать насколько зависимость нелинейна и насколько % мои расчёты неверны:)


"а не какая нибудь синусоида или парабола?" — или гипербола или циклоида, ага. Можно много всякого бреда придумать, но будет ли он хоть сколь-нибудь достоверно отображать реальность?

[flat-hedgehog.livejournal.com]

И да, данные аккумулятооы в ноутбуках умирают к 1500 циклам. Вне зависимости от условий разряда. И нет способов их спасти. А для 500 циклов во всех ноутбуках аккумуляторы имеют емкость 70-80 проц от начальной. Такшто не теоретезируйте на пустом месте. Если бы можно было сделать аккумуляторы с лучшими характеристиками, кто нибудь заявил бы смартфон с гарантией 10 лет на аккумулятор. Там то точно ток разрядки оклонулевой. Хрен то там. 2 года и 70 проц получайте.

[swizard.livejournal.com]

> И да, данные аккумулятооы в ноутбуках умирают к 1500 циклам. Вне зависимости от условий разряда. И нет способов их спасти

Ну или не умирают

[real-big-shish.livejournal.com]

Так а каков режим разряда в нотбуках?

[nero-schwarz.livejournal.com]

"Вне зависимости от условий разряда" — покажите мне ноутбук, который эксплуатирует аккумуляторы с похожими условиями как у Powerwall:
1) заряд до 90-95%
2) разряд до 10-15%
3) главное, ток разряда максимум 0,4C

Тогда поговорим, что достичь 3700 циклов невозможно:)

А так, конечно, если эти три условия несоблюдаются н в одном ноутбуке и заведомо хуже их, то хоть с бубном пляши, умрут к 1500 циклам.

[sakurovskiy.livejournal.com]

Слух ну мне стыдно за тебя, вверху заявил что технарь и тут такую ахинею несешь.

[jmyshanya.livejournal.com]

"кто нибудь заявил бы смартфон с гарантией 10 лет на аккумулятор."

зачем, если смартфоны уже морально устаревают через пару лет?

[b1ameb1aze.livejournal.com]

Ваши рассуждения разбиваются о реальность:
https://arstechnica.com/tech-policy/2019/08/after-seven-roof-fires-walmart-sues-tesla-over-solar-panel-flaws/

Тут у вас в Тесле все гениально расчитали, а в жизни их системы семь раз загорелись только на крышах Волмарта...

Думаю и с Паверволом все так же.

[nero-schwarz.livejournal.com]

"Думаю и с Паверволом все так же" — опять же, если неправильно расчитали, то конечному потребители какая разница — по десятилетней гарантии поменяют:)

[real-big-shish.livejournal.com]

Действительно, экстраполируя график настолько далеко, мы как бы принимаем на веру, что кроме этого фактора нет и не может быть какой-нибудь другой медленной деградации, а значит это лишь даёт надежду, но отнюдь не доказывает.
Жалко, есть график лишь до 2.5в, это довольно экстремальный вариант, и как показывает практика, значительный вклад в деградацию даёт именно глубина просаживания.

[nero-schwarz.livejournal.com]

" кроме этого фактора нет и не может быть какой-нибудь другой медленной деградации" — она, конечно, есть, но я никаких данных по этому поводу не нашёл. Есть только зависимость от количества перезарядок. Было бы интересно узнать, насколько сильный вклад вносит деградация материалов или ей можно пренебречь.

"как показывает практика, значительный вклад в деградацию даёт именно глубина просаживания" — да, именно поэтому в Powerwall не разряжают ячейки в ноль. Ещё бы посчитать до какого уровня напряжения разряжаются ячейки в Powerwall... но как-то лень пока (и вообще возможно ли это с имеющимися данными).

[unklemike.livejournal.com]

кол-во циклов заряда-разряда, общая деградация батареи - это всё чепуха. Фактически эта хрень - полноценный напалм у вас дома, с рандомным часовым механизмом. Когда-нибудь оно взорвётся. Просто так. И дом сгорит вместе с ним. Вот что страшно.

[deadmanru.livejournal.com]

Ну тогда мы будем читать пост, как погорелец "овца" выбивает с теслы компенсацию на постройку нового дома...

[genka8.livejournal.com]

На срок службы сильно влияют также глубина цикла, температура и уровень зарядки между циклами. Батарею лучше всего хранить на уровне 40-50%, а Powerwall в основном будет стоять полностью заряженная. Тем не менее, я не смоневаюсь, что 10 лет она протянет. А потом можно будет докупить еще одну для компенсации потерь.

[real-big-shish.livejournal.com]

Батарею очень нехорошо опускать ниже 50%. Лучше всего держать на 90-95%. Это с точки зрения ресурса.

[alexbreeze.livejournal.com]

как странно. и инженеры Маска все посчитали до тютельки и автор все посчитал и даже графики нашёл нарисовал. Но вот бида в реале мы не видим девайсов имеющие батарейки с такими параметрами. Ни в ноутах ни в телефонах . И не увидим в ближайшем будущем.

[ubpskh.livejournal.com]

А с какой стати вам их видеть?

Все эти девайсы оптимизированы по другим параметрам. Минимальный вес, объем, толщина при максимальной производительности

То, что в случае систем хранения энергии не интересует вообще никак

[yalexey.livejournal.com]

А сколько лет гениальные инженеры тесла рассчитали гарантию на автомобильные батареи?

[nero-schwarz.livejournal.com]

это тоже интересно, сколько?:)

[asminokk.livejournal.com]

Это всё понятно, но почему батареек должно хватить на 10 лет?

[kven-1.livejournal.com]

гарантия, это не значит, что столько прослужит, а говорит о том, что производитель в этот срок готов бесплатно заменить

[nero-schwarz.livejournal.com]

ну если он готов, то он в какой-то степени уверен, что прослужит, причём прослужит с запасом более десяти лет! Иначе ему придётся менять 100% проданных Powerwall. Разорится!:)

[andrey kurakin (from livejournal.com)]

А целесообразен этот огород с экономической точки зрения? Рассчетов в цикле статей не встречал.

[nero-schwarz.livejournal.com]

почитайте посты автора skysheep. Как я понял, Powerwall не окупается, но он покупал не для экономии, а чтобы обезопасить домашнее хозяйство от отключений электроэнергии.

[penetrat0r.livejournal.com]

Читал где-то оценку продолжительности работы смартфонных батарей - для LiPo, но, думаю, принцип будет аналогичен: при циклах с небольшой разрядкой количество оных увеличивалось как-бэ не на порядок :)

[nero-schwarz.livejournal.com]

"при циклах с небольшой разрядкой" — весь фокус в том, что в Powerwall на всем протяжении эксплуатации ток разряда не превышает 0,4C. Не думаю, что на планете существуют смартфоны с подобным уровнем потребления, поэтому и не увеличивалось на порядок.

[shamaner.livejournal.com]

фигасе, спасибо.

[jenner-s.livejournal.com]

С некоторыми макбуками уже в самолёт не пускают. Как перестанут страховать дома с поверволами - вот тогда трагедие будет...

[nero-schwarz.livejournal.com]

но пока страхуют и даже не повышают страховые взносы:)

[avotara.livejournal.com]

Где-то слышал что поверволы делаются далеко не из новых элементов а с разборки замененных по гарантии батарей Теслы.

Мне леньки проверять:
Если у вас есть вес одной банки и вес всего повервола то можно высчитать и их количество, думаю их там гораздо больше чем вы высчитали.

[nero-schwarz.livejournal.com]

да, вполне возможно что больше. 780 это граница снизу. Но даже так получается больше 10 лет:)

[nero-schwarz.livejournal.com]

Пока суть да дело и якобы технари продолжают упорствовать в своём заблуждении и незнании, мне попался на глаза документ от Samsung. Где есть график зависимости остаточной ёмкости от количества циклов не для отдельно взятой LiIon-ячейки, а для всей сборки:


Насколько я смог выяснить, Samsung тоже исползует в своих аккумуляторных блоках NMC ячейки подобные ячейкам в Powerwall. Так что количество жизненных циклов выше 3000 это вообще не проблема. И десять лет эксплуатации тоже в порядке вещей, пятнадцать лет не хотите:

Как вообще можно отрицать очевидную реальность (для этого надо быть совсем уж запредельным якобы технарём;)))?

[valentin plotnichenko (from livejournal.com)]

У меня в подвале 2 powerwalls уже полгода работают. практически ежедневный цикл заряда разряда, гдето до 30%
их номинальная ёмкость 14 киловат, 13.5 оставлено пользователю так что можете подсчёты обновить.
Tesla app не показывает емкость, только показывает сколько энергии зашло-вышло, и если я знаю что резерв 30% я примерно могу посчитать.

[nero-schwarz.livejournal.com]

ну да в даташите тоже общая ёмкость 14 квтч указана, я не стал переписывать пост (да и нельзя наверное после бубликации в сообществе), когда заметил. Всё-равно порядок чисел не сильно изменится, и в любом случае в лучшую сторону:)

[sergkz.livejournal.com]

Сдублирую свой коммент с другой темы:
===
Интересное от англичан: через 20 лет прозрели.
https://www.bbc.com/news/uk-england-49566130
Сколько понадобится США?
Или просто "невидимая рука рынка" поднимет цены на электричество до уровня окупаемости солнечной энергетики?