Jaka jest różnica między watami a woltoamperami?

Lotus zaprezentował studium projektowe ukierunkowane na elektryczną wyścigówkę wytrzymałościową – celem jest konkurowanie w Le Mans i na innych torach w sezonie 2030. Wśród przewidywanych innowacji Lotusa E-R9 znajduje się silnik elektryczny dla każdego koła oraz przypominające samolot panele nadwozia, które mogą zmieniać swój kształt w zależności od potrzeb, aby zapewnić minimalny opór na prostych i maksymalną siłę docisku w zakrętach.

Wśród wszystkich proponowanych funkcji, najbardziej interesujące było to, że inżynierowie Lotusa zdecydowali się na zastosowanie wymiennej na gorąco baterii, która mogłaby być wymieniana przez załogę w pit stopie, z niewielką pomocą mechaniczną, w sposób podobny do tego, w jaki uzupełniane jest paliwo.

Koncepcyjna wyścigówka Lotusa ER-9 Le Mans ma ruchome powierzchnie aerodynamiczne i w pełni wymienialny pakiet akumulatorów.

Podczas wyścigu Le Mans samochód zatrzymuje się po paliwo mniej więcej co 45 minut, w sumie około 30 razy. Oznacza to, że samochód musi być w stanie przejechać około 100 mil przed tankowaniem, aby być konkurencyjnym. Jednak technologia akumulatorów rozwinęła się do tego stopnia, że ma to sens w przypadku krótszych (około 45-minutowych) wyścigów, takich jak obecna seria Formuły E. Lotus uważa, że do 2030 roku problem ten zostanie rozwiązany.

„Gęstość energii w akumulatorach i gęstość mocy rozwijają się znacząco z roku na rok. Przed 2030 r. będziemy mieli baterie o mieszanej chemii ogniw, które dają najlepsze z obu światów, a także możliwość „gorącej wymiany” baterii podczas pit-stopów” – powiedział Louis Kerr, członek zespołu rozwojowego E-R9 i główny inżynier platformy dla Lotusa Evija, limitowanej produkcji elektrycznego samochodu sportowego i pierwszego EV, który został wprowadzony i wyprodukowany przez firmę.

Pojęcie, że samochód może być zaprojektowany wokół idei gorących baterii wymiennych, aby umożliwić znacznie szybsze „tankowanie” nie jest nowy. Rzeczywiście, w 2013 roku Elon Musk pokazał technologię wymiany akumulatorów Tesli w jej Modelu S. Jednak kiedy Tesla otworzyła w Kalifornii stację wymiany akumulatorów, przygotowaną do wymiany ogniw energetycznych pojazdu na w pełni naładowane, zamiast polegać na stacjach szybkiego ładowania, właściciele odrzucili koncepcję wymienialnych akumulatorów. Tylko niewielka liczba samochodów była przywożona w celu wymiany akumulatorów.

Sukces wymiany w Chinach

Niemniej jednak pomysł wydaje się działać w Chinach, największym rynku EV na świecie z 3,1 mln pojazdów elektrycznych w aktywnym użyciu. NIO, notowany na giełdzie producent samochodów założony w 2014 roku i mający siedzibę w Szanghaju, odnosi sukces dzięki modelowi biznesowemu polegającemu na wymianie baterii. Klienci chińskiej marki mogą kupić tylko pojazd, wybrać usługę BaaS (Battery as a Service) i wybrać najlepszy dla swoich potrzeb pakiet baterii: 70 kWh lub nowszy pakiet 100-kWh, na przykład.

Battery-swapping podnosi również możliwość, że ponieważ konsumenci nie będą właścicielami baterii – będzie ona dzierżawiona, dopóki nie zostanie wymieniona -automakerzy mogą obniżyć ogólny koszt EV. Baterie są jedną z najdroższych części pojazdu elektrycznego. Na przykład, model subskrypcji BaaS firmy NIO oddziela koszty baterii od ceny zakupu pojazdów. Korzystając z modelu BaaS, klienci mogą kupić pojazdy NIO ES8, ES6 lub EC6 bez akumulatora, wynajmować akumulatory o różnych pojemnościach i uiszczać opłatę za akumulator co miesiąc, zgodnie ze swoimi rzeczywistymi potrzebami.

Pokazany akumulator NIO w firmowej stacji wymiany akumulatorów.

Program „akumulatory bez akumulatorów” NIO dla akumulatora 70 kWh może zaoszczędzić nabywcom 10 000 USD z ceny pojazdu. Obecnie cena pakietu 70 kWh wynosi około 145 dolarów miesięcznie.

Dzięki akumulatorowi o pojemności 100 kWh zasięg modeli NIO może teraz wynosić nawet 615 km (382 mile). Zakup samochodu NIO z akumulatorem 100-kWh z wykorzystaniem BaaS skutkuje odjęciem 128 000 RMB (19 732 USD) od ceny samochodu wraz z opłatą abonamentową za akumulator w wysokości 1 480 RMB (228 USD) miesięcznie.

NIO udało się w sposób żaden inny producent samochodów na świecie ma do tej pory. Jego usługa wymiany baterii EV w Chinach, zwana NIO Power, przekroczyła 1,1 miliona wymian. NIO zwiększyło również rozmiar swojej sieci wymiany akumulatorów do 158, z planami budowy kolejnych 300 w 2021 r., ponieważ producent samochodów podpisał kilka umów mających na celu dalsze zwiększenie tej liczby.

Na przykład NIO podpisało umowę z State Grid EV Service, jednostką państwowego dystrybutora energii elektrycznej w Chinach, na budowę 100 stacji w całych Chinach oraz umowę o współpracy strategicznej z wiodącym chińskim sprzedawcą mebli, Red Star Macalline, na wspólną budowę stacji ładowania i wymiany akumulatorów. W ramach tej ostatniej umowy obie strony zbudują w tym roku 60 takich stacji.

NIO zbudowało swoją pierwszą stację wymiany akumulatorów w maju 2018 roku. Każda stacja ma pięć miejsc na wymienialne baterie. Wymiana wyczerpanych baterii na w pełni naładowane na stacji NIO Power Swap zajmuje średnio od trzech do pięciu minut. To mniej więcej tyle samo czasu, ile zajmuje zatankowanie benzyny na stacji benzynowej.

Najnowsze informacje od NIO

Podczas Dnia NIO, który odbył się na początku stycznia, firma zaprezentowała pakiet akumulatorów o pojemności 150 kWh oraz stację wymiany akumulatorów drugiej generacji.

Nowy pakiet akumulatorów zwiększa gęstość energii do 360 Wh/kg dzięki hybrydowemu elektrolitowi, nieorganicznej anodzie kompozytowej Si/C oraz katodzie z nanopowłoką wysokoniklową. Akumulator ten zwiększyłby zasięg nowego ES8 do 850 km, ES6 do 900 km, EC6 do 910 km, a ET7 do 1000 plus km.

Stacja wymiany akumulatorów drugiej generacji firmy NIO może pomieścić 13 akumulatorów, co pozwala na wykonanie do 312 usług wymiany dziennie. NIO powiedział, że spodziewa się, że liczba jego stacji wymiany baterii w Chinach do końca 2021 roku wyniesie 500. BaaS obejmuje obecnie 64 miasta w Chinach, a NIO buduje co tydzień nową stację wymiany akumulatorów w Chinach.

Oprócz NIO, BAIC BJEV, jednostka Beijing Automotive Group (BAIC) zajmująca się pojazdami elektrycznymi oraz State Grid EV, chińskie państwowe przedsiębiorstwo energetyczne, współpracują w zakresie wymiany akumulatorów w celu wspólnego utworzenia 100 stacji wymiany akumulatorów i obsługi nie mniej niż 10 000 pojazdów zasilanych przez wymienialne akumulatory przed czerwcem 2021 r.

Rola rządowa

Jedną z przeszkód w pełnej próbie rozpowszechnienia wymiany baterii w Chinach jest to, że chińskie Ministerstwo Finansów w tym roku obniżyło dotacje dla pojazdów elektrycznych o 20%; standardowa kwota zwracana nabywcom w zeszłym roku wynosiła około 18 000 RMB (2 800 USD). Teraz rabat ten zostanie zmniejszony do około 2220 dolarów. Wsparcie dotacyjne Pekinu ma termin wycofania do 2022 roku.

Aby zapewnić bezpieczny proces wymiany baterii, chiński rząd pracuje nad standaryzacją usług wymiany baterii, dążąc do ustanowienia wspólnych standardów branżowych dla tej procedury. Jest to ważne, ponieważ chińscy producenci EV, którzy świadczą usługi wymiany baterii, w tym BJEV i NIO, mają różne modele baterii, co oznacza, że właściciele EV mogą wymieniać swoje baterie tylko w stacji swojej marki.

Zgodność techniczna wymagana do obsługi wielu typów pojazdów zasilanych bateriami jest trudna. Można ją jednak przezwyciężyć, pracując z czymś takim jak flota taksówek, w której wszystkie taksówki są takie same.

W rezultacie, obserwatorzy branży oczekują, aby zobaczyć wymiany baterii wziąć trzymać z robo-taxi i wspólne floty własności. Na przykład, największy producent samochodów czysto elektrycznych w Chinach, BAIC BJEV, posiada 206 stacji wymiany baterii w 19 miastach w Chinach. Stacje te obsługują głównie flotę taksówek firmy.

Podobnie, Bluepark Intelligence Energy Technology Company, sama bateria-technologia spinoff grupy BAIC firm, jest zgłaszane do posiadania 187 stacji wymiany baterii w 15 chińskich miastach. Stacja wymiany akumulatorów Bluepark obsługuje głównie taksówki, a także sieci car sharingowe; obsługuje 16 000 taksówek z napędem elektrycznym. Jednym z inwestorów w BluePark Intelligence jest SK Future Energy Shanghai, spółka zależna należąca w całości do SK Innovation z Korei, która z kolei jest częścią koreańskiego konglomeratu SK Group.

.