Supercharger V3 – Puissance choquante et stratégie intelligente Par Tesla (Tableaux!) – Ou louer une Tesla Modele 3 Long Range

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8 mars 2019 par Dr. Maximilian Holland


Les stands V3 du superchargeur ont un aspect presque identique à ceux du V2, mais ils seront équipés de câbles de charge plus minces refroidis par liquide.

Mercredi soir, la technologie tant attendue de Tesla Supercharger Version 3 (V3) a été dévoilée, permettant au modèle 3 à longue portée de recevoir une puissance de charge de pointe de 250 kW! C’est bien au-delà des niveaux de puissance attendus par les analystes techniques aguerris de Tesla (y compris moi-même). Qu'est-ce-que tout cela veut dire? Parlons maintenant de cette nouvelle technologie de Supercharger.

Dans cet article, je souhaite décrire une analyse initiale de la V3 et en discuter certaines implications. Dans un prochain article, je vais examiner séparément ce que cela signifie concrètement pour le temps de recharge des trajets routiers et autres. En bref – Tesla nous offre évidemment une technologie de VÉ qui atténue les frictions résiduelles pour les conducteurs de fossiles qui envisagent de se lancer ou non dans une vie de transport électrisante.

Courbe de charge estimée

Commençons d’abord par une modélisation de la courbe de charge du Model 3 Long Range sur le Supercharger V3 (et comparez-la à la puissance de charge maximale enregistrée sur le Supercharger V2):

Permettez-moi d’abord de noter que j’ai appelé cela un estimé courbe de charge, et appelé les paramètres actuels Supercharger "Bêta." Il y a plusieurs raisons à cela: l'article de blogue de Tesla sur la V3 indique clairement que la société considère les paramètres matériels et logiciels actuels comme une version bêta publique et cherche à "analyser et évaluer" les premiers résultats avant de déployer davantage d'informations. matériel et potentiellement peaufiner le logiciel et les paramètres le mois prochain. L'autre raison de coller sur les étiquettes «Beta» et «Estimated» est que les paramètres annoncés (et documentés par une tierce partie) du Supercharger V3 ont été une grande surprise pour moi et les autres geeks du matériel Tesla. Un geek et inspecteur bien connu et respecté de la communauté Tesla (dont nous ne spéculerons pas le nom avec grâce) me dit: «Comment est-ce possible?» Personnellement, je prédisais une charge maximale sur le modèle 3 ne dépassant guère 160 kW. «Jamais» plus de 175 kW! Je vais devoir coller de petits caractères sur les prévisions de mon matériel Tesla à partir de maintenant. 😉

La courbe de charge que j'ai modélisée ci-dessus est basée sur ce que nous savons jusqu'à présent:

  • La puissance de pointe maximale est de 250 kW sur le modèle 3 longue portée.
  • Cela correspond à un maximum de «jusqu'à» 1000 miles ajoutés par heure de charge.
  • Une charge de 5 minutes (point idéal) donne jusqu'à «75 miles» de la plage «d'efficacité maximale» (plage probable de ville EPA), ce qui est légèrement inférieur à celui obtenu à partir de 5 minutes à 250 kW et au tarif «1000» (ci-dessus).
  • Ainsi, on peut en déduire que 250 kW est une courte pointe d’un peu moins de 5 minutes.
  • Des vidéos (y compris des vidéos de tierces parties) suggèrent qu'une puissance de pointe de 250 kW débute quelque part avant l'état de charge de 10% et qu'une durée inférieure à 5 minutes indique un début progressif ne dépassant probablement pas 20%.
  • Les vidéos montrent que l’écran du Modèle 3 estime que le chargement à partir de niveaux faibles à 80% prend encore environ «27 minutes» et à 90%, «35 minutes».
  • Ainsi, nous savons qu’après le court pic, il existe toujours une diminution sensible de la puissance aux états de charge supérieurs.

La courbe convient parfaitement à tous ces paramètres (j’ai exécuté les chiffres en détail au niveau geek sur la feuille de calcul qui a généré cette courbe). Évidemment, cette courbe (ainsi que les faits ci-dessus de Tesla) spécifie les performances maximales («jusqu’à») dans des conditions idéales. Vous obtiendrez rarement toutes les conditions du monde réel pour une charge parfaitement optimale – mais si vous le faites, le résultat pourrait être quelque chose comme cette courbe.

Toutefois, comme je l’ai indiqué plus haut, Tesla peut de toute façon modifier les paramètres qu’elle a spécifiés jusqu’à présent, en fonction des résultats des tests bêta. Il existe également d'autres variantes douces de la courbe ci-dessus qui pourraient donner un ajustement similaire aux paramètres. Je devrais ajouter que charger entre le point de départ typique de 10% et un maximum de 80% peut prendre un peu moins de 25 minutes, ce qui est nettement plus rapide que sur V2 (environ 33 à 35 minutes). Notez que les valeurs maximales de puissance de charge enregistrées sur V2, comme indiqué dans la courbe en pointillés orange, proviennent de la collecte de données et des recherches de nos amis sur A Better Route Planner (ABRP).

En guise de note finale sur la forme de la courbe, mis à part les niveaux de puissance sans précédent, les caractéristiques du profil (en particulier le très haut sommet) ont déjà une place dans une Tesla. Consultez le profil de charge de l’ancien pack de batteries Model S de 70 kWh (à nouveau à partir de la collecte de données ABRP):

Qu'est-ce que tout cela veut dire?

La conception d’un pic élevé précoce de la puissance de charge est une stratégie intelligente de Tesla pour un certain nombre de raisons. Plus important encore, il s’agit du moyen le plus sûr de charger rapidement tout en protégeant la batterie. L’alimentation continue de chuter à des niveaux de puissance bien établis après un état de charge de 50%, afin d’éviter une surcharge des batteries.

Nous savons que le bloc-batterie modèle 3 longue portée convient pour une puissance de pointe de 330 kW. Par conséquent, une puissance de 250 kW (pour une courte période de moins de 5 minutes) est raisonnable. Tesla dispose désormais de nombreuses données et connaissances sur les performances de ces batteries sur de longues périodes et dans diverses conditions et utilisations. La puissance de pointe initiale est plus efficace car, lors d’une session de charge donnée, une bonne partie des propriétaires n’auront souvent besoin que d’une distance de fonctionnement supplémentaire pour compléter leur trajet, sans avoir à recharger à 70% ou 80% ( ou plus), quand 40 ou 50% peuvent suffire.

La puissance de charge à chargement frontal et la portée supplémentaire ainsi générée sont globalement plus efficaces que la puissance de pointe à un état de charge compris entre 60 et 80%, comme le font de nombreux autres véhicules électriques. Cela est dû principalement au fait que la plupart des véhicules électriques non Tesla passent la majeure partie du cycle de charge à des niveaux de puissance qui sont en fait limités par le courant maximal (ampères) du matériel de charge, et que la tension du bloc – qui ne peut pas être ajustée post-hoc – est insuffisante. monter progressivement tout au long de la séance de charge. Recharger une batterie est par définition remontant sa tension à la différence de potentiel maximum (volts). En conséquence, sur un chargeur dont le courant est maximum pendant la majeure partie de la session de charge, la puissance de pointe se situe nécessairement quelque part dans la seconde moitié de cette session, lorsque la tension se rapproche de son maximum. Les chargeurs publics plus récents et plus puissants améliorent cela en passant à des niveaux de fourniture de courant (ampères) beaucoup plus élevés, allant jusqu'à 500 ampères dans de nombreux cas. Cela peut permettre à certains véhicules électriques de modifier la forme de la courbe de charge. Tesla conçoit à la fois les véhicules et les chargeurs. Vous pouvez donc adopter une approche plus coordonnée de cette tâche d'optimisation que tout autre fabricant de véhicules électriques.

Amp It Up!

Alors que nous sommes sur le sujet, cette question de courant (ampères) est la principale raison de surprise sur le Supercharger V3. Laisse-moi expliquer. Le bloc-piles du modèle 3 a une tension nominale d’environ 355 volts. La tension nominale de la batterie se situe généralement près du point médian de la tension complètement chargée (haute) et de la tension complètement épuisée (basse). Pour les cellules de chimie lithium-ion, cette tension varie souvent entre environ 4,2 volts lorsqu'elle est pleine et environ 3,0 volts lorsqu'elle est déchargée, avec une valeur nominale d'environ 3,6 à 3,7 volts (autrement dit, la plage de tension maximale est d'environ 15 à 20% supérieure ou inférieure à la valeur nominale). valeur). Pour le pack complet de Tesla Model 3 avec une tension nominale de 355 volts, cela suggère que lorsque la charge est épuisée, la tension du pack est probablement autour de 300 volts et, lorsqu'elle est pleine, autour de 410 volts.

Si cela est correct, la puissance de pointe de 250 kW est fournie à un pack presque vide dont la tension est probablement située dans la plage allant de 310 à 320 volts. Étant donné que les watts sont fonction des volts * ampères, pour atteindre 250 kW à environ 315 volts, le courant de pointe doit se situer autour de 800 ampères, ce qui est sans précédent pour la charge des véhicules électriques! Les prévisionnistes connaisseurs avaient l’impression (sur la base de preuves solides) que le modèle 3 avait des limites matérielles d’environ 525 ampères. Quelque chose approchant 800 ampères (même pour un très court pic) était bien au-delà de toute attente. N'oubliez pas que la spécification de charge CCS 2.0 conçue pour être à l'avenir (avec laquelle le modèle 3 en Europe est compatible) exploite actuellement 500 ampères. 800 est un grand nombre et une grande surprise.

Le matériel Supercharger V3 serait également capable de fournir jusqu'à 500 volts (mais probablement pas simultanément avec 800 ampères). Cela augure bien pour les futurs véhicules électriques Tesla, qui pourraient augmenter les tensions nominales des paquets de 20% environ. Si vous êtes intéressé par la possibilité que Tesla augmente les tensions du pack, j’en ai parlé dans un autre article récent consacré au Supercharger V3 (dont une grande partie semble désespérément basse, compte tenu de ce qui s’est passé). L'Audi e-tron et la Jaguar I-PACE ont des tensions nominales d'environ 425 volts.

Stratégie intelligente

Que pouvons-nous dire de plus sur cette puissance de pointe élevée? En V3, la puissance de pointe est assurée car la conception du système fournit une alimentation dédiée à chaque stand, pas de kilowatts risquant d’être partagés (et réduits) par les armoires d’alimentation d’arrière-train devant faire double emploi sur deux stands. Le modèle 3 comportera également une fonction de préconditionnement du pack qui tentera de le rapprocher de la température idéale pour une charge haute puissance lorsque le véhicule sait que vous vous dirigez vers une session de suralimentation. Cela permet au pack de recevoir des niveaux de puissance supérieurs à ceux qui seraient normalement raisonnables (pour la santé et la longévité du pack).

Tesla a déclaré s'attendre à une réduction de moitié de la durée moyenne des sessions de Supercharger. Cela nous amène à une autre raison pour laquelle l’énergie de pointe précoce est une stratégie intelligente de Tesla. L’espoir de réduire de moitié la durée de charge moyenne n’est pas dû au fait que la puissance de charge moyenne a doublé au cours de la totalité de la session de charge (elle n’a que doublé pour les premiers 20% à 30% environ, puis se rapproche progressivement du régime de charge V2 et n’est pas très différente à partir de V2 à partir de 50% d’état de charge). Non, la durée moyenne de charge est réduite de moitié parce que, contrairement à V2, une puissance de pointe précoce permet d'obtenir une plage suffisamment importante pour permettre un entraînement ultérieur décent en 15 minutes (puis en obtenant encore dans une autre pause de 15 minutes à votre prochaine halte). Sur la V3, rester plus longtemps n'est en fait pas la stratégie de chargement la plus rapide pour les conducteurs, alors que reprendre la route prend une autre petite pause plus tard. Combien de gamme est ajouté en 15 minutes? Si la courbe ci-dessus est approximativement correcte, en partant de 10%, le modèle 3 longue portée peut ajouter un peu plus de 54% de charge de la batterie en 15 minutes dans des conditions optimales. 54% correspondent à une autonomie de 176 milles autour de la ville (indice de ville de l'EPA) et même sur l'autoroute, 54% correspondent à près de 160 milles d'autonomie (indice de l'autoroute de l'EPA) dans des conditions de conduite décentes.

Le chargement frontal de la puissance de pointe est donc non seulement meilleur pour le pack et pour l’efficacité des planificateurs de voyages, mais il encouragera également les gens à passer à la vitesse supérieure. Après tout, le jus le plus savoureux se trouve dans les 15 premières minutes environ. Bien au-delà de cela, vous pouvez aussi bien commencer et prendre une autre pause rapide dans 2 à 3 heures. Pour que les gens soient heureux d’agir rapidement, il est évident qu’il faut beaucoup plus d’utilisation pour chaque Supercharger et servir plus de clients. Intelligent et efficace.

À emporter

Le Supercharger V3 est plus que ce que beaucoup d’entre nous avaient prévu. Avec une capacité de courant énorme (ampères) et une bonne évolution de la tension, je suis franchement très impressionné par celle-ci. Les niveaux de puissance auxquels Tesla a réussi à pousser le Model 3 Long Range sont encore plus surprenants. Nous ne savons pas encore quelle puissance les autres tailles de packs du Modèle 3 seront capables de recharger, mais il y a tout lieu de s'attendre à ce qu'elles récupèrent au moins des pourcentages équivalents de l'énergie totale de leurs packs pour une durée de charge comparable, sinon les mêmes quantités absolues. d'énergie comme le pack Long Range. Nous ne connaissons pas non plus les niveaux de puissance auxquels le S et X seront soumis sur le Supercharger V3 (la limitation ne concerne évidemment pas le matériel de chargement du V3, mais pourrait se trouver dans les blocs-batterie S et X).

Personnellement, j’ai bon espoir que les batteries de 100 kWh verront un taux de charge beaucoup plus élevé sur le V3 (j’en ai déjà parlé), bien que l’augmentation ne soit peut-être pas aussi spectaculaire que celle du modèle 3. Étant donné que les événements récents ont dépassé certaines de mes prédictions antérieures sur la V3, je ne vais pas en faire davantage de cette façon pour le moment. Voyons ce que nous pouvons apprendre de plus. Aucun doute, Tesla trouvera un moyen de nous surprendre à nouveau.

Si vous remarquez quelque chose qui ne s'additionne pas ou si vous avez des idées réfléchies sur tout cela, veuillez passer aux commentaires.


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A propos de l'auteur

Le Dr. Maximilian Holland Max est un anthropologue, théoricien des sciences sociales et économiste politique international qui tente de poser des questions et encourage la réflexion critique sur la justice sociale et environnementale, la durabilité et la condition humaine. Il a vécu et travaillé en Europe et en Asie et réside actuellement à Barcelone.



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