10 февраля 2014, 10:51
О перспективах электрокаров. На примере бытового расчёта для батареи Tesla model S
Были бы батарейки, зарядка найдётся!
Главная проблема электрокаров – это вовсе не инфраструктура, а сами «батарейки». Зарядки поставить на каждой парковке не так сложно. Да и мощности электросетей подтянуть вполне реально. Если кто-то в это не верит, вспомните взрывной рост сотовых сетей. Операторы буквально за 10 лет развернули инфраструктуру по всему миру в разы сложнее и дороже, чем нужно для электрокаров. Тут будет и «бесконечный» денежный поток и перспективы развития, так что протянут тему быстро и без большого шума.
Простецкий расчёт экономики батареи tesla model S
Вначале разберёмся «из чего сделан этот ваш хот дог». К сожалению, на сайте производителя данные ТТХ публикуются для покупателя, который не любит вспоминать даже закон Ома, так что пришлось поискать информацию и заняться своими грубыми прикидками.
Что мы знаем про данную батарею?
Есть три варианта, которые маркируются по киловатт-часам: 40, 60 и 85 кВтч (40 уже снята с производства).
Известно, что батарея собирается из серийных аккумуляторов 18650 Li-Ion 3.7v. Производитель Sanyo (он же Panasonic), ёмкость каждой банки предположительно 2600mAh, а вес 48г. Скорее всего есть альтернативные поставки, но ТТХ должны быть ~одинаковые и основная масса на конвейер идёт всё-таки от мирового лидера.
(В серийных машинах аккумуляторные сборки выглядят совсем не так =)
Говорят, вес полной батареи ~ 500кг (понятно, что зависит от ёмкости). Отбросим защитный панцирь, систему подогрева/охлаждения, мелочи и проводку весом, ну допустим, кг 100. Остаётся ~ 400кг аккумуляторов. При весе одной банки 48г выходит грубо ~8000-10000 банок.
Проверим предположение:
85000 ватт-часов / 3.7 вольта = ~23000 ампер-часов
23000/2,6 = ~8850 банок
То есть ~425кг
Значит, грубо сходится. Можем утверждать, что там элементы ~2600mAh в кол-ве порядка 8к.
Вот и на фильм наткнулся уже после расчётов =). Здесь туманно сообщают, что батарея состоит из более чем 7 тысяч ячеек.
Теперь мы легко сможем прикинуть финансовую сторону вопроса.
Каждая банка рядовому покупателя в розницу СЕГОДНЯ стоит ~$6,5.
Чтобы не быть голословным, подтверждаю скрином. Парные комплекты по $13,85:
Оптовая цена с завода будет, видимо, почти в 2 раза ниже. То есть где-то по $3,5-4 за шт. можно купить даже на одну бибику (8000-9000 штук – это уже серьёзный опт).
И выходит, что стоимость самих аккумуляторных ячеек для батареи составляет сегодня ~$30 000. Разумеется, Тесле они достаются значительно дешевле.
По спецификации производителя (Sanyo), мы имеем 1000 гарантированных циклов перезарядки. Вообще-то там написано минимум 1000, но дело в том, что для ~8000 банок как раз и будет актуален минимум.
Таким образом, если взять стандартный средний пробег машины за год 25000км (то есть где-то ~1-2 зарядки в неделю), мы получим приблизительно 13 лет до ПОЛНОЙ непригодности на 100%. Но почти половину ёмкости эти банки теряют уже через 4 года в таком режиме (этот факт зафиксирован для данного типа батарей). Фактически по гарантии они ещё рабочие, но у машины половина пробега. Эксплуатация в таком виде теряет всякий смысл.
Значит, где-то $30-40к за 4 года нормального наката улетают в утиль. На фоне этого любые расчёты расходов на зарядку выглядят смешно (там будет на ~$2-4к электроэнергии за всю жизнь батареи =).
Даже из этих грубых цифр можно прикинуть перспективы вытеснения «ДВС-вонючек» с авторынка.
Для похожего на model S седана с ДВС на 25000км в год уйдёт ~$2500-3000 на бензин. За 4 года соответственно ~$10-14к.
Выводы
До тех пор пока цена на батареи не упадёт в 2,5 раза (или цены на топливо не вырастут в 2,5 раза =), о массовом захвате рынка говорить рано.
Однако перспективы отличные. Производители аккумуляторов будут наращивать ёмкость. Батареи станут легче. В них будет меньше редкоземельных металлов.
Как только для похожих банок (3.7v) доступная оптовая цена за ёмкость 1000mAh сократится до $0.6-0.5, начнётся массовое движение в электрокары (бензин станет ~равен по расходам).
Рекомендую мониторить и другие форм-факторы «батареек». Возможно, цены на них будут меняться неравномерно.
Я предполагаю, что такое снижение цен произойдёт ещё до новой революции в технологиях химических аккумуляторов. Это будет быстрый эволюционный процесс, который займёт 2-5 лет.
Остаётся, конечно, риск резкого повышения спроса на такие батареи. Как следствие — дефицит сырья или поставок, но мне кажется, всё обойдётся. Похожие риски сильно переоценивали в прошлом, и в результате всё как-то налаживалось.
Здесь надо отметить ещё один интересный момент. Tesla не просто запаивает банки по 8к в одну «консерву». Аккумуляторы проходят сложное тестирование, подбираются друг к другу, создаётся качественная цепь, добавляется хитрая система охлаждения, куча контроллеров, датчиков и прочая, пока недоступная рядовому покупателю, начинка высокого тока. Так что купить новую батарею будет дешевле у Tesl'ы, чем экономить и брать всякую байду. И выходит, что Tesla сразу подписала всех покупателей на расходники, которые стоят в 10 раз дороже, чем сама энергия заряда. Это хороший бизнес =).
Другое дело, что скоро появятся конкуренты. Например, BMW уже вот-вот начнёт выпуск электрической i-серии (скорее всего, вложусь в акции BMW вместо Tesl’ы на долгие годы). Ну а дальше – больше.
Бонус. Как изменится глобальный рынок?
С точки зрения основного сырья для производства авто резко упадёт потребление стали. Алюминий из ДВС перекочует в корпусные детали, потому что из стали делать корпуса электрокаров уже нельзя (слишком тяжёлые). Без ДВС не нужны сложные и тяжёлые стальные компоненты. В машине (и в инфраструктуре) будет значительно больше меди, больше полимеров, больше электроники, но почти не будет стали (минимум в тяговых элементах + ходовая и броня. Всё). Даже обёртки аккумуляторов обойдутся без жести =).Почти до нуля сократится расход масел, смазок, жидкостей и всяких присадок. Уйдёт в историю вонючее топливо. Однако полимеров нужно будет всё больше, так что Газпром остаётся на коне =). В целом нефть нерационально «сжигать». Из неё можно делать твёрдые и долговечные изделия высочайшего технологического уровня. Так что век углеводородов не закончится на электрокарах, но реформы на этом рынке будут серьёзные и болезненные.
15:42
⛽️ Газпром. Дела налаживаются, но пока без дивидендов Дорогие подписчики, сегодня в фокусе Газпром и его отчетность за 3 квартал 2024 года. Давайте взглянем на то, как компания постепенно выходит из к...
15:42
2-EMAшки покупка V, спекулятивная сделка. ✅ Всем, добрый день! Спекулятивная сделка, покупка акций компании Visa
✅ Акции V как правило растут в период с 17.12.- 31.12, в среднем на 1,13%. За последн...
полезный отпуск за 11 мес 2024 вырос на +8,2%!
Цена всем нашим прогнозам. Наткнулся на сохранённую в конце 2021 года картинку и мне кажется она очень говорящая, особенно в ретроспективе.
«Санкции, сексуальный скандал и даже пандемия уже по...
15:40
Госдума приняла поправки о возможности вывода дивидендов с ИИС-3 Госдума 17 декабря приняла в третьем чтении поправки, разрешающие перевод дивидендов по акциям, учитываемым на индивидуальных инвестици...
Ремора, ну, что же Вы сами себе противоречите, то нуждается государство в выплатах от своих компаний (не важно как, через налоги или дивиденды), то не нуждается. Вы уж определитесь.
А что скажете...
15:39
Сегодняшняя сделка ММК
ММК +1,5%Точка входа ( СЛП )Риск | Прибыль ( 1к 4 )Точка входа дана до начала торгов !!! (смотрите мой профиль SmartLab «Идеи по рынку»)Красная линия на графике показывает г...
USDCAD/USDJPY: канадец снова на минимумах, йена потеряла свою уверенность USDCADКанадский доллар на прошедшей торговой неделе продолжил слабеть и вновь оказался на очередных локальных минимумах. Цена ...
USDCAD/USDJPY: канадец снова на минимумах, йена потеряла свою уверенность USDCADКанадский доллар на прошедшей торговой неделе продолжил слабеть и вновь оказался на очередных локальных минимумах. Цена ...
Кто такие черные кредиторы и чем они опасны — рассказывает Займер Журналисты Комсомольской правды рассказали в новом материале о такой проблеме, как теневой рынок кредитования.За девять месяцев этого ...
«Скоро начнут конкуренты», Leaf и Prius каждый продают в год столько же 100% электромашин.
За 8 лет обычная ДВС машина дешевеет минимум в три раза.
Повторяю, на батарею ГАРАНТИЯ 8 лет.
Тесла гарантирует определённый пробег на полном заряде?
Я серьёзно спрашиваю, может кто-нибудь знает точно этот момент.
Я сразу дам ссылку предвидя следующий вопрос))
8 лет без лимита пробега. Падение ресурса ниже 70% считается гарантией. Любое механическое повреждение не подпадает под гарантию.
И потом, я не учёл ещё важный фактор. Ёмкость в пробег переводится не линейно (масса большая. 2т + пассажиры и груз). Грубо могу предположить, что будет 150-190км, а это значит, что частота зарядок возрастёт более чем вдвое и всё станет ухудшаться на глазах. Эти батареи вредно заряжать на 100% ёмкости. Они дохнут от этого.
Так что мне видится 3-4-5 лет. Далее смысл теряется для большинства пользователей. Глупо заморачивать голову зарядкой в таком дорогом авто.
Но есть еще фактор, который может сыграть в пользу вытеснения: налоговые стимулы для электрокаров и налоговые санкции для вонючек-ДВС. В США они уже аккуратно применяются.
Представим, что ради экологии введут субсидию на электрокары. Или на вторую батарею. Или проблема с батареей снимется через инфраструктуру систем с заменой батареи на заряженную вместо длительной зарядки.
И еще вопрос — неужели используются обычные пальчиковые аккумуляторы? Неужли это достаточно эффективно?
> И еще вопрос — неужели используются обычные пальчиковые аккумуляторы? Неужли это достаточно эффективно?
Это решение и мне кажется странным. Для такого суперпроекта логичнее было бы разработать новый форм-фактор. Оптимизировать габариты на ёмкость банок и отвод тепла. Но, видимо, и так подходит. Инженеры, наверняка, не на 100% довольны этим вариантом, но тут уже есть массовое производство, так что решение на данный момент именно такое. Тесле виднее =/
а каково там суммарное напряжение батареи?
т.е. скока «пальчиков» в цепи последовательно?
там же достаточно одной поддохнуть и такие нитки будут отваливаться, т.е. мощность батареи будет падать очень нелинейно со временем…
Представляешь себе схему, в которой 8000 пальчиков объединяются в сложное дерево, на котором ~ тысяча релюшек управляет минисборками? =)
Релюшки и контроллеры наверняка разбросаны по всей площади для отвода тепла.
там тогда тока на контактах и искре половина можности потеряется!!!
можно конечно использовать полупроводниковые вещи типа теристоров или полевых транзисторов, но надо понимать что там у открытого канала достаточно большое сопротивление, т.е. при САМОМ оптимистическом расклате будет теряться порядка 0,1в на коммутацииЮ а это просто пипец для такой конструкции!!!
ты так и не ответил про выходное напряжение батареи?
они чё это не обнародуют?
или там стоит ещё инвертор?
это всё очень ВАЖНО!!!
Какая нафиг искра! =)
Ну ты же меня понял, речь вообще об устройстве вкл/выкл.
Реле я условно называю любой автоматический выключатель, от разных возбудителей (тепловые, оптические, механические, само собой электронные...)
Понятно, что там не контактные щёлкалки с катушками.
Про теристоры — это ты зло пошутил.
Помню когда-то лет X-нацать назад делал защиту на теристорах для зарядки автомобильного аккумулятора, так эта зараза почти как печка работала =)
boronextrication.com/files/2010/11/Tesla_ModelS_ERG_Emergency_Response_Guidebook.pdf
400v
Соответственно по 100-110 пальчиков на нитку.
Длина блока 2,1 метра. Диаметр банки 18мм. Значит одна нитка идёт в длину вдоль всего блока (с учётом воздуха и мелочей).
Хм… Только сейчас понял. Габариты не сходятся =/.
Если весь блок 2,1x1,2м, как пишут в интернетах, туда можно впихнуть 7656 пальчиков по 18мм без воздуха (66 рядов по 116 штук). Но мы видим там ещё охлаждение, которое идёт между рядами через 2 ряда.
Значит ёмкость каждой банки больше, чем 2,6Ah =).
Всё. Сообразил. Во всех блоках одинаковое кол-во банок. Так легче настроить конвейер. Просто ёмкость банок разная.
можно ж змейкой уложить или там клубочком )
важно что в нитке 100 пальчиков — они дают напряжение,
далее прикидываем кол-во ниток в параллели чтобы понять импульсную мощность отдачи тока при старте, ускорении и т.д.
на самом деле когда такое кол-во единиц элементов напрашивается сначала мысль сделать из них некую перекоммутируемую матрицу…
но потом понимаешь что это будет много дороже и лучше просто прогнуть по цене сильно поставщиков за единицу, что элон маск несомненно умеет )
ну а в маркетинг уже давать материалы по суперииновациям…
т.е. первый заход по идее должен быть как с доткомами, т.е. впереди сначала обвал и тока потом устойчивый равномерный рост…
посмотрим, шорты подержу пока страхуясь продажей путов…
Вот, например, зарисовка физической раскладки прошлой модели (родстер):
www.teslamotorsclub.com/showthread.php/3810-Roadster-battery-%28ESS%29
Обрати внимание, змеевик выглядит похоже, пальчики ~ такие же. А родстер гоняют уже долго, так что можно делать выводы на основе реальных примеров эксплуатации.
Мне страшно лезть в опционы сходу, а голый шорт брать на растущей бумаге — увольте. Но в целом согласен, где-то впереди большой развороти и супершорт на год или даже больше.
Потери в проводах ОГРОМНЫЕ!!!
Но так или иначе потребителю продают киловатты, а не КПД.
Придётся кому-то пошевелить зад и повысить эффективность или уйти с рынка.
Даже если батарейка попадает не в землю, а на свалку, то и там она будет наносить немалый вред экологии, так как вредные вещества из неё могут попасть в почву и подземные воды. А если её сожгут на мусоросжигательном заводе, то все токсичные материалы, в ней содержащиеся, попадут в атмосферу.
Что же делать с отработавшими свой срок батарейками? По правилам, их надо утилизировать на специальных предприятиях. Но такая утилизация стоит дороже, чем полученное в её процессе сырьё
Их просто вынесут из городов.
Всё по честному. Работать она будет 8 лет, но проехать вы сможете… ну километров 60 на восьмом году.
Про станции быстрой замены вообще не очень понятная история. Сейчас там пока свежие аккумуляторы в любом случае, а что будет дальше? Будем посмотреть.
Будут, конечно, взрывы, казусы, брак (единично), но в целом всё будет работать хорошо. 4 года на одной батарейке — это же круто.
+ потом у владельца будет 2 батареи на замену. То есть теоретически после этого замена станет бесплатная уже почесноку. Правда мне сложно представить, кому будет нужен этот автомобиль через 10-15 лет =)
цена в $60–80 берется за горячую замену батареи 93~96 секунд
www.youtube.com/watch?v=wifm6z17AIE
Там логика работы батареи совсем другая!!!, да и как вы хотели заметить снижение емкости батареи?, когда основа — двс!!!
Вспомните планшетники и смартфоны до айфона Apple и теперь.
помнится на ноуты с виндой 3,1 тоже давали гарантию 10 лет
тока кому щас нужны те ноуты )
Тут вопрос думаю не только в батарее, все забыли написать про возможность перехода с бензина на газ. Он стоит в два раза дешевле, технологии и инфраструктура уже частично существует как СУГ так и СПГ. Это значительно экологичнее бензина и выбрасывания отработанных батарей.
Не забывайте о таможенных барьерах стран производителей бензина и газа, никто просто так не откажется от прибыли чтоб кормить Теслу и т.п.
К примеру в РФ продажи Газпрома падают, он хочет переходить на заправку газом авто транспорта по старой технологии СУГ.
И тут приходит Тесла и говорит что дешевле на электричестве ездить, сделайте таможенную пошлину нулевую на ввоз наших машин. Не уверен что государство пойдет на это, выручка бюджета РФ это в основном поступление от нефти и газа.
Так что помимо технологий еще много вопросов, полагаю еще 10 -15 лет массового бума и перехода на электрокары не предвидится, по крайней мере в РФ.
Ну и не нужно забывать о старении генерирующих мощностей производящих электроэнергию в РФ и за рубежом, атомные электростанции вообще все по бумагам должны были быть закрыты, т.к. сроки службы закончились. Увеличение кап ремонтов и необходимость строительства новых мощностей увеличит себестоимость и цену для конечного потребителя электроэнергии.
А если Вы живете за городом или в удаленной местности где не электросетей или перебои с поставками, то по старинке будете как минимум пользоваться дизельными генераторами, а заряжать свой электрокар от дизеля это думаю еще дороже. В РФ все же есть масса населенных пунктов удаленных от цивилизации.
В Китае например до сих пор основной источник тепла это уголь, как ни странно.
Все таки электрокары больше для крупных мегаполисов подходят, а это все же не универсально.
Рядом с домом понятно никто розетки из соображений безопасности ставить не будет, теоретически можно договорится с крытой парковкой, но это для мск надо потратить на парковку 700-1000 тыс и более. И что ради экономии на топливе я буду платить дополнительно 3 млн?
Меж тем TSLA обновила свои хаи, вола по опционам при этом > 70!!!
вот как верит народ маркетологам )
при этом явно америкосы не хотят заморачиваться какие там батарейки, я думаю у них и закон Ома в школе толком не учат )
endless-sphere.com/forums/viewtopic.php?f=14&t=47417
Гы))
Ещё толком не сделали — а уже кто-то раскурочил))))
чёто на твои соты из пальчиков мало похоже, там явно чёто серьёзнее!
эх жаль в англичком я не силён и с временем щас напряг (
— каждая банка отдельно (чтобы локальные перегрев не вызвал цепную реакцию),
— сварка вместо пайки (ну это понятно),
— проволока является ещё и предохранителем (пальчик может разными способами выйти из строя, хорошо если сопротивление уйдёт в бесконечность, а если в ноль? Тогда сработает проволока),
— жёлтый — это змеевик охлаждения.
В том топике обсуждают в основном массовую сборку, охлаждение, предохранители, про напряжение ни слова. Вообще электрические характеристики не обсуждают, только химию и физику.