Qual é a diferença entre Watts e Volt-Amperes?

Lotus revelou um estudo de design focado em um corredor de resistência elétrica – o objetivo é tê-lo competindo em Le Mans e outras pistas para a temporada de 2030. Entre as inovações projetadas do Lotus E-R9 está um motor elétrico para cada roda e painéis de carroceria tipo avião que pode mudar sua forma conforme necessário para proporcionar o mínimo de arraste nas retas e o máximo de força nas curvas.

De todas as características propostas, foi muito curioso que os engenheiros da Lotus tenham optado por empregar uma bateria de troca a quente que poderia ser trocada por uma equipe de boxes, com um pouco de ajuda mecânica, de maneira semelhante à que o combustível é reabastecido.

O piloto do conceito ER-9 Le Mans da Lotus tem superfícies aéreas móveis e uma bateria totalmente substituível.

Durante uma corrida de Le Mans, um carro pára para combustível aproximadamente a cada 45 minutos, cerca de 30 vezes no total. Isto significa que um carro precisa de ser capaz de fazer cerca de 100 milhas antes de reabastecer para ser competitivo. No entanto, a tecnologia da bateria só avançou ao ponto de fazer sentido para corridas mais curtas (cerca de 45 minutos), como na actual série de Fórmula E. Até 2030, a Lotus considera que o problema será resolvido.

“A densidade de energia da bateria e a densidade de potência estão a desenvolver-se significativamente de ano para ano. Antes de 2030, teremos baterias mistas de química celular que dão o melhor de dois mundos, bem como a capacidade de ‘troca a quente’ de baterias durante os pitstops”, disse Louis Kerr, membro da equipe de desenvolvimento do E-R9 e principal engenheiro de plataformas do Lotus Evija, um carro esportivo elétrico de produção limitada e o primeiro EV a ser apresentado e fabricado pela empresa.

A noção de que um carro pode ser concebido em torno da ideia de baterias permutáveis a quente para permitir um “reabastecimento” muito mais rápido não é nova. De fato, em 2013, Elon Musk mostrou a tecnologia de troca de baterias de Tesla em seu modelo S. No entanto, quando Tesla abriu uma estação de troca de baterias na Califórnia, preparada para trocar as células de energia de um veículo por outras totalmente carregadas, em vez de depender de estações de carga rápida, os proprietários rejeitaram o conceito de troca de baterias. Apenas um pequeno número de carros estava sendo trazido para trocar as baterias.

Successful Swapping in China

Não obstante, a idéia parece estar funcionando na China, o maior mercado EV do mundo, com 3,1 milhões de veículos elétricos em uso ativo. NIO, um fabricante de automóveis de capital aberto, fundado em 2014 e sediado em Xangai, está a ter sucesso com um modelo de negócio de troca de baterias. Os clientes da marca chinesa podem comprar apenas o veículo, escolher BaaS (Battery as a Service) e escolher o melhor conjunto de baterias para as suas necessidades: 70 kWh ou o mais novo pacote de 100-kWh, por exemplo.

Battery-swapping também levanta a possibilidade de que, como os consumidores não serão proprietários da bateria – ela será alugada até que seja trocada – os fabricantes podem reduzir o custo total do EV. As baterias são uma das porções mais caras de um veículo eléctrico. Por exemplo, o modelo de assinatura BaaS da NIO dissocia os custos da bateria do preço de compra de seus veículos. Usando o modelo BaaS, os clientes podem comprar os veículos NIO ES8, ES6 ou EC6 sem bateria, alugar baterias de diferentes capacidades e pagar a taxa de bateria mensalmente de acordo com suas necessidades reais.

Shown é uma bateria NIO na estação de troca de baterias da empresa.

O programa de baterias não incluídas para sua bateria de 70-kWh pode economizar aos compradores $10.000 de desconto no preço de um veículo. Actualmente, um pacote de 70-kWh tem um preço de cerca de $145 por mês.

Pelido por uma bateria de 100-kWh, a gama de modelos NIO pode agora atingir até 615 km (382 milhas). A compra de um carro NIO com a bateria de 100-kWh usando BaaS resulta em um RMB 128.000 ($19.732) subtraído do preço do carro com uma taxa de assinatura da bateria de RMB 1.480 ($228) por mês.

NIO tem tido sucesso de uma forma que nenhum outro fabricante de automóveis no mundo tem até à data. O seu serviço de troca de baterias EV na China, apelidado de NIO Power, ultrapassou 1,1 milhões de trocas. A NIO também expandiu o tamanho de sua rede de troca de baterias para 158, com planos de construir mais 300 em 2021, já que a montadora assinou vários acordos para expandir ainda mais esse número.

Por exemplo, a NIO tem um acordo com a State Grid EV Service, uma unidade da distribuidora de eletricidade estatal da China, para construir 100 estações em toda a China e um acordo de cooperação estratégica com um importante varejista de móveis chinês, Red Star Macalline, para construir em conjunto estações de carga e troca de baterias EV. Ao abrigo deste último acordo, as duas partes construirão em conjunto 60 estações deste tipo este ano.

NIO construiu a sua primeira estação de troca de baterias em Maio de 2018. Cada estação tem cinco pontos para baterias permutáveis. Leva em média três a cinco minutos para substituir baterias drenadas por baterias totalmente carregadas em uma estação NIO Power Swap. Isso é mais ou menos o mesmo tempo que leva para abastecer com gasolina em uma estação de serviço.

O mais recente de NIO

No seu Dia NIO realizado no início de Janeiro, a empresa lançou o seu pacote de baterias de 150 kWh e a estação de troca de baterias de segunda geração.

O novo pack de baterias aumenta a densidade de energia para 360 Wh/kg graças a um electrólito híbrido, um anodo composto inorgânico Si/C e um cátodo nano-revestido de alto-níquel. Esta bateria aumentaria o alcance do novo ES8 para 850 km, do ES6 para 900 km, do EC6 para 910 km, e do ET7 para 1.000 km mais.

A estação de troca de baterias de segunda geração daNIO pode acomodar 13 baterias, permitindo até 312 serviços de troca por dia. A NIO disse esperar que o número de suas estações de troca de baterias na China totalize 500 até o final de 2021. BaaS agora cobre 64 cidades na China e NIO está construindo uma nova estação de troca de baterias na China a cada semana.

Uma parte de NIO, BAIC BJEV, a unidade de veículos elétricos do Grupo Automotivo de Pequim (BAIC) e State Grid EV, uma empresa estatal chinesa de eletricidade, estão colaborando no negócio de troca de baterias com o objetivo de estabelecer em conjunto 100 estações de troca de baterias e servir não menos que 10.000 veículos movidos por baterias permutáveis antes de junho de 2021.

Papel Governamental

Uma das dificuldades numa tentativa de generalizar a troca de baterias na China é que o Ministério das Finanças da China cortou este ano os subsídios para VE em 20%; o montante padrão reembolsado aos compradores no ano passado foi de cerca de RMB 18.000 ($2.800). Esse desconto será agora reduzido para cerca de $2.220. O apoio aos subsídios de Pequim tem um prazo de supressão gradual até 2022.

Para garantir um processo seguro de troca de baterias, o governo chinês tem trabalhado na padronização dos serviços de troca de baterias, com o objetivo de estabelecer padrões comuns da indústria para o procedimento. Isto é importante uma vez que os fabricantes de EV chineses que fornecem serviços de troca de baterias, incluindo BJEV e NIO, têm diferentes modelos de baterias, o que significa que os proprietários de EV só podem trocar as suas baterias na estação da sua própria marca.

A conformidade técnica necessária para servir vários tipos de veículos movidos a bateria é difícil. No entanto, pode ser superado trabalhando com algo como uma frota de táxis em que todos os táxis são iguais.

Como resultado, os observadores da indústria esperam ver a troca de baterias a ser realizada com frotas de táxis robotizados e de propriedade partilhada. Por exemplo, o maior fabricante de carros puramente elétricos da China, a BAIC BJEV, possui 206 estações de troca de baterias em 19 cidades da China. As estações servem principalmente a frota de táxis da empresa.

Similiarmente, a Bluepark Intelligence Energy Technology Company, ela própria uma empresa de tecnologia de baterias do grupo de empresas BAIC, tem 187 estações de troca de baterias em 15 cidades chinesas. A operação de troca de baterias da Bluepark destina-se principalmente à população de táxis, bem como a redes de partilha de carros; serve 16.000 táxis movidos a electricidade. Um dos investidores na BluePark Intelligence é a SK Future Energy Shanghai, uma subsidiária integral da SK Innovation da Coreia, que, por sua vez, faz parte do conglomerado coreano SK Group.