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La sostituzione rapida della batteria? Sogni e realtà

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sostituzione rapida

La sostituzione rapida della batteria fra sogni e realtà. Antonio ci crede, noi molto meno. Inviate i vostri quesiti a info@vaielettrico.it

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Una stazione di battery swap di Blue Park

L’esempio di NIO farà scuola in Europa

Mi piacerebbe molto sentire un vostro commento su questa notizia e, più in generale, sulla tecnologia dello scambio batteria. Personalmente credo che questa sarà la soluzione definitiva per le auto elettriche, rendendo obsoleto il problema della autonomia. Ma, come succede in tutte le innovazioni, ci vorrà del tempo che si affermi uno standard. Nel frattempo ci subiamo le lotte tra produttori. NIO a tutta Europa: le stazioni di scambio batteria aumentano. Accordi con Mer e Shell | Hardware Upgrade. Antonio-Blasco Bonito

Secondo noi no, ecco perché

Risposta- L’abbiamo scritto molte volte: non crediamo che il futuro della mobilità elettrica sia lo scambio rapido della batteria. Almeno non per le automobili, mentre crediamo che possa affermarsi per le due ruote, gli scooter piccoli e medi in particolare, alimentati da batterie abbastanza piccole e leggere da poter essere gestite in autonomia dai motociclisti e stoccate in stazioni di scambio “self service” non troppo invasive.

Qualche vantaggio e molti problemi

Un sistema di battery swap per ciclomotori messo a punto da Kymco

Per quanto riguarda le automobili, i vantaggi indubbiamente si sarebbero, ma compensati da svantaggi e problemi molto superiori, legati alle dimensioni, al peso, ai costi, alla capacità degli accumulatori.

I vantaggi sono:

Velocità di rifornimento. Gli impianti robotizzati adottati da Nio consentono di sostituire la batteria in circa 5 minuti, che equivalgono alla possibilità teorica di servire oltre 300 veicoli al giorno. La ricarica tradizionale, anche se effettuata da stazioni ultrafast, richiede non meno di 20-30 minuti ed è improbabile che l’evoluzione tecnologica riduca questi tempi ai livelli di un rifornimento di carburante.

Minore stress per la rete elettrica. Le batterie scariche, una volta rimosse dai veicoli e stoccate nei depositi delle stazioni di scambio, possono essere ricaricate a bassa potenza evitando i picchi di richiesta elettrica e sfruttando meglio energia autoprodotta da fanti rinnovabili.

Gli svantaggi sono:

I costi delle stazioni. Per quanto evoluti e prodotti su larga scala, i sistemi robotizzati per lo smontaggio, la movimentazione,  lo stoccaggio, la ricarica e la sostituzione delle batterie auto costeranno comunque molte centinaia di migliaia di euro e richiederanno spazi equivalenti a piccoli capannoni industriali. Quanti ne potranno essere installati? Con quali investimenti? E di chi?

Il pacco-batteria di una Volkswagen elettrica. Ha le dimensioni di un tavolo e un peso di centinaia di chili

La capillarità del servizio. NIO ha attivato meno di 20 stazioni in tutta Europa e quasi  1.500 in tutta la Cina. Possono sembrare tante, ma disperse nei rispettivi territori sono poco più di aghi nel pagliaio. Raggiungere una stazione di una rete che non potrà mai essere capillare (e difficilmente coprire i centri delle città) potrebbe richiedere molto più dei 20-30 minuti necessari per una ricarica tradizionale in colonnine ormai diffuse a decine di migliaia in ogni Paese (47 mila solo in Italia) e in crescita esponenziale.

Il numero di batterie. La produzione delle batterie, con le materie prime necessarie e molto costose, è una delle criticità delle auto elettriche. Ipotizzando che ogni veicolo ne abbia una a bordo, l’adozione su larga scala dello scambio rapido presupporrebbe che per ognuno di essi fosse disponibile da qualche parte almeno una seconda batteria pronta per essere sostituita. Probabilmente ne servirebbero anche di più, dal momento che sulle lunghe distanze gli scambi potrebbero essere più di uno.

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Uno standard universale. Le batterie sono il cuore di un’auto elettrica. Con l’hardware e il software per la gestione e il controllo, nella batteria si concentra gran parte del valore tecnologico ed economico di un’EV.  Ogni casa investe miliardi per svilupparle e ne custodisce gelosamente i segreti industriali. Poiché è impensabile che le stazioni di scambio abbiano la flessibilità per gestire lo scambio di centinaia di batterie una diversa dall’altra e dispongano di un magazzino che ne custodisca alcuni esemplari per ciascun modello, solo la standardizzazione della batteria potrebbe consentire il sistema basato sullo scambio rapido. Ma le case auto non l’accetteranno mai. Le costringerebbe a rispettare vincoli progettuali tanto stringenti da standardizzare di fatto l’intera autovettura.

Di chi è la batteria? Nessun automobilista sarà mai disposto a pagare cash il prezzo della batteria in un’auto nuova, quando dopo la prima sostituzione ne perderà per sempre le tracce. Le batterie sostituibili, quindi, potranno solo essere a noleggio. Ma il noleggio di un oggetto che vale il 30% di tutto il veicolo non ha molto senso. Tanto vale noleggiare l’intera vettura.

Qualche chance solo se cambierà tutto lo scenario

Conclusioni. Sul futuro nessuno ha certezze assolute. Ma ci sentiamo di dire che lo scambio rapido della batteria può affermarsi soltanto in uno scenario  totalmente diverso da quello attuale. Dove la mobilità sia un servizio da pagare a consumo e l’auto un oggetto senza volto. Come i taxi,  sui quali saliamo senza nemmeno sapere di che marca siano. Siamo pronti ad accettarlo? Abbiamo  molti dubbi. Sarebbe come rinunciare a una casa, abitando in albergo per tutta la vita.  A maggior ragione se, come è quasi certo, nuove tecnologie permetteranno di ricaricare batterie di nuova generazione in meno di 15 minuti. Ma a quel punto i vantaggi della sostituzione rapida diventeranno insignificanti.

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19 COMMENTI

  1. proporrei di riscrivere l’articolo considerando i suggerimenti arrivati dopo la prima stesura e
    di numerare i vantaggi svantaggi in modo che chi scriva possa facilmente individuare e sostenere o confutare un punto

    detto questo passo ad aggiungere alcuni vantaggi:
    1) i prezzi delle auto elettriche diminuiranno perché non si deve acquistare i toto la batteria.
    2) noleggio la batteria e quando la cambio pago il periodo di noleggio che ho usato la batteria la ricarica ed eventualmente cicli di ricarica che ho fatto a casa
    3) il cambio batteria deve avvenire nelle attuali stazioni di servizio, così eliminiamo i problemi di vandalismo e sosta impropria oltre ad evitare consumo di territorio e parcheggi che sono già pochi
    4) le batteria saranno modulari un’automobile avrà più batterie da 1 a 5/6/7 naturalmente l’auto dovrà funzionare anche con una sola batteria per pochi km se la uso in città …. carico tutte le batterie se la uso per lunghi viaggi
    5) le batterie acquistate da queste grandi compagnie avranno costi bassi, manutenzione e smaltimento ottimizzati.
    6) le compagnie petrolifere venderanno energia invece che carburanti quindi non remeranno contro ma svilupperanno sistemi sempre più redditivi e sostenibili.
    7) i benzinai non perderanno il lavoro.
    8) anche chi non ha un garage potrà pensare ad una macchina elettrico ora francamente chi è in questa situazione non ci pensa.
    9) anche persone che non pianificano o hanno una “vita” frenetica può pensare ad una macchina elettrica pensa a mamme e papà che devono scarrozzare figli a destra e manca e si trovano che devono aspettare mezzora per ricaricare l’auto prima di portare il figlio a scuola o a calcio.

    questo sito è frequentato prevalentemente da chi ha già una macchina elettrica ma, dovete pensare oltre;
    voi avete la mentalità e costanza per usare con profitto l’auto elettrica com’è oggi ma si devono convincere quelli che alle condizioni attuali non trovano funzionale il sistema attuale.

  2. Chiedo per cortesia di riscrivere l’articolo in formato semplice con elementi a favore e contro numerati e distinti per un rapido confronto.
    Tra i favorevoli dovete inserire che
    1) il costo delle auto elettriche diminuisce perché non c’è l’acquisto della batteria.
    2) La batteria viene noleggiata e pago ad ogni cambio il periodo che ho noleggiato, la carica e eventualmente cicli di ricarica fatti a casa .
    3) La macchina elettrica avrà un mercato anche da usata perché non soggetta al forzoso e costoso cambio batteria.
    4) Se le batterie saranno modulari da una a 5/6 ogni macchina e si consumano completamente una alla volta posso decidere di cambiare una o due in base al mio utilizzo oppure occupare solo uno o due slot perché la uso solo in città e se devo fare un lungo viaggio userò tutti gli slot.
    5) Lo scambio batteria deve avvenire negli attuali distributori di carburante così evitiamo atti di vandalismo e soste inappropriate oltre a consumo di territorio o parcheggi che già ce ne sono pochi.
    Certo i costi alla fine saranno come per le attuali termiche.
    6) Anche chi non ha un garage o posto macchina può ricaricare senza problemi.
    7) le batterie acquistate da queste grandi società saranno performanti e anche la manutenzione sarà garantita.
    Purtroppo questo forum è seguito per la stragrande maggioranza da chi ha già una macchina elettrica oggi e sostiene un modo di fare che già conosce invece dovete pensare al meglio a migliorare anche a chi ha la macchina in strada e non in garage che è la maggioranza.

  3. Mah, una cosa che sarebbe davvero utile sarebbe la standardizzazione della parte di interfaccia delle batterie..TUTTE le batterie…
    Io ho recentemente installato nella mia casa di collina, un impianto solare (6 KW ) con accumulo di 10 KW, che, purtroppo, sembra essere “blindato” e difficilmente espandibile.
    Mi pare che ormai la chimica delle batterie di accumulo si sia standardizzata, di fatto alla LifePO, così come pare che si stiano allineando a questo standard molte batterie degli scooter, delle miniar e, mi pare, anche delle auto compatte ed economiche.
    Se venissero stanardizzati i formati , come quelli delle batterie al piombo, o delle stilo, non si potrebbe utilizzare il bagagliaio delle auto, solitamente vuoto, per aggiungere un alloggiamento per contenere batterie extra?
    nel mio caso, potrei avere in casa, un parco batterie per il solare, doppio o triplo, ( 20-30 KW) da aggiungere, per i viaggi o per le emergenze, alla mia auto, in modo da raddoppiare l’ autonomia, solo nei casi realmente necessari.
    Per esempio , nel mio caso, potrei avere 20-30KW di accumulo fotovoltaico fisso, 5 kw in uno scooter, 10 kw in una minicar e una monovolume, con batteria minimale (20km) ma espandibile.
    In occasione di un viaggio lungo, o per le vacanze ( dove non si sta in casa) basterebbe spostare tutte le batterie sull’ auto più grossa, ottenendo quasi 50 Kw e rinunciando al bagagliaio.
    Se le batterie fossero modulari, ognuna di circa 20 KG, si tratterebbe di spostare una decina di moduli…. un pò di sollevamento pesi.
    Inoltre, ove le stazioni di swap per motocicli fossero diffuse, si risolverebbe anche il caso dell’ emergenza…
    Capisco che sia un approccio un pò “fai da te” ma, in fondo , siamo abituati al self-service per la benzina…

  4. Io vorrei spostare il discorso su un aspetto più tecnico .
    Sulle auto e soprattutto quelle elettriche la parola magica è alleggerire , di qui il discorso delle batterie strutturali .
    Se uso una tecnologia swap devo avere un auto robusta per stare in piedi senza batteria che poi accoglie un guscio per la batteria .
    Bene che vada parliamo di 80 kg in più .
    Poi le batterie devono essere raffreddate e riscaldate con liquido per cui dobbiamo aggiungere due manicotti in pressione per lo swap .
    Poi devo avere contatti per trasmettere 400 volt magari con 500 A contatti che si usurano .
    Poi devo avere ancora contatti per trasmissione dati alla centralina .
    Ultimo almeno 8 bulloni che dovranno essere avvitati e svitati per un migliaio di volte .
    Siamo sicuri che ci troviamo di fronte ad una soluzione intelligente?
    Proposta già fallita da Better Place e Renault in una area piccola come Israele

  5. Io penso che il vero business di chi offrirà il cambio batteria (e che può essere aggiunto alla lista dei vantaggi nella risposta della redazione, anche se è più un vantaggio generale che per il singolo utente) sarà il fatto di poter usare tutte le batteria disloccate in giro come storage per i gestori di rete elettrica. Chiaramente dovranno ben calcolare quanta % usare di batteria e/o prevedere quali batterie usare in base alle previsione di utilizzo.
    nonostante questo grande vantaggio potenziale per la gestione della rete elettrica, sono piuttosto scettico su questa soluzione. Man mano che le chimiche delle batterie migliorerà, i tempi di ricarica diventeranno più corti. E per clienti “premium” magari tra quache anno arriveranno batterie a stato solido che si caricano in 5-10′.

    • E le fai tu le previsioni di utilizzo ? Quante extra batterie servono per gestire la cosa ? Ipotizziamo di cambiare la domenica le batterie a Castiglione della pascaia domenica , le lasciamo lì lunedì o prendiamo un bel camion per spostarle come fanno a Milano per le bici elettriche ?
      Ma una cosa è Milano e una cosa è l Italia

  6. Carlo,
    senza volere essere polemico, chiedo realmente: urgenza o emergenza? di che tipo di evento parliamo? dovere raggiungere qualcuno di lontano (lontano quanto?) nel più breve tempo possibile? Al punto da considerarla emergenza e non urgenza? Se è una reale emergenza, prendere un taxi così non devo preoccuparmi del parcheggio sarebbe impensabile? Anche a me è capitato di dovere correre a recuperare mia figlia in altra città che si era slogata una caviglia scendendo dal treno, per accompagnarla al pronto soccorso della mia città, un po’ più comodo: erano 80 km (andata più ritorno) e non ho avuto bisogno. Se fossero stati 200, cosa avrei fatto? Beh, sicuramente non l’avrei fatta aspettare due ore, intese come ore viaggio!!! Questo è il punto: se è una emergenza e mi richiede più di pochi minuti, è irrilevante con quale mezzo io ci possa andare, se è una emergenza lo è!!! Prenderò un taxi, una NCC, un collega, ci mando l’ambulanza!! Se banalmente io sono a 600 km di distanza, cosa faccio? Lì non c’è termica che tenga (a parte i fenomeni che possono fare 1200 km senza pieno, io dopo 10 ore di guida sono morto).

  7. direi che la risposta è una presa di posizione: si accentuano gli aspetti “negativi” momentanei, visto che è un world in progress.
    che le batterie debbano essere standardizzate in dimensioni e capacità non ci piove: le auto verranno costruite attorno ad esse. una batteria city car, 2 batterie berlina/monovolume/suv (facciamoli sparire sti suv).. basta con batterie in ogni pertugio.
    io ci vedo un sacco di potenzialità, non ultimo il fatto di poter disporre di batterie di nuova generazione senza dover cambiare auto.
    poi, non è che sia vietato ricaricare quella in dotazione..

    mi sembra che ci si faccia dei problemi che non esistono.. volere è potere!! 😁

    • A mio parere l’aspetto più rilevante è la batteria a noleggio.
      La Zoe partiva da 95€ al mese nella configurazione “ridicola” (in chilometraggio).
      Era un attimo pagare 1500€ all’anno di batteria, tutti gli anni. Vero che vinci l’obiezione del “la batteria invecchia” e per l’usato non c’è più problema di degrado vero o presunto, ma hai una rata mensile a vita, a cui si aggiunge il costo della ricarica, a fronte di un risparmio sul prezzo di acquisto che è tutto da quantificare.
      E poi c’è il dettaglio che siamo in Italia….
      C’è qualcuno che è disposto ad anticipare decine di milioni di euro per qualcosa che viene al momento addirittura osteggiato e che ha diffusione inferiore, sempre al momento, di quella delle auto a idrogeno? (mi riferisco alle auto con batteria sostituibile). Si venderanno auto con batteria sostituibile nel momento in cui ci sarà un’infrastruttura di ricarica o ci sarà un’infrastruttura di ricarica solo nel momento in cui si venderanno sufficienti auto con batteria sostituibile? Se oggi uno dei motivi di non diffusione è la paura di non riuscire a caricare, davvero acquistare una macchina che sì pago meno (quanto?) e di cui non dovrò mai preoccuparmi dell’invecchiamento della parte più costosa ma che mi costringerà ad una rata mensile non trascurabile per sempre sarà la soluzione, con una promessa che non si sa se sarà mantenuta e a quali tariffe? (perchè il costo al kWh, sarà inferiore alle altre…?)
      Vero, magari intanto compro l’auto e noleggio la batteria e me la carico come fanno tutti gli altri (ma peggio, perchè una batteria modulare non può avere il livello di sofisticazione/climatizzazione di una fissa) e… chissà. Sicuramente hai creato batterie in più, questo è certo.

  8. A suo tempo ho scelto la kona64 appunto x poter affrontare qualsiasi imprevisto, abitando in campagna e con una sola auto, vista la grande autonomia che ha!

  9. E un sistema misto? Avevo trovato interessante il prototipo iniziale della Fiat 120 con batterie modulari da una a cinque…da 100 a 500 km di autonomia…ma, come evidenziato, nella realtà pratica le cose si complicano!

  10. Non sarei tanto convinto nemmeno sul fatto che le velocità di ricarica siano un problema perenne. Alcuni prototipi di batteria come quelle di Nyobolt promettono ricariche in 5 minuti, con 10000 cicli di durata.
    Mettiamo anche che il prodotto finale sarà meno estremo dei prototipi, ma anche valori dimezzati rispetto a questi rendono la ricarica assolutamente paragonabile al pieno di carburante, per chi ne ha bisogno.
    Per chi usa una carica sola durante tutto il giorno il problema già non sussiste oggi, si carica di notte lentamente mentre si dorme.

    • Ma se di notte hai una emergenza che si fa? Possibile che la vita possa essere sempre programmata? Non lo so a voi ma a me è successo più volte di dovermi mettere in viaggio con urgenza che si fa si aspetta che si ricarica? Oppure aspettiamo alle colonnine fast mentre abbiamo una emergenza? Non trovo mai risposte si vede che è solamente un problema mio

      • finora non è mai stato un problema mio e per quel che ne so di tutti quelli che conosco (o perlomeno quasi tutti) di avere un’urgenza che richiedesse di fare centinaia di chilometri, le mie urgenze sono state per il pronto soccorso o simili e vado sempre in quello più vicino di solito.

      • TI rispondo io, quando carichi a casa (e te lo dice uno che lo fa da più di un anno sulla sua 500e) solitamente non sei mai sotto il 20/30% (nel mio caso tendo a ricaricare anche quando ho meno del 40% ma quello è un vezzo mio). Ipotizziamo che a metà della notte tu abbia questa fantomatica emergenza (a me sarà capitato 2 volte nella vita per un incidente/malore di un parente ma forse tu sei più sfortunato) avresti un 40/50% di batteria che tradotto in km significa (mediamente su auto comuni e da prezzo sui 30k) avere circa 100/150km di autonomia (autostrada/extraurbano). Ora tu vorresti dirmi che l’auto elettrica è limitante perchè a te capita spesso di partire nel cuore della notte, per un emergenza, per fare oltre 200km di autostrada??!??!!?!? Tesoro mio non so cosa fai nella vita ma a meno di essere un agente segreto o un medico di pronto soccorso (che vive però a 200km dall’ospedale dove opera) queste paure sono solo pippe mentali. Ora hai la risposta che cercavi ma bastava ragionarci un po’ da solo e la risposta te la saresti data in un minuto.

        • Nessuno di voi ha parenti a centinaia di km da casa che possono sentirsi male o peggio(com’è capitato a me) evidentemente, che vi debbo dire è chiaro che tra i requisiti nell’avere l’auto elettrica è avere tutti i parenti a casa o al massimo nel raggio di 100 km.

          • In questo caso si manda l’ambulanza più vicina, non si sale in’auto stile film americano con gli steroidi, che tanto si arriverebbe quando è troppo tardi, e senza nessuno strumento medico a bordo…

          • parenti a centinaia di km da casa che possono sentirsi male… nel caso io userei il telefono ( o meglio i parenti lo userebbero per chiamare soccorso) poi con calma se dovesse servire li raggiungerò in ospedale. Niente da fare quando si è contro qualcosa a prescindere non esistono punti di incontro…

      • Carlo,
        senza volere essere polemico, chiedo realmente: urgenza o emergenza? di che tipo di evento parliamo? dovere raggiungere qualcuno di lontano (lontano quanto?) nel più breve tempo possibile? Al punto da considerarla emergenza e non urgenza? Se è una reale emergenza, prendere un taxi così non devo preoccuparmi del parcheggio sarebbe impensabile? Anche a me è capitato di dovere correre a recuperare mia figlia in altra città che si era slogata una caviglia scendendo dal treno, per accompagnarla al pronto soccorso della mia città, un po’ più comodo: erano 80 km (andata più ritorno) e non ho avuto bisogno. Se fossero stati 200, cosa avrei fatto? Beh, sicuramente non l’avrei fatta aspettare due ore, intese come ore viaggio!!! Questo è il punto: se è una emergenza e mi richiede più di pochi minuti, è irrilevante con quale mezzo io ci possa andare, se è una emergenza lo è!!! Prenderò un taxi, una NCC, un collega, ci mando l’ambulanza!! Se banalmente io sono a 600 km di distanza, cosa faccio? Lì non c’è termica che tenga (a parte i fenomeni che possono fare 1200 km senza pieno, io dopo 10 ore di guida sono morto).

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