À la fondation de Tesla en 2003, l'orthodoxie du VE voulait qu'une voiture ait besoin de grandes cellules de batterie conçues spécialement ; les cylindres 18650 des ordinateurs portables ressemblaient à des jouets. Puis AC Propulsion a remplacé le pack plomb-acide de son prototype tzero par des 18650 lithium-ion de qualité informatique et a plus que triplé l'autonomie de la voiture. Martin Eberhard et Marc Tarpenning — qui avaient déjà construit un produit autour des 18650 chez le fabricant de liseuses NuvoMedia — ont licencié la technologie d'AC Propulsion et fondé Tesla sur le même pari.

Tarpenning a décrit l'économie de ces cellules : « Elles ne cessaient de s'améliorer. Chaque fois que nous regardions autour de nous, elles étaient encore 7 % meilleures ou 7 % moins chères. » Un document Tesla de 2006 signé Berdichevsky, Kelty, Straubel et Toomre l'a rendu explicite : environ 6 800 18650 de grande consommation — 450 kg stockant 56 kWh, plus de 200 miles d'autonomie, ce qu'aucun VE de série n'avait offert. Il attribuait cela à quinze ans de traction du marché de l'électronique grand public.

La sécurité est passée de l'intérieur d'une grande cellule sur mesure au système : chacune des milliards de 18650 produites chaque année portait son propre limiteur de courant, son dispositif de rupture et sa boîte en acier, de sorte qu'une seule défaillance ne pouvait pas faire tomber le pack. Le Roadster a été livré en 2008 ; le pack de la Model S a porté le pari à 7 104 cellules Panasonic 18650, et la cellule d'ordinateur portable est devenue la référence à laquelle tout programme de batterie de VE était mesuré.

Profiter d'un marché financé par d'autres

Le marché des ordinateurs portables avait déjà payé la facture de R&D : la densité des cellules et la fabrication en volume s'amélioraient chaque année à une échelle qu'aucun programme de VE ne pouvait financer.

Des milliards de 18650 par an signifiaient une production mature à haut rendement et une qualité prévisible qu'une cellule automobile sur mesure mettrait une décennie à atteindre.

Les petites cellules localisaient les défaillances — chacune des 6 800 avait son propre limiteur de courant et son dispositif de rupture, de sorte qu'une seule cellule défectueuse ne pouvait pas faire tomber le pack.

Cela a dissocié le destin de Tesla de sa propre échelle : même en construisant 2 000 voitures par an, Tesla achetait des cellules dont le prix était fixé pour un marché d'un milliard d'appareils.

Si une pièce critique doit continuer à s'améliorer pendant des années, adoptez le format financé par un autre marché. Héritez gratuitement de sa courbe d'apprentissage ; consacrez votre ingénierie à gérer de nombreuses pièces bon marché, non à en perfectionner une seule.

Les débuts du Roadster en 2008 ont fait de « des milliers de petites cellules, gérées par logiciel » la réponse opérationnelle à la question de la batterie de VE. La Model S a répété le pari à grande échelle avec 7 104 cellules par pack, et les concurrents concevant des cellules de grand format ont passé des années à courir après en coût par kilowattheure. Tesla est ensuite passé à des formats cylindriques plus grands de sa propre spécification, mais la logique fondatrice — acheter la courbe que finance le marché de l'électronique, concevoir le système autour de la pièce de grande consommation — est restée le modèle de l'entreprise, à travers le partenariat avec Panasonic et jusqu'à l'ère de la Gigafactory.

VÉRIFIEZ LES SOURCES

Les sources

  1. The Tesla Roadster Battery System (Tesla Motors technical paper) Tesla Motors (Berdichevsky, Kelty, Straubel, Toomre), mirrored at Battery Power Online · batterypoweronline.com ·
  2. The revolutionary Roadster (book excerpt) EVANNEX · evannex.com ·
  3. Tesla Model S Battery System: An Engineer's Perspective CircuitDigest · circuitdigest.com ·