Intercambio de baterías de vehículos eléctricos - Ingeniería - Reeditor.com

Aquí en 2021, el cambio de batería en vehículos eléctricos se ha convertido en una idea especialmente mala. Es un callejón sin salida técnico y de mercado que parece más separar a los inversores ecológicos de su dinero que proporcionar una solución. Eso es a pesar de los crédules informes de los medios de comunicación que arrullan el espectáculo (ciertamente genial) de robots que cambian las baterías de los automóviles como el grasiento Rube Goldbergs, pero tienden a evitar hacer preguntas difíciles sobre cómo se supone que funciona en el mundo real.

La problemática historia de la tecnología se remonta a Better Place, o al Anexo A en el caso contra el futuro del intercambio de baterías. Better Place, con sede en Israel, fundado en 2007 por el empresario de Silicon Valley Shai Agassi, prometió cambiar el mundo con estaciones de servicio robóticas que arrancarían una batería de un automóvil y colocarían una nueva, ampliando su alcance de conducción en un cuestión de minutos. En esos pintorescos días de vehículos eléctricos, con Tesla dando pequeños pasos con el Roadster (construido entre 2008 y 2011), el cambio de batería parecía ser una promesa confusa. La mayoría de los vehículos eléctricos novedosos (excepto Tesla) apenas podían traspasar los límites de la ciudad con una carga, incluido el Nissan Leaf 2011 y su alcance de 73 millas. Una vez que se agotó el alcance, la carga pública confiable apenas existía, como recuerdo de mis propios viajes ansiosos en San Francisco cuando probé el Leaf y el BMW i3 originales. Cuando encontró un enchufe que funcionara, las baterías tardaron una eternidad en cargarse.

La alternativa de Better Place, a través de un contrato con Renault, era el Fluence Z.E 2011: un sedán eléctrico cuya batería vertical ocupaba el espacio del maletero y proporcionaba un alcance insignificante de 80 millas. Pero esa batería podría caer por el piso de Renault para intercambiarlos en las estaciones de Better Place en Israel y Dinamarca, agregando otras 80 millas en aproximadamente 10 minutos, en lugar de horas de recarga.

Pero a pesar de recaudar casi $ 900 millones de inversionistas y los medios ungieron a Agassi como un salvador eléctrico, Better Place implosionó como el Theranos de su época. Se suponía que las estaciones de intercambio robóticas costarían $ 500,000 cada una, pero terminaron costando $ 2 millones. Fundamentalmente, Better Place no logró que ningún otro fabricante de automóviles a bordo diseñara y produjera vehículos estandarizados con baterías intercambiables, con Agassi alienando a socios potenciales como BMW y GM. Better Place vendió menos de 1.500 Renaults eléctricos antes de su liquidación, y Agassi fue despedido en desgracia en 2012. La revista Fast Company calificó a Better Place como “la puesta en marcha de tecnología más espectacularmente fallida del siglo XXI”.

Esa debacle no clavó el último clavo automatizado en el ataúd del intercambio de baterías. Los últimos proponentes son el fabricante chino de vehículos eléctricos Nio y Ample, una startup con sede en San Francisco. La china Nio ha asumido el desafío de diseñar automóviles compatibles y algunos cientos de estaciones robóticas que cambian las baterías en tres a cinco minutos. Los coches entran en una bahía cubierta para un ascensor hidráulico. Las llaves guiadas por láser desenroscan los pernos y bajan la caja de la batería del automóvil. Esa batería se lleva rápidamente a una pista motorizada y se instala una nueva. A pesar de la tecnología vertiginosa, las estaciones de Nio aún requieren un operador humano para conducir el automóvil de manera segura al elevador y monitorear el proceso. Es similar a cada cargador público que viene con su propio asistente de bomba.

El otoño pasado, Nio lanzó una suscripción de "Batería como servicio": Piense en ello como comprar un automóvil con "Baterías no incluidas". Dado que las baterías siguen siendo el componente EV más caro, el plan ahorra a los propietarios aproximadamente $ 10,000 en el precio del automóvil. A cambio, los propietarios pagan alrededor de $ 142 al mes para arrendar un paquete de 70 kWh con seis intercambios mensuales. En abril, Nio afirmó que había realizado 2 millones de intercambios totales en sus estaciones de Power Swap, y los usuarios obtuvieron un promedio de 123 millas de alcance por intercambio.

Eso es un aumento de rango sólido en cinco minutos. Pero el tiempo, en múltiples sentidos, sigue conspirando contra el cambio de batería. Jeremy Michalek, profesor de ingeniería mecánica y director del grupo de electrificación de vehículos de Carnegie Mellon, dice que el cambio de batería es una reliquia de una era EV pasada.

Los nuevos vehículos eléctricos de hoy entregan de manera rutinaria entre 200 y 400 millas de alcance, con un potencial de 517 millas para el Lucid Air que se avecina. Esos vehículos eléctricos se cargan en 35 minutos o menos en Tesla Superchargers y otros oasis para conductores con poco tiempo. Los tiempos de carga rápida de CC se han multiplicado por siete, hasta alcanzar las unidades de 350 kilovatios más importantes de la actualidad. ¿Por qué los conductores necesitan un artilugio para extraer la batería de 630 kilogramos de un Porsche Taycan Turbo, cuando pueden cargar esa batería en 20 minutos sin carga? Lucid dice que su Air agregará hasta 300 millas de alcance en los mismos 20 minutos. Eso es suficiente para casi cinco horas de conducción en carretera a 60 mph.