Auto >> Fordonsteknik >  >> Elbil

Jämförelse av olika elbilsbatterier 2020 (uppdatering)

Under de första åren efter att jag startade den här bloggen 2015 skrev jag ofta artiklar som visade att äldre biltillverkare inte tog elbilar på allvar. De försökte aktivt bevisa att elbilar inte fungerade genom att sälja för dyra bilar med låg räckvidd och skylla på batteriteknik, när de inte ens använde den bästa batteritekniken som fanns tillgänglig vid den tiden.

Då var Tesla den enda biltillverkaren som använde de mest energitäta batterierna som fanns tillgängliga, som var NCA-battericeller i cylindrisk form. De flesta biltillverkare använde LMO-battericeller i sina elbilar, vilket är långt ifrån bra...

Jämförelse av olika batterikatodkemi

När biltillverkare – pådrivna av strängare utsläppsregler – äntligen började bli lite mer seriösa om elbilar, började battericellstillverkare utveckla NCM-celler med hög energitäthet i prismatisk form och påsform, speciellt gjorda för att användas i elbilar. Fram till dess var de mest intresserade av battericeller med hög energidensitet tillverkare av bärbara datorer, det var därför de tillverkades i cylindrisk form.

Nu 2020 är scenariot väldigt annorlunda än vad vi hade när jag startade den här bloggen 2015. Äldre biltillverkare säljer faktiskt elbilar med bra batterier. De flesta av dem använder nu NCM 523 eller NCM 622 battericeller och förbereder sig för att uppgradera till ännu mer energitäta celler som NCM 712, NCM 811 och till och med NCMA.

Prestanda för olika avancerade battericellkatoder

NCMA kombinerar de bästa egenskaperna hos NCM- och NCA-kemi och representerar en solid förbättring.

Hur som helst, just nu verkar det som att två katodkemier kommer att dominera EV-batterivärlden inom en snar framtid. NCMA-katoden som erbjuder den bästa energitätheten och den koboltfria LFMP-katoden som erbjuder den bästa kostnaden. En smart strategi för biltillverkare skulle vara att erbjuda samma elbil med två olika batteripaket, ett optimerat för räckvidd och ett annat för kostnad.

Nu när jag gav dig lite sammanhang, låt oss gå över till den intressanta delen och jämföra några batterier av populära elbilar.

Volkswagen e-Golf

2019 Volkswagen e-Golf

  • Total batterikapacitet:35,8 kWh
  • Användbar batterikapacitet:32 kWh (89 %)
  • Batterivikt:349 kg
  • Batteriets energitäthet:103 Wh/kg
  • Celler:264 (88s3p)
  • Kemi:NCM 333 (även känd som NCM 111)
  • Tillverkare:Samsung SDI
  • TMS:passiv luftkylning

NCM 333 innebär att katoden förutom litium innehåller nickel, kobolt och mangan i ett sammansättningsförhållande på 3:3:3 (lika delar), vilket är samma för NCM 111.

Volkswagen e-up, SEAT Mii Electric och Skoda CITIGOe iV

Nya ŠKODA CITIGOe iV

  • Total batterikapacitet:36,8 kWh
  • Användbar batterikapacitet:32,3 kWh (88 %)
  • Batterivikt:248 kg
  • Batteriets energitäthet:148 Wh/kg
  • Celler:168 (84s2p)
  • Kemi:NCM 622
  • Tillverkare:LG Chem
  • TMS:passiv luftkylning

Renault Twingo ZE

Ny 2020 Renault Twingo ZE sidobak

  • Total batterikapacitet:22 kWh
  • Användbar batterikapacitet:21,3 kWh (97 %)
  • Batterivikt:165 kg
  • Batteriets energitäthet:133 Wh/kg
  • Kemi:NCM 712 (ej bekräftad, bara min gissning)
  • Tillverkare:LG Chem
  • TMS:aktiv vätskekylning

Renault ZOE

Nya Renault ZOE i Glacier White färg

ZE 40 batteri av gamla generationens Renault ZOE

  • Total batterikapacitet:44,1 kWh
  • Användbar batterikapacitet:41 kWh (93 %)
  • Batterivikt:305 kg
  • Batteriets energitäthet:145 Wh/kg
  • Celler:192 (96s2p)
  • Kemi:NCM 622
  • Tillverkare:LG Chem
  • TMS:aktiv luftkylning

ZE 50 batteri av den nya generationen Renault ZOE

  • Total batterikapacitet:54,66 kWh
  • Användbar batterikapacitet:52 kWh (95 %)
  • Batterivikt:326 kg
  • Batteriets energitäthet:168 Wh/kg
  • Celler:192 (96s2p)
  • Kemi:NCM 712
  • Tillverkare:LG Chem
  • TMS:aktiv luftkylning

Obs :I den nya generationen Renault ZOE är ZE 40-batteriet bara ett ZE 50-batteri med kapacitetsmjukvara begränsad av BMS (Battery Management System). Det är inte samma ZE 40-batteri som fanns i den gamla generationen.

I den nya generationen Renault ZOE är ZE 40-batteriet bara ett ZE 50-batteri med kapacitet begränsad av BMS

LG Chem har redan sagt att de reserverar NCM 811-kemin för cylindriska celler och påsceller får NCM 712 först, sedan NCMA 2022.

BMW i3

BMW i3

Gammal generation 94 Ah batteri

  • Total batterikapacitet:33,77 kWh
  • Användbar batterikapacitet:27,2 kWh (80 %)
  • Batterivikt:256 kg
  • Batteriets energitäthet:132 Wh/kg
  • Celler:96 (96s1p)
  • Kemi:NCM 333 (även känd som NCM 111)
  • Tillverkare:Samsung SDI
  • TMS:aktiv vätskekylning

Ny generation 120 Ah batteri

  • Total batterikapacitet:42,2 kWh
  • Användbar batterikapacitet:37,9 kWh (90 %)
  • Batterivikt:278 kg
  • Batteriets energitäthet:152 Wh/kg
  • Celler:96 (96s1p)
  • Kemi:NCM 622
  • Tillverkare:Samsung SDI
  • TMS:aktiv vätskekylning

Peugeot e-208 och Opel Corsa-e

Peugeot e-208

  • Total batterikapacitet:50 kWh
  • Användbar batterikapacitet:46 kWh (92 %)
  • Batterivikt:356 kg
  • Batteriets energitäthet:140 Wh/kg
  • Celler:216 (108s2p)
  • Kemi:NCM 523 (ej bekräftad, bara min gissning)
  • Tillverkare:CATL
  • TMS:aktiv vätskekylning

Nissan LEAF

2018 Nissan Leaf på väg

40 kWh batteri

  • Total batterikapacitet:39,46 kWh
  • Användbar batterikapacitet:36 kWh (91 %)
  • Batterivikt:303 kg
  • Batteriets energitäthet:130 Wh/kg
  • Celler:192 (96s2p)
  • Kemi:NCM 523
  • Tillverkare:Envision AESC
  • TMS:passiv luftkylning

62 kWh batteri

  • Total batterikapacitet:62 kWh
  • Användbar batterikapacitet:56 kWh (90 %)
  • Batterivikt:410 kg (uppskattning)
  • Batteriets energitäthet:151 Wh/kg (uppskattning)
  • Celler:288 (96s3p)
  • Kemi:NCM 523
  • Tillverkare:Envision AESC
  • TMS:passiv luftkylning

Båda batteripaketen använder samma NCM 523-battericeller, men AESC lyckades maximera placeringen av cellerna för att passa fler i samma utrymme. Med 288 celler laddas det större batteripaketet ur med lägre C-hastigheter, vilket också hjälper till att öka strömeffektiviteten (coulombic effektivitet), annars skulle dess kapacitet bara vara 59,19 kWh (39,46 kWh x 3/2).

Chevrolet Bolt EV och Opel Ampera-e

2020 Chevrolet Bolt EV

Gammal generation

  • Total batterikapacitet:62,2 kWh
  • Användbar batterikapacitet:58 kWh (93 %)
  • Batterivikt:435 kg
  • Batteriets energitäthet:143 Wh/kg
  • Celler:288 (96s3p)
  • Kemi:NCM 622
  • Tillverkare:LG Chem
  • TMS:aktiv vätskekylning

Ny 2020 års generation

  • Total batterikapacitet:68 kWh
  • Användbar batterikapacitet:64 kWh (94 %)
  • Batterivikt:430 kg
  • Batteriets energitäthet:158 Wh/kg
  • Celler:288 (96s3p)
  • Kemi:NCM 712 (ej bekräftad)
  • Tillverkare:LG Chem
  • TMS:aktiv vätskekylning

Batterikapaciteten som annonseras av Chevrolet är varken total eller användbar, är något mittemellan...

När det gäller den nya 2020-generationen är det troligt att det skett en förändring till NCM 712-battericeller och även om ökningen av energitätheten verkar minimal finns det en förklaring. 2020 Chevrolet Bolt EV har nu "kallt väderbatteripaket" som enligt GM tillåter 150 % snabbare DC-laddning i kallt väder.

Detta "kallväderbatteripaket" innebär bättre isolering och uppvärmning av batteriet men kommer sannolikt att resultera i extra vikt. Att förklara varför energitätheten för batteripaketet bara ökade från 143 till 158 Wh/kg, medan uppgraderingen till NCM 712 battericeller i Renault ZOE resulterade i en ökning av energitätheten från 145 till 168 Wh/kg.

Hyundai Kona Electric

2019 Hyundai Kona Electric

Långdistansversion

  • Total batterikapacitet:67,5 kWh
  • Användbar batterikapacitet:64 kWh (94 %)
  • Batterivikt:452 kg
  • Batteriets energitäthet:149 Wh/kg
  • Celler:294 (98s3p)
  • Kemi:NCM 622
  • Tillverkare:LG Chem
  • TMS:aktiv vätskekylning

Detta batteripaket är tillverkat med samma LG Chem LGX E63-celler som vi hittar i Renault ZE 40-batteriet, men istället för 192 celler (96s2p) använder Hyundai 294 celler (98s3p).

Hyundai IONIQ Electric

Hyundai IONIQ Electric

  • Total batterikapacitet:40,4 kWh
  • Användbar batterikapacitet:38,3 kWh (94 %)
  • Batterivikt:359 kg (utan batterivärmare) och 363 kg (med batterivärmare)
  • Batteriets energitäthet:112,4 Wh/kg (utan batterivärmare) och 111,2 Wh/kg (med batterivärmare)
  • Celler:176 (88s2p)
  • Kemi:NCM 622
  • Tillverkare:LG Chem
  • TMS:aktiv vätskekylning

Detta batteripaket är tillverkat med samma LG Chem LGX E63-celler som vi hittar i Renault ZE 40-batteriet, men istället för 192 celler (96s2p) använder Hyundai 176 celler (88s2p).

Kia e-Soul

Kia e-Soul

  • Total batterikapacitet:67,5 kWh (uppskattning)
  • Användbar batterikapacitet:64 kWh (94 %)
  • Batterivikt:457 kg
  • Batteriets energitäthet:148 Wh/kg
  • Celler:294 (98s3p)
  • Kemi:NCM 622
  • Tillverkare:SK Innovation
  • TMS:aktiv vätskekylning

Kia e-Niro

Kia e-Niro

  • Total batterikapacitet:67,5 kWh (uppskattning)
  • Användbar batterikapacitet:64 kWh (94 %)
  • Batterivikt:457 kg
  • Batteriets energitäthet:148 Wh/kg
  • Celler:294 (98s3p)
  • Kemi:NCM 622
  • Tillverkare:SK Innovation
  • TMS:aktiv vätskekylning

Jaguar I-PACE

Jaguar I-PACE

  • Total batterikapacitet:90 kWh
  • Användbar batterikapacitet:84,7 kWh (94 %)
  • Batterivikt:603 kg
  • Batteriets energitäthet:149 Wh/kg
  • Celler:432 (108s4p)
  • Kemi:NCM 622
  • Tillverkare:LG Chem
  • TMS:aktiv vätskekylning

Jaguar använder samma LG Chem LGX N2.1 battericeller som vi hittar i den gamla generationens batteripaket till Chevrolet Bolt EV. Men istället för 288 celler (96s3p) använder Jaguar 432 celler (108s4p) i sina batteripaket.

Mercedes-Benz EQC

Mercedes-Benz EQC i vitt

  • Total batterikapacitet:85 kWh
  • Användbar batterikapacitet:80 kWh (94 %)
  • Batterivikt:652 kg
  • Batteriets energitäthet:130 Wh/kg
  • Celler:384 (96s4p)
  • Kemi:NCM 622
  • Tillverkare:LG Chem eller SK Innovation (det finns motstridiga rapporter)
  • TMS:aktiv vätskekylning

Audi e-tron 55 quattro

Audi e-tron 55 quattro

  • Total batterikapacitet:95 kWh
  • Användbar batterikapacitet:86,5 kWh (91 %)
  • Batterivikt:700 kg
  • Batteriets energitäthet:136 Wh/kg
  • Celler:432 (108s4p)
  • Kemi:NCM 622
  • Tillverkare:LG Chem
  • TMS:aktiv vätskekylning

Porsche Taycan Turbo S

Porsche Taycan Turbo S

  • Total batterikapacitet:93,4 kWh
  • Användbar batterikapacitet:83,7 kWh (87 %)
  • Batterivikt:630 kg
  • Batteriets energitäthet:148 Wh/kg
  • Celler:396 (198s2p)
  • Kemi:NCM 622
  • Tillverkare:LG Chem
  • TMS:aktiv vätskekylning

Tesla Model X

Tesla Model X

Långdistansversion

  • Total batterikapacitet:102,4 kWh
  • Användbar batterikapacitet:98,4 kWh (96 %)
  • Batterivikt:630 kg
  • Batteriets energitäthet:162 Wh/kg
  • Celler:8,256 (96s86p)
  • Kemi:NCA
  • Tillverkare:Panasonic
  • TMS:aktiv vätskekylning

Tesla Model S

Tesla Model S

Långdistansversion

  • Total batterikapacitet:102,4 kWh
  • Användbar batterikapacitet:98,4 kWh (96 %)
  • Batterivikt:630 kg
  • Batteriets energitäthet:162 Wh/kg
  • Celler:8,256 (96s86p)
  • Kemi:NCA
  • Tillverkare:Panasonic
  • TMS:aktiv vätskekylning

Tesla Model 3

Tesla Model 3 produktionsversion

Långdistansversion

  • Total batterikapacitet:80,5 kWh
  • Användbar batterikapacitet:76 kWh (94 %)
  • Batterivikt:478 kg
  • Batteriets energitäthet:168 Wh/kg
  • Celler:4,416 (96s46p)
  • Kemi:NCA
  • Tillverkare:Panasonic
  • TMS:aktiv vätskekylning

Förväntade inkommande uppgraderingar

  1. Envision AESC som levererar battericeller till Nissan kommer att uppgradera sina celler från NCM 523 till NCM 811 under detta år. Nissan har chansen att uppgradera LEAF med mer energitäta battericeller och äntligen ge den ett aktivt TMS (Temperature Management System) för att korrekt hantera snabbladdning och förhindra överdriven kapacitetsförsämring.
  2. Hyundai skulle kunna uppgradera sina battericeller till NCM 712 redan i år, eller vänta till 2022 för att få NCMA-cellerna från LG Chem istället.
  3. Nästa år kommer Samsung SDI att ta med sina egna NCM 811-battericeller och BMW i3 kommer förmodligen att bli den första elbilen att få dem. Batterikapaciteten kommer sannolikt att öka med cirka 10 kWh från nuvarande 42,2 kWh till 52 kWh.

Även om jag tror att det är viktigt att fortsätta driva på för mer energitäta batterier som ger elbilar bästa möjliga räckvidd, tror jag också att det är viktigt för att göra dem överkomliga. Det är därför vi också behöver koboltfria batterier som LFP och LFMP. Att låta kunderna välja vilken typ av batteri de vill ha (maximerat för räckvidd eller kostnad) är den strategi som jag tror kommer att bli norm inom en snar framtid.