Da Samsung wohl kaum eine Extrawurst macht dürfte die zukünftige Zellgröße um die sich alles dreht wohl 21700 sein.
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Falls es noch jemand nicht mitbekommen hat:
Tesla hat schon vor langer Zeit gesagt, dass die optimale Zellgröße etwas über der altbekannten 18650 liegt und Musk sprach von etwa 30% größer.
Ich denke die neuen Anlagen in der Gigafactory werden auf 21700 abgestimmt sein, vielleicht auch so, das vorübergehend auch noch 18650 auf den Wickelanlagen laufen können.
Interessant, aber warum denkst Du, dass die Produktion in der Gigafactory sich an einem existierenden bzw. gerade neu eingeführten Standardformat orientieren wird?
Hältst Du den Vorteil auch auf Dritte als Zulieferer ausweichen zu können für so groß, dass man auf die Chance verzichtet, Zellen zu produzieren, deren Format genau auf die Bedürfnisse von Tesla abgestimmt ist? Die Zellchemie ist soweit ich weiß ja sowieso eine andere, als bei „Laptopzellen“.
Gruß Mathie
Ja!
Musk´s Statement das die optimale Zelle ca. 30% größer als die 18650 ist stammt ja sicherlich nicht aus einer Erkenntnis von einem Traum von ihm, sondern sicherlich aus Beratungen mit Panasonic. Und ich glaube kaum, dass Panasonic nur für Tesla allein (auch wenn sie der mit Abstand allerwichtigste Kunde sind) ein eigenes Zellformat macht. Denn so groß werden die „Optimalitästsunterschiede“ nicht sein ob man nun etwas länger und dünner oder etwas dicker und kürzer macht.
Was natürlich sein könnte ist, dass Panasonic bewusst ein anderes Zukunftsformat als Samsung nimmt um mit Absicht Inkompatibilität zu erzeugen.
Da ist aber sicherlich Tesla dagegen.
Bei der Stückzahl die die Gigafactory mal abliefern wird, müsste man sicher keine Rücksicht auf Standardformate nehmen. Die Zellen bekommt man eh nur mit Gewalt aus dem Akku raus. Es ist also kein Problem, wenn eine proprietäre Größe verbaut ist, die sonst nirgends passt.
Ist ein interessantes Problem den Durchmesser einer Zelle zu bestimmen um dabei die Balance zwischen Anzahl pro Fläche und Leistung pro Fläche resp. Packungsdichte herauszufinden.
Ein grösserer Durchmesser bedeuted ja eine geringere Anzahl Zellen also geringere Dichte. Ist dies nun besser oder schlechter? Das Team von Tesla verbringt sicher viel Zeit mit dieser Analyse. Bis jetzt haben sie es ja ziemlich gut hingekriegt. Also überlassen wir es doch denen die es besser wissen.
Spekulieren ist zwar spannend, aber führt zu nix. Trotzdem mache ich mal aus Spass mit. Resp. als Konstrukteur würde ich versuchen den Durchmesser bestehen lassen, aber mit der Länge spielen. 18650 + 10% = 18720. Also mit 7mm würde man 10% mehr Kapazität gewinnen. So die profane Annahme und sofern der Bauraum dies zulässt. Und schwups, wir hätten ein 90kWh + 10% = 100kWh Paket. 
So einfach ist es natürlich nicht.
Richtig ist dass Panasonic/Tesla die Zellengrösse für sich bestimmen können. Erst recht mit der Gigafactory. Die müssen keinem Standard folgen. Den können sie selber setzen.
Für Tesla ist es enorm wichtig, dass die Gigafactory immer voll ausgelastet ist. Eine Zellgröße die man auch woanders hin verkaufen kann ist da sogar eine Überlebensfrage falls der Serienanlauf vom Model 3 vermurkst wird.
Außerdem ist es ja fest geplant weiterhin Zellen zuzukaufen (Gigafactory soll Zellen von 35 GWh herstellen und Akkus mit 50 GWh.
Und für die Speichergeschichten wird man ja eh eher auch froh sein, eine bunte Auswahl an Zellzulieferern zu haben da dort die Nachfrage nach den Teslaprodukten schwierig vorhersehbar ist.
Ich bin mir deswegen sehr sicher, dass Tesla deswegen ein großes Interesse an einer gängigen Zellgröße hat.
Bei Panasonic ist das nicht so völlig eindeutig da sie vielleicht ihre jetzige Marktmacht ausnutzen könnten „eine Extrawurst“ zu machen. Aber das glaube ich eher nicht, denn es wird für sie sicherlich schon schwer genug die bisherigen Abnehmer von 18650er auf ein neues etwas größeres Format zu bewegen. Wenn sich dieses Format dann auch noch von Samsungs Zukunftsformat unterscheidet wird es noch schwieriger.
Also wer in der Menge wie angedacht Akku-Zellen produzieren will wie Tesla (Panasonic als Lieferant) und die in die Model S, Model X, Powerwall und Powerpack verbauen will, der wird sich doch nicht mehr an einem Nischenmarkt wie Laptop-Akku-Zellen orientieren. Stillstand = Rückschritt. 18650 war gestern. Von „Extrawurst“ kann nicht mehr die Rede sein. Wenn das so wäre, dann würden wir heute noch VHS Kasetten bespielen. Egal, wir werden es ja sehen.
Es geht doch darum ob Tesla/Panasonic 21700 wie Samsung wählen wird oder irgend ein anderes Format was etwas größer als 18650 ist. Das es nicht bei 18650 bleibt ist doch längst abgehakt.
ich rechne eher mit 26650. Da die Zellen aufrecht verbaut sind würde eine größere Länge weitgehende Änderungen erforderlich sein. Die wären bei einem größeren Durchmesser relativ gering.
Das wäre in etwa das doppelte Volumen. Wenn man noch von etwas höherer Energiedichte ausgeht, also mehr als eine Verdoppelung der Kapazität je Zelle.
Ich erinnere mich an Aussagen von JB Straubel der nur von 30-50% mehr Energie je Zelle gesprochen hat.
Die 20700er ist schon eine ganze Weile gerüchteweise im Gespräch. Wenn Samsung dieses Format nutzt hoffe ich das auch Tesla/Panasonic auf ein Einheitsformat aufspringen.
Sobald der Durchmesser ansteigt müssen die einzelnen Module sowieso komplett neu aufgebaut werden. Die Länge würde zwischen 18650 und 20700 ja nur um 5 mm wachsen. Das wird Tesla schon hinbekommen. Dann ist halt die Bodenfreiheit um 5 mm geringer.
Hoffentlich einigt man sich zwischen den großen Herstellern auf ein Format! Das klein-klein (=jeder macht sein eigenes Ding) ist einfach Mist.
Gruß
Bernhard
Ich denke hier wird eine Optimierung Zellendurchmesser in Relation zu den „velorenen“ Volumina zwichen den einzelnen Zellen stattfinden, un da könnte der Durchmesser 20mm nahe am Optimum liegen. Die 5 mm mehr Länge lassen sich wahrscheinlich durch Optimierungen an den Zellenanschlüssen kompensieren oder sind sowieso in den vorhandenen sheets unterzubringen so dass die komplette Batterie kompatibel zu den heutigen bleibt.
Kann jemand noch so viel Schumathematik (hieß das nicht mal mini-max-Rechnung) dass er das mal überschlägig nachrechnet?
LG
Da kann man nix optimieren. Das Verhältnis Leeraum zu Nutzraum wird immer gleich sein. Das ist wie bei der Kugelpackung - das prozentuale Leervolumen ist unabhängig von der Kugelgröße.
de.wikipedia.org/wiki/Dichteste_Kugelpackung
Die einzige Optimierung die (mathematisch) möglich wäre ist eine Mischung aus großem und kleinen Durchmesser. Dann könnte man die Lücken besser auffüllen. Aufgrund der steigenden Komplexität glaube ich aber nicht daran.
Gruß
Bernhard
Spannende Frage, ich denke in die Optimierung der Zellengröße gehen noch mehr Parameter ein:
- Verhälnis von Oberfläche der Hülle zu Nutzvolumen in der Zelle
- Abfuhr der Zellenwärme (wird bei größeren Dicken schwieriger)
- Anzahl der Zellen pro sheet unter Beibehaltung oder Erhöhung des derzeitigen Spannungswertes (Höhere Spannung = mehr Leistung bei gleichen Kabelquerschnitten)
usw.
Leider haben wir nicht die Möglichkeiten, aber ich denke bei den Batteriehersellen und bei tesla rauchen diesbezüglich die Köpfe.
LG
Servus NortonF1,
natürlich hast Du da recht.
Meine Antwort bezog sich nur auf die geometrische Optimierung der Pckungsdichte aufgrund des Zelldurchmessers.
Das es noch 100 andere Einflussfaktoren gibt die eine Optimierung zulassen ist richtig. Darum wird Tesla das Zellformat 18650 ja auch verlassen und in Zukunft das „optimale“ Zellformat fertigen. Lt. Aussage von JB Straubel liegt das aber gar nicht so weit weg. Bin gespannt was es tatsächlich wird.
Gruß
Bernhard
Hi dornfelder
Du übersiehst, dass die Seiten des Akkupacks gerade Wände sind. Deshalb ist es so, dass kleinerer Durchmesser eine etwas höhere Packungsdichte hat. Das mit der dichtesten Kugelpackung oder hier eher besser dichteste Zylinderpackung ist nur korrekt bei unendlicher Ausdehnung.
In Bezug auf 26650 (ist ja bereits eine alte bekannte Größe die aber kaum benutzt wird) vermute ich mal, dass da die Wärmeabfuhr aus dem Zellinneren zu schlecht ist im Vergleich zu dünneren Zellen.
Rein vom Gefühl her würde ich vermuten, dass es auch ein Zusammenhang zwischen spezifischer Leistungsdichte und spezifischer Kapazität gibt bei der Geometrie (Verhältnis von aktiven Speichervolumen und Volumen was für „Strom/Ionentransport“ innerhalb der Zelle notwendig ist). Logisch erscheint mir, dass lange dünne Zellen einen höheren Innenwiderstand haben, kurze dicke einen geringeren. Wobei dabei allerdings sicherlich die Wahl der Dicke von Kathode,Anode und Elektrolyt stark überwiegt. Man kann kann ja in eine gegebene Zellhülse entsprechend einen längeren Streifen zusammengewickelt reinstopfen wenn er dünner ist.
Unterm Strich erscheint es plausibel, dass das geometrische Verhältnis der alten 18650 schon ganz gut ist und man sie halt sowohl länger als auch dicker macht wobei 21700 nahe liegend scheint. Und das „rund 30% größer“ ist halt das aus heutige Sicht gesehene Optimum in Bezug auf Zellkosten und „Verdrahtungsaufwand“.
Sehr interessant wird die Frage sein ob die Akkupacks von S und X auch auf das größere Zellformat umgestellt werden oder ob das erst lange später bei komplett neuem Fahrzeug geschieht und nur erst einmal das Model III die neue Zellform bekommt.
Servus Helmut,
Nicht übersehen sondern bewusst ignoriert weil ich den Einfluss für vernachlässigbar halte. Je länger ich darüber nachdenke bin ich sogar der Meinung dass es überhaupt keinen Unterschied macht wie groß der Durchmesser ist. Wichtig ist nur dass die Behältergröße des Akkupacks auf den Zelldurchmesser abgestimmt ist. Es darf also keine halbe Reihe übrigbleiben.
Klar gibt es den Zusammenhang. Das ist ja das geniale am großen Teslaakku das der mit relativ leistungsschwachen dafür aber energiestarken Zellen auskommt. Wenn man einen Miniakku verbaut dann muss man Hochleistungszellen verwenden und die haben zwangsweise eine geringere Energiedichte.
Ich vermute das S und X beides können. Die Gigafactory soll ab 2016 schon Zellen ausspucken. Also 2 Jahre vor dem Model 3. Ich glaube nicht dass man dieses Potential ungenützt lässt.
Gruß
Bernhard
Vielleicht hat der X auch schon von Anfang an 21700 Zellen in seinem Pack. Mit Einführung des X verdoppelt sich die geplante Produktion ja eh und Panasonic muss wesentlich mehr Zellen liefern. Da die Zellpackung selbst ja keinerlei technologische Zauberei ist, spricht an sich kaum was dagegen, das Panasonic die zusätzlichen Fertigungslinien die jetzt nötig sind nicht auch gleich auf das größere Format abstimmt.
Für den X würde das auch sehr gut passen wenn die Kapazität des Packs etwas höher ist (nicht 30% aber ca. 7,5% (70 zu 65mm) wegen der etwas größeren Zelllänge was den Pack etwas dicker macht, während die Grundfläche des Packs sicherlich identisch bleibt).
Ne: man nimmt einfach eine prismatische Zelle. macht 100% Raumausnutzung. Besser geht nicht.
So wie die Deutsche Einheitszelle, deren Format doch schon festliegt und die auch von Panasonic (u.a.) in diesem Format produziert wird.
Rundzellen sind von gestern…
Gruß SRAM
Und warum schwenken dann die Autohersteller gerade um von großer prismatischer Zelle zu kleinen runden?
Mir ist gerade aufgefallen das sich bei der Zellgröße bzw. beim Threadtitel ein Fehler eingeschlichen hat.
Die Samsung-Zelle ist zumindest lt. dem verlinkten Artikel eine 21700.
Gruß
Bernhard