Jaký je rozdíl mezi watty a voltampéry?

Lotus představil designovou studii zaměřenou na elektrický vytrvalostní závodní vůz – cílem je, aby v sezóně 2030 závodil v Le Mans a na dalších tratích. Mezi plánované inovace Lotusu E-R9 patří elektromotor pro každé kolo a panely karoserie podobné letadlu, které mohou podle potřeby měnit svůj tvar, aby zajistily minimální odpor na rovinkách a maximální přítlak v zatáčkách.

Ze všech navrhovaných prvků bylo nejzajímavější, že se inženýři Lotusu rozhodli použít baterii vyměnitelnou za tepla, kterou by mohla posádka v boxech s trochou mechanické pomoci vyměnit podobným způsobem, jakým se doplňuje palivo.

Koncepční závodní vůz Lotusu ER-9 Le Mans má pohyblivé aerodynamické plochy a plně vyměnitelný akumulátor.

Během závodu Le Mans vůz zastavuje pro palivo přibližně každých 45 minut, celkem asi 30krát. To znamená, že vůz musí být schopen ujet přibližně 100 km před doplněním paliva, aby byl konkurenceschopný. Technologie baterií však pokročily pouze do té míry, že mají smysl pro kratší (asi 45minutové) závody, jako je tomu v současné sérii Formule E. Lotus předpokládá, že do roku 2030 bude tento problém vyřešen.

„Hustota energie a hustota výkonu baterií se rok od roku výrazně vyvíjí. Před rokem 2030 budeme mít baterie se smíšenou chemií článků, které poskytnou to nejlepší z obou světů, a také možnost „horké výměny“ baterií během zastávek v boxech,“ řekl Louis Kerr, člen vývojového týmu E-R9 a hlavní inženýr platformy pro Lotus Evija, limitovaný sériový sportovní elektromobil a první elektromobil, který společnost představila a vyrobila.

Představa, že vůz může být navržen na základě myšlenky baterií vyměnitelných za provozu, což umožní mnohem rychlejší „tankování“, není nová. V roce 2013 totiž Elon Musk předvedl technologii výměny baterií Tesla u svého Modelu S. Když však Tesla otevřela v Kalifornii stanici pro výměnu baterií, která byla připravena vyměnit energetické články vozidla za plně nabité, místo aby se spoléhala na rychlonabíjecí stanice, majitelé koncept výměny baterií odmítli. K výměně baterií byl přistaven pouze malý počet vozů.

Úspěšná výměna v Číně

Přesto se zdá, že v Číně, která je s 3,1 milionu aktivně používaných elektromobilů největším trhem na světě, tato myšlenka funguje. NIO, veřejně obchodovaná automobilka založená v roce 2014 a sídlící v Šanghaji, uspěla s obchodním modelem výměny baterií. Zákazníci čínské značky si mohou koupit pouze vozidlo, zvolit službu BaaS (Battery as a Service) a vybrat si nejlepší sadu baterií pro svou potřebu:

Výměna baterií také přináší možnost, že vzhledem k tomu, že zákazníci nebudou vlastnit baterie – budou si je pronajímat až do jejich výměny – mohou výrobci snížit celkové náklady na elektromobil. Baterie jsou jednou z nejdražších částí elektromobilu. Například model předplatného BaaS společnosti NIO odděluje náklady na baterii od pořizovací ceny svých vozidel. Pomocí modelu BaaS si zákazníci mohou koupit vozidla NIO ES8, ES6 nebo EC6 bez baterie, pronajmout si baterie různých kapacit a měsíčně platit poplatek za baterii podle svých skutečných potřeb.

Na obrázku je baterie NIO ve výměnné stanici společnosti.

Program společnosti NIO „Baterie bez baterie“ pro její 70kWh baterii může kupujícím ušetřit 10 000 USD z ceny vozidla. V současné době se cena 70kWh akumulátoru pohybuje kolem 145 dolarů měsíčně.

Dojezd modelů NIO poháněných 100kWh akumulátorem nyní může dosáhnout až 615 km. Při nákupu vozu NIO se 100kWh baterií s využitím služby BaaS se od ceny vozu odečte 128 000 RMB (19 732 Kč), přičemž předplatné za baterii činí 1 480 RMB (228 Kč) měsíčně.

NIO uspělo způsobem, jakým se to dosud nepodařilo žádné jiné automobilce na světě. Její služba výměny baterií pro elektromobily v Číně, nazvaná NIO Power, přesáhla 1,1 milionu výměn. NIO také rozšířila velikost své sítě pro výměnu baterií na 158 a v roce 2021 plánuje vybudovat dalších 300. Automobilka totiž podepsala několik dohod, jejichž cílem je tento počet ještě rozšířit.

Například NIO uzavřela dohodu se společností State Grid EV Service, což je jednotka čínského státního distributora elektřiny, o vybudování 100 stanic po celé Číně a dohodu o strategické spolupráci s předním čínským prodejcem nábytku Red Star Macalline o společném vybudování stanic pro nabíjení a výměnu baterií pro elektromobily. Na základě posledně jmenované dohody obě strany v letošním roce společně vybudují 60 takových stanic.

NIO postavila svou první stanici pro výměnu baterií v květnu 2018. Každá stanice má pět míst pro výměnu baterií. Výměna vybitých baterií za plně nabité trvá ve stanici NIO Power Swap v průměru tři až pět minut. To je zhruba stejná doba, jakou zabere natankování benzinu u čerpací stanice.

Nejnovější informace od NIO

Na svém NIO Day, který se konal začátkem ledna, společnost představila 150kWh baterii a výměnnou stanici druhé generace.

Nový bateriový blok zvyšuje hustotu energie na 360 Wh/kg díky hybridnímu elektrolytu, anorganické kompozitní anodě Si/C a katodě s vysokým obsahem niklu potažené nano vrstvou. Tato baterie by zvýšila dojezd nového modelu ES8 na 850 km, ES6 na 900 km, EC6 na 910 km a ET7 na více než 1 000 km.

Výměnná stanice baterií druhé generace společnosti NIO pojme 13 baterií, což umožňuje provést až 312 výměn za den. Společnost NIO uvedla, že očekává, že počet jejích stanic pro výměnu baterií v Číně dosáhne do konce roku 2021 celkem 500. BaaS nyní pokrývá 64 měst v Číně a NIO buduje v Číně každý týden novou stanici pro výměnu baterií.

Na podnikání v oblasti výměny baterií spolupracují kromě NIO také BAIC BJEV, elektromobilová jednotka společnosti Beijing Automotive Group (BAIC), a State Grid EV, čínská státní energetická společnost, s cílem společně zřídit 100 stanic pro výměnu baterií a do června 2021 obsloužit nejméně 10 000 vozidel poháněných vyměnitelnými bateriemi.

Úloha vlády

Jednou z brzd plnohodnotného pokusu o rozšíření výměny baterií v Číně je skutečnost, že čínské ministerstvo financí letos snížilo dotace na elektromobily o 20 %; standardní částka hrazená kupujícím loni činila zhruba 18 000 RMB (2 800 USD). Tato sleva se nyní sníží na přibližně 2 220 dolarů. Pekingská dotační podpora má termín ukončení do roku 2022.

V zájmu zajištění bezpečného procesu výměny baterií pracuje čínská vláda na standardizaci služeb výměny baterií, jejímž cílem je zavést společné průmyslové normy pro tento postup. To je důležité, protože čínští výrobci elektromobilů, kteří poskytují služby výměny baterií, včetně společností BJEV a NIO, mají různé modely baterií, což znamená, že majitelé elektromobilů si mohou vyměnit baterie pouze ve stanici své vlastní značky.

Technický soulad potřebný k obsluze více typů vozidel poháněných bateriemi je obtížný. Lze ji však překonat prací s něčím, jako je vozový park taxíků, v němž jsou všechny taxíky stejné.

Odborní pozorovatelé proto očekávají, že se výměna baterií prosadí u flotil robotických taxíků a flotil sdíleného vlastnictví. Například největší čínský výrobce čistě elektrických automobilů, společnost BAIC BJEV, vlastní 206 stanic pro výměnu baterií v 19 čínských městech. Stanice slouží především flotile taxíků této společnosti.

Podobně společnost Bluepark Intelligence Energy Technology Company, která je sama technologickou odnoží baterií skupiny společností BAIC, má údajně 187 stanic pro výměnu baterií v 15 čínských městech. Společnost Bluepark zajišťuje výměnu baterií především pro taxislužby a také pro sítě sdílení automobilů; obsluhuje 16 000 elektricky poháněných taxíků. Jedním z investorů ve společnosti BluePark Intelligence je SK Future Energy Shanghai, stoprocentní dceřiná společnost korejské společnosti SK Innovation, která je zase součástí korejského konglomerátu SK Group.

.