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

[omaded.livejournal.com]

Тогда какая разница, горишь ты в ДВС- или электромобиле...

[unklemike.livejournal.com]

На самом деле разница есть. Из обычной машины больше шансов выскочить, потому что как правило там горит моторный отсек. А у Теслы аккумуляторы на дне салона, и горит именно он адским пламенем.

[omaded.livejournal.com]

Ну да, там где Тесла - там "адское" пламя... А если с Теслой в церковь, освятить?

[unklemike.livejournal.com]

Там где литий - там адское пламя. Причём тут Тесла? Китайские электромобили горят ничуть не хуже. Уберите нахрен литий из элементов, и я первый буду топить за электротранспорт. Но пока не могут.

[gutt-tlt.livejournal.com]

Если вы его оттуда уберёте, то ничего не изменится. Внутреннее КЗ будет вызывать такие же последствия, тут всё дело в запасённой энергии. Хотя у литиевых батарей (не всех) есть терморазгон, что слегка ухудшает ситуацию и заставляет очень внимательно следить за тепловым режимом.

[unklemike.livejournal.com]

литий нереально потушить, вот в чём проблема. Надо ждать пока само догорит.

[gutt-tlt.livejournal.com]

При горении литиевых аккумуляторов металлический литий не горит. Там разлагаются материал электродов и электролит, выделяя горючие углеводороды и кислород. Не страшнее обычного бензина, водой тушить можно и нужно.

[unklemike.livejournal.com]

тушить можно, но потушить не получится, я об этом

[gutt-tlt.livejournal.com]

Вероятно, мы просто пользуемся несогласованной терминологией. Речь, действительно, идёт не столько о тушении, сколько о предотвращении распространения огня (локализации).
Причина фейрверков в исполнении литий-ионных аккумуляторов -- терморазгон. Повреждение ячейки (внешнее ли физическое/термальное, или внутреннее проросшими дендритами) вызывает разложение электролита и материала электродов, и эти продукты замечательно взаимодействуют с выделением тепла и спецэффектов. В батарее фейрверк нагревает другие ячейки и вызывает их терморазгон. Поэтому поливать загоревшуюся батарею водой можно и нужно, чтобы охладить соседние с повреждённой ячейки и охладить их, попытавшись не допустить разгона. Поливать водой/пеной/порошком или помещать в инертный газ отдельную ячейку действительно почти бесполезно: кислород и углеводороды там выделяются внутри, с тем же успехом можно тушить водой сопло ракетного двигателя.

[unklemike.livejournal.com]

Насколько мне известно, на данный момент пожарные предпочитают теже сгоревшие Теслы не тушить, а дожидаться, пока они догорят самостоятельно. Ну разумеется, если внутри нет людей.