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Battery swap, ci riprova Ample col suo retrofit

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Battery swap 2, il ritorno. La start up americana Ample (qui il sito)  ha sviluppato un suo sistema di sostituzione rapida del pacco batteria e ora è pronta per industrializzarlo e metterlo sul mercato. La sua tecnologia ha convinto anche gli investitori che hanno aperto il portafoglio finanziando il progetto con altri 160 milioni di dollari. Il totale delle risorse erogate ad Ample sale così a 230 milioni di dollari.

Una vecchia idea, già fallita

La sostituzione rapida della batteria è una vecchia idea. La prima a provarci fu una società israeliana, Better Place, che già dieci anni fa aveva realizzato un impianto robotizzato in grado di cambiare la batteria in pochi minuti, rimpiazzando quella scarica con una “piena”. Fallì nel 2013. Tesla a sua volta realizzò un prototipo per la Model S nel 2013, ma abbandonò il progetto due anni dopo. Ora la cinese NIO ha resuscitato il progetto realizzando 131 impianti in 58 città della Cina, riservati però ai soli possessori delle sue auto.

La chimera delle batterie standard

D’altronde il problema dei problemi è la rigidità del sistema: funziona bene con batterie standard. Ma tutto si complica se le batterie sono di dimensioni molto diverse e integrate diversamente nel telaio dell’auto. Insomma: potrebbe funzionare per un solo modello o una sola marca. Oppure se le batterie e il loro posizinamento fosse standardizzato. Ma significherebbe costruire auto sostanzialmente tutte uguali.

Ample, retrofit per il battery swap

Ora la californiana Ample sostiene che il suo sistema di battery swap «può funzionare facilmente con qualsiasi progetto di veicoli elettrico». E le stazioni di sostituzione rapida occupano una spazio «non superiore a quella di due posti auto». Perciò possono facilmente essere collocate in diversi punti di una città. Sono completamente robotizzate e identificano il tipo di auto su cui intervenire con sistemi che combinano visione artificale e sensori ottici.
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Un carrello trasporta il modulo ricaricato e lo inserisce nell’auto

La tecnologia di Ample presuppone però un intervento preventivo sul veicolo. Pur senza modificare la piattaforma originaria di ogni tipologia di auto, l’adattamento al sistema Ample richiede che il pacco batteria sia modulare. Viene infatti sostituito modulo per modulo. Ample studia la nuova configurazione in accordo con la casa costruttrice, mettendo a disposizione del mercato una sorta di versione customizzata abilitata al battery swap.

Batterie modulari per lo swapping

 
«Ci siamo già integrati in molte piattaforme esistenti lavorando a stretto contatto con le case automobilistiche» sostiene Ample. Il processo per ottenere una nuova auto sulla piattaforma Ample richiede 2-3 mesi. «Il veicolo elettrico può ancora supportare la batteria originale poiché lo stesso design può supportare entrambe le offerte».
Ample ha sviluppato la sua tecnologia di sostituzione rapida della batteria per oltre sette anni e attualmente gestisce diverse stazioni di scambio nella Bay Area al servizio dei conducenti di veicoli elettrici di Uber.  Ha annunciato anche una collaborazione con ENEOS, nonché una partnership con Sally, fornitore di flotte con sede a New York.
Il nuovo round di finanziamento  è stato guidato dal fondo di Singapore Moore Strategic Ventures, con la partecipazione di  Shell Ventures e della compagnia petrolifera giapponese ENEOS.

Ample: ecco tutti i vantaggi

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Nel proprio sito Ample cita una serie di vantaggi della sua tecnologia. Le stazioni di swapping, per esempio, sono meno costose e meno ingombranti di un distributore di carburante e quindi possono essere più numerose in città.
La sostituzione della batteria richiede meno di 10 minuti indipendentemente dal modello del veicolo.
La ricarica delle batterie avviene sempre nella modalità più efficiente e meno dannosa.
I moduli di batteria intercambiabili possono essere via via aggiornati seguendo l’evoluzione tecnologica.
Una ricarica della batterie a terra è più facilmente programmabile in funzione delle esigenze della rete elettrica e può sfruttare meglio i picchi di produzione da fonti rinnovabili.
Quindi anche le tariffe possono essere più convenienti.

Battery swap: il nostro parere

In questi termini la soluzione di Ample sembra convincente. Bisognerà vedere però se le case auto saranno collaborative e ne terranno conto nel design delle loro piattaforme, o invece cercheranno di boicottarla. Il sistema, infatti, metterebbe Ample al centro della tecnologia delle batterie, che rappresentano il 40% circa del valore aggiunto di un’auto e un potenziale fattore di competitività. 

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13 COMMENTI

  1. Vedo con piacere questo dibattito sulle batterie scambiabili, che è uno dei miei grandi punti di interesse riguardo i BEV. Come Degli Esposti sa già, io ne sono un grande sostenitore, a causa di motivazioni che ho già esposto in passato e che molti hanno condiviso anche in questo thread. Voglio fare da cassa di risonanza a quanto ci ha scritto Leonardo, in quanto chiunque non abbia la possibilità di avere a disposizione più veicoli, city car e long run, si ritrova a portare in giro il peso delle batterie per la massima autonomia, anche se magari deve percorrere abitualmente 10 o 20 Km soltanto. Ad un tasso di ben oltre 1Kg/Km, portiamo a spasso ogni giorno 400-500 Kg (almeno) solo per la pigrizia di qualche costruttore che NON VUOLE affrontare il problema. La standardizzazione delle batterie è non solo opportuna, ma anche doverosa. Le attuali batterie sono già oggi composte di celle piuttosto standard, composte in serie/parallelo di celle a 3.6 V. Lasciamo che la ricerca creativa delle case automobilistiche si esprima piuttosto sui BMS -battery management systems, in attesa che arrivino sul mercato vere innovazioni come le solid state (ben vengano!).
    Per quanto mi riguarda, ho deciso che NON comprerò alcun altra BEV che non abbia fatto esplicitamente ricorso ad una standardizzazione del battery pack. Punto.

    • Tecnologia già morta . Al di fuori della ricerca di una impossibile standardizzazione questa tecnologia sarà sempre più difficile da implementare a causa delle varie connessioni che devono essere previste nello swap , iniziamo con almeno 8 bulloni in grado di fissare la batteria ad una controstruttura , 2 connessioni idrauliche per gestire liquido raffreddamento batterie , due connessione di alta potenza per contatto batterie , 4 connessioni per segnali digitali funzionamento batteria . Tutte queste connessioni,molto delicate devono essere previste per una vita di almeno 5000 attuazioni senza perdite idrauliche , contatti elettrici , bulloni spanati .
      Se poi per lo swap servono 10 Min e ho davanti 3 auto , praticame te ho già caricato ad un supercharger.
      Last , aspetto logistico , se vado in Liguria nel weekend ci sarà qualcuno che avrà spostato ,con un bel camion a gasolio , tutte le batterie che mi servono per lo swap ?
      E come le bici a noleggio che a Milano continuano a spostare da un luogo all altro

      • Grazie per la documentata osservazione, che conferma una valutazione da noi espressa in più occasioni. Ne aggiungerei altre due. Primo: la standardizzazione di un componente così voluminoso, invasivo e complesso imporrebbe ai progettisti vincoli tali da costringerli, di fatto, a standardizzare anche l’intera vettura. Il che sarebbe inaccettabile per le grandi case auto. Secondo: chi potrebbe sobbarcarsi l’onere finanziaro di immobilizzare miliardi di euro in milioni di batterie a magazzino, tutte da movimentare e ricaricare? In quali impianti? In quanti impianti? E di che dimensioni?

  2. Personalmente sono molto contrario a questa tecnologia per tutte le ragioni già esposte nell’articolo e nei commenti.

    Devo però, con mio stesso disappunto, notare che in Cina le Nio vanno non forte ma fortissimo. Di fatto, nel settore dei suv premium, in Cina dopo Tesla il secondo brand è Nio. Nio lì vende più di tutte le elettriche europee messe assieme (BMW, Mercedes, Audi). E uno dei punti di forza di Nio è il battery swap proprietario.

    E quindi si torna a bomba sul problema number 1 delle elettriche che non è “l’ansia da ricarica” ma “il problema dei lunghi tempi di ricarica”, problema solo in minima parte mitigato dalle ampie autonomie.

    • Si si, va fortissimo la NIO: ma mica per il battery swap che non fa quasi messuno. Figurati, migliaia di auto in 131 stazioni, in tutta la Cina. Quanti chilometri dovrebbero fare per arrivare a una stazione?

      • Sono già 427 le stazioni di battery swap e la rete cresce molto velocemente. Certo, hai ragione, non così tante da giustificare questo successo, ma sono percepite come un valore aggiunto. Inoltre sempre Nio vanta anche una sua rete di supercharger. In Cina la concorrenza è davvero feroce …

  3. L’idea non è male anche se è vecchia di per se, di fatto, anni fa Renault ci aveva pensato per le sue vetture Zoe.
    Ma ci sono molte incognite da superare, come ad esempio lo stoccaggio di questi pacchi batteria: Una stazione di batterie dovrebbe avere una superficie ampia tale da contenere centinaia se non migliaia di questi pacchi batterie. Ma questo potrebbe essere risolvibile installando strutture a sviluppo verticale, che non è semplice. Poi, misure di sicurezza per questi impianti per evitare incendi e un abnorme rete elettrica per mantenere in carica questi pacchi. Insomma problemi non facilmente applicabili nelle città.
    La standardizzazione dei pacchi batteria è solo una minima parte del problema secondo il mio modesto punto di vista…

  4. voce controcorrente: se Better Place fosse diventato standard europeo nel 2010 avrei un’auto elettrica dal 2010.
    Vantaggi:
    noleggio della batteria, quindi superamento del rischio tecnologico;
    noleggio della batteria non significa che la batteria montata non possa essere caricata in autorimessa;
    diminuzione dei pesi, quindi minori consumi per il 95% dei mie viaggi in città e provincia, quindi minori emissioni di CO2 fintantoché l’energia prodotta non sarà tutta green;
    viaggi lunghi: montaggio di maggior numero di moduli e soste molto più rapide per ricariche al 100%;
    costo dell’auto senza batteria inferiore alle endotermiche;
    soluzione per le city car, perchè affitterò batterie leggermente più grandi quando farò lunghi viaggi.

    Non comprendo il problema per lo standard, sono un progettista ed attualmente le auto elettriche sono, come la storia ci insegna in situazioni simili, molto simili alle auto endotermiche, perchè il disegno di un’auto non può adattarsi ad uno standard soprattutto se ti permette un minor ingombro?

    A proposito dei cellulari ero un utilizzatore dei Lumia e aveva le batterie sostituibile e le cover anch’esse personalizzabili. Questo standard a me manca e spiegatemi se non si tratta solo di scelta di marketing e non tecnologica, visto che mi conviene cambiare cellulare, piuttosto che sostituire la batteria e perdere completamente la sua impermeabilità.

    • Siamo OT ma per la questione cellulari, le batterie sono sostituibili anche oggi, soltanto è un po’ più complicato.
      Sulla questione impermeabilità, la batteria rimovibile difficilmente avrebbe consentito un design impermeabile.
      Anch’io sono favorevole alla batteria rimovibile, ma devo ammettere che il design che si è affermato consente maggiore compattezza, affidabilità e resistenza a polvere e liquidi.

  5. Il cambio rapido delle batterie di trazione automobilistica implica alcuni problemi…..
    -)il contenitore della batteria NON può avere funzione strutturale= aggravio di pesi e volumi
    -)è necessario standardizzare le “dimensioni” del contenitore della batteria e della sua tensione= imposizione di standard (almeno continentali) ai produttori di auto
    -)è necessario costruire una rete capillare di centri di sostituzione e ricarica almeno a livello nazionale= tempi lunghi qualche anno e scontro con le lungaggini burocratiche
    Siamo sicuri che ne vale la pena al di fuori di paesi con una economia ed industria pianificate a livello centrale ?

  6. Aggiungo ancora due considerazioni a quanto riportato nell’articolo.
    La prima, a sfavore dello swap, c’è la necessità di utilizzare batterie affittate. Anche se questa cosa ha dei vantaggi, potrebbe essere svantaggiosa per chi utilizza l’auto in città e/o percorre pochi km, perché ai costi di ricarica dovrà aggiungere i costi di affitto. In questi casi la batteria di proprietà è economicamente vantaggiosa.
    La seconda, a favore, è che se il design modulare è sufficientemente smart, dovrebbe essere possibile installare anche solo parte dei moduli, rendendo il veicolo più leggero e efficiente e il noleggio più economico. Sì potrebbero installare tutti i moduli sono quando necessario, ovvero in occasione dei lunghi viaggi, per consentire di effettuare tratte più lunghe senza necessità di swap/ricarica.

    L’ostacolo più grande resta comunque la disponibilità dei produttori ad adottare soluzioni simili, fuori dal loro controllo.

    Perfino sugli smartphone, per i quali la sostituzione della batteria non è complessa come quella delle auto, le soluzioni con batteria sostituibile sono andate sparendo.

    Poi, suvvia tra aumento di capacità delle batterie, abbassamento dei costi e velocità di carica che arrivano a 50-60 km al minuto, vale la pena costruire un’infrastruttura dedicata allo swap?

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