Sähköautojen akut, teoria ja käytäntö

[Markkanen]

Kiva että tekniikka kehittyy. Edelleen pohdin, että miten käytännössä latauskentät ja verkko antaa näitä huipputehoja, jos oletetaan että tulevaisuudessa me kaikki ajamme sähköautoilla ja pidemmillä siirtymillä siellä ABC:n pihassa on kymmeniä autoja vaatimassa virtaa jotta matka mökille voi jatkua.

Säköautojen toimintasäteen kasvu tekee monille aika turhaksi tämän ultranopean latauksen. Jos mökkimatka on 400-500km ja toimintasäde on yli tuon niin aika moni varmasti skippaa abcllä latailut. Ennen matkaa akku täyteen kotona halvalla ja sitten mökillä seuraavan kerran piuhaan.

 

[Pakana]

Säköautojen toimintasäteen kasvu tekee monille aika turhaksi tämän ultranopean latauksen. Jos mökkimatka on 400-500km ja toimintasäde on yli tuon niin aika moni varmasti skippaa abcllä latailut. Ennen matkaa akku täyteen kotona halvalla ja sitten mökillä seuraavan kerran piuhaan.

Kyllä sille nopealle lataukselle kuitenkin kysyntää on, erityisesti jos autoilijalla ei ole "omaa" latauspistettä.

 

[tiimalasi]

Kyllä sille nopealle lataukselle kuitenkin kysyntää on, erityisesti jos autoilijalla ei ole "omaa" latauspistettä.

Ja eikös tämä toimi kahteen suuntaan, eli akusta saa tarvittaessa jerkkua ulos eri tyyliin:
” As a result, a BYD-branded EV with the latest can speed up to 100 km/h in a 2-second range. Moreover, they can repeatedly speed up to 100 km/h more than 70 times. The car’s top speed is over 300 km/h (Han L EV’s top speed is 305 km/h).”

 

[Pakana]

Ja eikös tämä toimi kahteen suuntaan, eli akusta saa tarvittaessa jerkkua ulos eri tyyliin:
” As a result, a BYD-branded EV with the latest can speed up to 100 km/h in a 2-second range. Moreover, they can repeatedly speed up to 100 km/h more than 70 times. The car’s top speed is over 300 km/h (Han L EV’s top speed is 305 km/h).”

No yleensä joo ison latausvirran mahdollistava akku antaa myös ison purkuvirran, mutta tuo purkuvirta ei ole ollut mikään rajoittava tekijä pitkään aikaan.

 

[TommiZeliard]

Huomasiko joku 10C-akun tiedoissa 16,4 kW/kg? Aika miehekäs ominaispurkuteho.

BYD confirms new 1,000V 'Super E-Platform' capable of fast charging 400km in 5 minutes

We EV enthusiasts have heard it all from the haters before. “What are you gonna do with all those batteries?”...

electrek.co

Parhaalle RC-auton akulleni on ilmoitettu continuous 13,2 kW/kg ja burst 26,3 kW/kg. Olen tosin ottanut parhaimmillaan vain 4,1 kW/kg. Jännitteen kyykkäämisen perusteella en usko 13,2:n olevan mahdollista, vaan todellinen maksimi lienee johdotusten takia lähempänä kymppiä.

Eipä se BYD:kään näemmä paljon ota irti 16,4:stä. Suuressa Tang L:ssä on suurempi akku, joten kovin lukema revitään Han L:stä. Siinä on 83,2 kWh 10C, joka LFP:n takia on raskaat 640 kg. Etu- ja takamoottorit ovat yhteensä 810 kW.

810 kW / 640 kg = 1,27 kW/kg. Se on alle kymmenys 16,4:stä, joten turha paukutteluarvo. Olishan se aika menijä, jos 640 kg akusta oikeasti otettaisiin 16,4 kW/kg = 10,5 MW. Siinä sais top fuelit haastetta.

 

[Honzo]

Säköautojen toimintasäteen kasvu tekee monille aika turhaksi tämän ultranopean latauksen. Jos mökkimatka on 400-500km ja toimintasäde on yli tuon niin aika moni varmasti skippaa abcllä latailut. Ennen matkaa akku täyteen kotona halvalla ja sitten mökillä seuraavan kerran piuhaan.

Aika vähissä taitaa olla 400-500km mökkimatkat…

Toki jokusen vuoden takaa, mutta silti.

Tilastokeskus - Kesämökit 2019

stat.fi

Keskimääräinen matka kodin ja kesämökin välillä oli 92 kilometriä ja mediaani oli 39 kilometriä. Näin ollen puolet mökkimatkoista oli korkeintaan 39 kilometriä. Uudellamaalla asuvien mökinomistajien mökkimatkan mediaani oli 131 kilometriä ja keskiarvo 167 kilometriä. Uusmaalaisten mökinomistajien mökkimatkan mediaani oli yli kolminkertainen verrattuna koko maan mediaaniin ja keskiarvo lähes kaksinkertainen verrattuna koko maan keskiarvoon. Muualla kuin Uudellamaalla asuvien mökkimatkan mediaani oli 26 kilometriä ja keskiarvo 64 kilometriä.

 

[Markkanen]

Aika vähissä taitaa olla 400-500km mökkimatkat…

Toki jokusen vuoden takaa, mutta silti.

Tilastokeskus - Kesämökit 2019

stat.fi

Keskimääräinen matka kodin ja kesämökin välillä oli 92 kilometriä ja mediaani oli 39 kilometriä. Näin ollen puolet mökkimatkoista oli korkeintaan 39 kilometriä. Uudellamaalla asuvien mökinomistajien mökkimatkan mediaani oli 131 kilometriä ja keskiarvo 167 kilometriä. Uusmaalaisten mökinomistajien mökkimatkan mediaani oli yli kolminkertainen verrattuna koko maan mediaaniin ja keskiarvo lähes kaksinkertainen verrattuna koko maan keskiarvoon. Muualla kuin Uudellamaalla asuvien mökkimatkan mediaani oli 26 kilometriä ja keskiarvo 64 kilometriä.

Onpa lyhyet mökkimatkat. Itellä kun on ~450km (PK-seudulta pohjois-savoon)

 

[Honzo]

Onpa lyhyet mökkimatkat. Itellä kun on ~450km (PK-seudulta pohjois-savoon)

No yleensä mökit on sellaisella etäisyydellä kotoa, että viikonloput mökillä onnistuvat helposti. Paljoa yli 2h ei silloin autossa suuntaansa istuta.

Ei tollaista 450km suuntaansa kukaan jaksa viikoittain eestaas ajella.

 

[timppeli]

Onpa lyhyet mökkimatkat. Itellä kun on ~450km (PK-seudulta pohjois-savoon)

Mulla jotain 30-40km, pääkaupunkiseudulta Porvoon saaristoon.
Matkaa enemmän ketuttaa toki se että mökki on saaressa eli venematkan takana, siinä ei auttaisi edes sähkövene siihen ketutukseen että pitää auto ja ihmiset lastata vielä kertaalleen autosta veneeseen ja veneestä mökkiin, ei viitsi ihan joka vkl tuota rumbaa tehdä. Ja jos jotain jäikin puuttumaan niin kaupassakäyntikin on oma rumbansa, ei voi vain mennä autolle ja hurauttaa Prismaan tai ABCD:lle.

Muuten siellä saarella on tosi mukavaa kyllä ja rauhaisaa, ei tule pihapiiriin saksalaisia turisteja pällistelemään ja kakkimaan kun ottaa tulee nakkena ulos saunasta.

 

[TommiZeliard]

@Pakana et sähköautoketjussa pitänyt ennennäkemätöntä 1 MW:n lataustehoa (BYD Han L) uuden 640 kg 10C LFP -akun ansiona, vaan väitit 1 MW olleen aiemminkin mahdollista akkujen puolesta. Tarjosit ratkaisuksi LTO-kennoja kirjoittamalla:

"Ei nuo isot latausvirrat ole esim LTO kennoille ongelma, jos MW lataus olisi ollut ykkösprioriteetti, olisi käytetty kokonaan toisen kemian akkua, mutta koska se on alempana tärkeysjärjestyksessä on priorisoitu akkuja jotka antavat paremman kapasiteetin."

Näinköhän 1 MW onnistuisi LTO-kennoilla, vaikka kapasiteetin prioriteetti olisi täysin nolla?

Minulla on se tuntuma, että tuohon 640 kg:aan ei saa latausnopeutta LTO:lla kuin 0,6-0,7 MW (tai 0,7-0,8 MW, jos menee Aliexpressin spekseillä). Tämä siis, vaikka huomioisi pelkkien kennojen massan. Antaisitko linkin kennoihin, joilla onnistuu lataus 1 MW/640 kg. Jos sellaisia ei löydy, niin silloinhan 1 MW on ollut ongelma ennen uutta BYD:n uutta 10C-akkua.

Kyllä sen 1 MW saa LTO-kennoilla, jos:

1. Akku saa maksaa tuplasti
JA
2. Akku saa painaa tonnin

Tuossa on siis pari muutakin nihkeyttä kuin pelkkä kapasiteetin uhraus latausnopeuden kasvattamiseksi. Noiden syiden takia kukaan ei ole laittanut LTO-kemiaa mihinkään 50-100 kWh sähköautoon, jollainen on minimivaatimus 1 MW-lataustehoon. Alarajan 50 kWh vaatisi 20C-kennoja. Esimerkki sellaisesta:

Nichicon 2,4 V, 0,15 Ah, 9,0 g, 20C

Maksimilatausteho, kun 640 kg pelkät kennot:

640 kg / (50000 Wh / (2,4 V * 0,15 Ah) * 0,009 kg) = 0,512 MW

Näillä pienillä (139 000 kpl/50 kWh) ei päästy 640 kg kennomassalla kuin puoliväliin megawattia. Täysi 1 MW olisi vaatinut 1,25 tn kennoja.

SLB12400L151 - Nichicon Small Lithium Titanate Rechargeable Batteries

*The above part numbers are without lead processing, and a 3-digit code will be added to the actual part number Small LTO Battery Small lithium titanate rechargeable batteries are manufactured by applying the electrode technology utilized in Toshiba Corporation's SCiBTM rechargable batteries...

nichiconbattery.com

Suuremmilla kennoilla pääsisi hieman parempaan. Veikkaukseni on, että jää silti 0,6-0,8 MW:n tasolle, vaikka olisi vuoden 2025 kennoja. Kun et kerran pitänyt uutta 10C-LFP:tä juuri minään, niin rivien välistä luin, että LTO:lla 1 MW olisi onnistunut jo aikaisempina vuosina, jos autovalmistajat vaan olisivat priorisoineet lataustehoa ja uhranneet kapaa.

Sellainen kutina, että olet yhdistänyt wikistä tms. sellaisia C-arvoja ja ominaiskapasiteetteja, jotka eivät todellisissa kennoissa toteudu samaan aikaan. Se, jossa olisi pitkin hampain riittävä ominaiskapa, onkin vain 3-5C => 1 MW ei onnistu. Ja 20C kennoissa on niin pieni ominaiskapa, että siedettävällä 640 kg kennomassalla päästään vain reiluun 0,5 MW:iin. Optimi on varmaan 10C.

Jään mielenkiinnolla odottamaan, josko sinulla olisi tiedossa todelliset LTO-kennot, joilla lataisi 1 MW/640 kg. Saat tuolle ensimmäisenä henkilöautona 1 MW mahdollistaneelle 10C-LFP:lle tasoitusta sen verran, että saat kerätä 640 kg kennomassaa vs. LFP:ssä 640 kg oli koko akkupaketin massa. Hinnoista ja kapasiteetistakaan ei tarvitse välittää.

Jos et löydä sellaisia kennoja, voisit myöntää, että 1 MW:n lataus henkilöautossa tuli mahdolliseksi 2025 julkaistun 10C-LFP -akun ansiosta.

 

[Honzo]

Mulla jotain 30-40km, pääkaupunkiseudulta Porvoon saaristoon.
Matkaa enemmän ketuttaa toki se että mökki on saaressa eli venematkan takana, siinä ei auttaisi edes sähkövene siihen ketutukseen että pitää auto ja ihmiset lastata vielä kertaalleen autosta veneeseen ja veneestä mökkiin, ei viitsi ihan joka vkl tuota rumbaa tehdä. Ja jos jotain jäikin puuttumaan niin kaupassakäyntikin on oma rumbansa, ei voi vain mennä autolle ja hurauttaa Prismaan tai ABCD:lle.

Muuten siellä saarella on tosi mukavaa kyllä ja rauhaisaa, ei tule pihapiiriin saksalaisia turisteja pällistelemään ja kakkimaan kun ottaa tulee nakkena ulos saunasta.

Vähän offtopikkia, meillä sama homma, mutta 150km matkaa laituriin ja siellä ei ole lataumahdollisuutta. Toki tollainen 300km menee normimökkikautena melkein autolla kuin autolla. Itse olen mennyt myös Hullupösöllä ja ladannut menomatkalla kauppakäynnin aikana, niin ei jännitä paluumatkalla. 20 min lataus on riittänyt.

Miksi se venematka vituttaisi. Autosta kävelee laukku selässä ja ruokakassit käsissä veneeseen ja menoksi. No big deal. Ja veneellä voi meillä hurauttaa toiseen satamaan, jossa kauppa.

 

[Pakana]

@Pakana et sähköautoketjussa pitänyt ennennäkemätöntä 1 MW:n lataustehoa (BYD Han L) uuden 640 kg 10C LFP -akun ansiona, vaan väitit 1 MW olleen aiemminkin mahdollista akkujen puolesta. Tarjosit ratkaisuksi LTO-kennoja kirjoittamalla:

"Ei nuo isot latausvirrat ole esim LTO kennoille ongelma, jos MW lataus olisi ollut ykkösprioriteetti, olisi käytetty kokonaan toisen kemian akkua, mutta koska se on alempana tärkeysjärjestyksessä on priorisoitu akkuja jotka antavat paremman kapasiteetin."

Näinköhän 1 MW onnistuisi LTO-kennoilla, vaikka kapasiteetin prioriteetti olisi täysin nolla?

Minulla on se tuntuma, että tuohon 640 kg:aan ei saa latausnopeutta LTO:lla kuin 0,6-0,7 MW (tai 0,7-0,8 MW, jos menee Aliexpressin spekseillä). Tämä siis, vaikka huomioisi pelkkien kennojen massan. Antaisitko linkin kennoihin, joilla onnistuu lataus 1 MW/640 kg. Jos sellaisia ei löydy, niin silloinhan 1 MW on ollut ongelma ennen uutta BYD:n uutta 10C-akkua.

Kyllä sen 1 MW saa LTO-kennoilla, jos:

1. Akku saa maksaa tuplasti
JA
2. Akku saa painaa tonnin

Tuossa on siis pari muutakin nihkeyttä kuin pelkkä kapasiteetin uhraus latausnopeuden kasvattamiseksi. Noiden syiden takia kukaan ei ole laittanut LTO-kemiaa mihinkään 50-100 kWh sähköautoon, jollainen on minimivaatimus 1 MW-lataustehoon. Alarajan 50 kWh vaatisi 20C-kennoja. Esimerkki sellaisesta:

Nichicon 2,4 V, 0,15 Ah, 9,0 g, 20C

Maksimilatausteho, kun 640 kg pelkät kennot:

640 kg / (50000 Wh / (2,4 V * 0,15 Ah) * 0,009 kg) = 0,512 MW

Näillä pienillä (139 000 kpl/50 kWh) ei päästy 640 kg kennomassalla kuin puoliväliin megawattia. Täysi 1 MW olisi vaatinut 1,25 tn kennoja.

SLB12400L151 - Nichicon Small Lithium Titanate Rechargeable Batteries

*The above part numbers are without lead processing, and a 3-digit code will be added to the actual part number Small LTO Battery Small lithium titanate rechargeable batteries are manufactured by applying the electrode technology utilized in Toshiba Corporation's SCiBTM rechargable batteries...

nichiconbattery.com

Suuremmilla kennoilla pääsisi hieman parempaan. Veikkaukseni on, että jää silti 0,6-0,8 MW:n tasolle, vaikka olisi vuoden 2025 kennoja. Kun et kerran pitänyt uutta 10C-LFP:tä juuri minään, niin rivien välistä luin, että LTO:lla 1 MW olisi onnistunut jo aikaisempina vuosina, jos autovalmistajat vaan olisivat priorisoineet lataustehoa ja uhranneet kapaa.

Sellainen kutina, että olet yhdistänyt wikistä tms. sellaisia C-arvoja ja ominaiskapasiteetteja, jotka eivät todellisissa kennoissa toteudu samaan aikaan. Se, jossa olisi pitkin hampain riittävä ominaiskapa, onkin vain 3-5C => 1 MW ei onnistu. Ja 20C kennoissa on niin pieni ominaiskapa, että siedettävällä 640 kg kennomassalla päästään vain reiluun 0,5 MW:iin. Optimi on varmaan 10C.

Jään mielenkiinnolla odottamaan, josko sinulla olisi tiedossa todelliset LTO-kennot, joilla lataisi 1 MW/640 kg. Saat tuolle ensimmäisenä henkilöautona 1 MW mahdollistaneelle 10C-LFP:lle tasoitusta sen verran, että saat kerätä 640 kg kennomassaa vs. LFP:ssä 640 kg oli koko akkupaketin massa. Hinnoista ja kapasiteetistakaan ei tarvitse välittää.

Jos et löydä sellaisia kennoja, voisit myöntää, että 1 MW:n lataus henkilöautossa tuli mahdolliseksi 2025 julkaistun 10C-LFP -akun ansiosta.

Jos latausnopeuden lähteeksi otetaan aliexpress niin LFP kennotkin latautuvat vain 1C tjsp, mutta en kyllä ajatellut tuota latausnopeutta ylipäätään painoon verrattuna, vaan vain kapasiteettiin. Sähköautossa tuo paino on tietysti paljon olennaisempi muuttuja kennon spekseissä kuin pelkkä kapa.

Mihinkään LTO kennoon en voi linkittää, sen enempää kuin LFP kennoonkaan, mutta lähde on muutenkin muistinvarainen mitä on lukenut/katsonut, eikä nopeasti latautuvat kennot ole mikään 1. kiinnostuksen kohde, koska mulle riittää hankkimileni kennoille 1C ohan hyvin.