Il dibattito sulla ricarica dei veicoli elettrici e sulla sostituzione delle batterie sembra essersi concluso un po' troppo presto

Per quanto riguarda i metodi di alimentazione dei veicoli elettrici, c'è sempre stata una controversia sulla ricarica e sulla sostituzione delle batterie; la modalità di ricarica ha già ottenuto un netto vantaggio alcuni anni fa. Col passare del tempo, la modalità di ricarica continua a dominare il mercato. BYD e la maggior parte delle altre aziende hanno scelto la modalità di ricarica per sviluppare il loro business nei veicoli esclusivamente elettrici. Sebbene la modalità di sostituzione della batteria sia svantaggiosa, alcune aziende non sono ancora disposte a rinunciarvi. Temo che questa competizione PK dovrà andare oltre il tempo previsto...

Better Place si conclude con uno sguardo triste

Better Place, azienda israeliana produttrice di auto elettriche, è la prima a sviluppare un modello di business per la sostituzione delle batterie dei veicoli esclusivamente elettrici. Il suo nuovo modello di sostituzione della batteria rompe i concetti di collo di bottiglia dei veicoli elettrici, come "costoso", "durata limitata della batteria" e "ansia da autonomia". Nei suoi primi giorni ha ricevuto il sostegno della Renault, ma a causa degli enormi costi di costruzione e degli errori di esecuzione strategica, il 26 maggio 2013, Better Place ha annunciato di aver presentato una domanda al tribunale per avviare la procedura di liquidazione fallimentare e ha scritto sul suo Weibo ufficiale in Cina: "Oggi è una giornata molto triste e difficile per tutti noi, il Better Team (Oggi è un giorno triste e difficile per il team di Better Place)", seguito da un'espressione triste.

Il fallimento di Better Place ha definito il modello di sostituzione delle batterie un "fallimento totale" e anche vari organi di informazione ritengono all'unanimità che la battaglia per la ricarica dei veicoli esclusivamente elettrici e la sostituzione delle batterie sia ufficialmente conclusa.

Il modello di sostituzione della batteria viene riproposto di nuovo

Sebbene il modello commerciale di sostituzione delle batterie promosso dall'azienda israeliana di veicoli a nuova energia Better Place e dal produttore americano di nuove energie Tesla nel settore delle auto private sia fallito a metà, i professionisti non hanno mai rinunciato a esplorare il modello di sostituzione delle batterie.

Il 12 luglio 2016 è stata pubblicata ufficialmente la norma internazionale IEC "Sistema di sostituzione delle batterie dei veicoli elettrici Parte 1 - Generalità e linee guida" (IEC TS 62840-1), proposta dalla Cina e formulata congiuntamente da oltre 10 paesi, tra cui Stati Uniti, Germania e Francia.

Al "2016 China Electric Vehicle Charging and Swapping Service Innovation Summit Forum" tenutosi quest'anno, il modello di sostituzione delle batterie, che sembrava aver perso terreno negli anni di competizione tra "ricarica e sostituzione", è stato ripreso. L'obiettivo del forum è quello di esplorare cambiamenti innovativi nel modello di business dei servizi di ricarica e sostituzione dei veicoli elettrici.

Perché tirarlo fuori di nuovo?

Tra le aziende nazionali che attualmente producono veicoli esclusivamente elettrici, BYD, che ha grandi capacità di ricerca e sviluppo sulle batterie, e la maggior parte delle altre aziende hanno scelto il modello di ricarica per sviluppare il loro business nei veicoli esclusivamente elettrici. Sebbene il modello di sostituzione della batteria sia ancora meno riconosciuto sul mercato, alcune aziende hanno iniziato ad aumentare i propri sforzi in tale ambito.

Il 29 ottobre di quest'anno è entrato ufficialmente in funzione il primo lotto di 10 stazioni di ricarica e scambio costruite congiuntamente da BAIC New Energy, Sinopec, Aulton New Energy, Shanghai Electric Bus e altre istituzioni, che coprono otto distretti e contee, tra cui l'area urbana centrale di Pechino, Huairou e Shunyi. Il gruppo BAIC prevede di rendere ufficialmente operative a Pechino 200 stazioni di ricarica e sostituzione entro la fine dell'anno prossimo, per soddisfare le esigenze di sostituzione delle batterie di 30.000 taxi e veicoli di chiamata online.

Sebbene il dibattito sulla modalità di ricarica e sostituzione delle batterie dei veicoli a nuova energia sia in corso da molto tempo, con l'avvio della riforma elettrica nazionale e i notevoli progressi della tecnologia di sostituzione delle batterie, la modalità di sostituzione delle batterie ha trovato un preciso posizionamento di mercato. La modalità di sostituzione e ricarica compatibile della batteria non solo elimina l'ansia da consumo di carburante tipica dei veicoli puramente elettrici, ma risolve anche in larga misura i problemi dei lunghi tempi di ricarica, delle code e dei parcheggi. Dal punto di vista degli effetti economici e sociali, la promozione dei taxi con batterie sostituibili ha un grande potenziale.

Il progresso della tecnologia di sostituzione delle batterie può, in una certa misura, compensare l'ostacolo che la ricarica rappresenta all'ingresso dei veicoli elettrici nelle abitazioni comuni.

Innanzitutto, l'autonomia di un'auto elettrica con una singola carica è di soli 300 chilometri circa. A causa del numero insufficiente di stazioni di ricarica, i proprietari di auto elettriche sono spesso costretti a cercarne una specifica e ad aspettare in coda, oltre a dover pagare una certa tariffa di parcheggio mentre aspettano la ricarica.

In secondo luogo, la ricarica distribuita potrebbe avere un impatto significativo sulla rete elettrica della città in un istante. In terzo luogo, la ricarica rapida a lungo termine della batteria ne compromette in qualche modo la durata. Allo stesso tempo, ciò causerà uno stato instabile e sbilanciato delle singole celle e della tensione nel pacco batteria per un lungo periodo di tempo.

Infine, nell'ambito della modalità di ricarica decentralizzata, la post-elaborazione dell'enorme quantità di batterie di veicoli elettrici dismesse rappresenta un problema urgente da risolvere.

"Rinascita" del modello di sostituzione delle batterie

Prendiamo ad esempio lo Shanghai Electric Bus Group, fondato nel 2001. Ha vinto con successo gare d'appalto per le Olimpiadi di Pechino, l'Esposizione universale di Shanghai e i successivi Giochi asiatici, e i veicoli con batterie sostituibili sono stati ampiamente utilizzati.

La sostituzione centralizzata delle batterie può migliorare notevolmente la sicurezza dei veicoli elettrici, ridurre l'impatto sulle reti elettriche urbane, prolungare la vita utile dei veicoli elettrici e migliorare ulteriormente l'efficienza di utilizzo delle risorse sociali. Pertanto, alcuni addetti ai lavori del settore ritengono che per i veicoli commerciali in Cina e persino nel mondo, il modello di sostituzione della batteria sia la soluzione migliore per i problemi legati al loro funzionamento.

Che diavolo significa sostituire le batterie dividendo le scatole?

È troppo presto per dire che la battaglia tra ricarica e sostituzione delle batterie sia finita, perché il modello di sostituzione delle batterie ha effettivamente fatto progressi negli ultimi anni. Esistono diverse modalità di sostituzione della batteria per i veicoli elettrici e attualmente la sostituzione della batteria del telaio è la principale. Il 16 aprile 2014, la tecnologia di sostituzione della batteria del telaio dell'auto elettrica pura LF7002CEV sviluppata da Zhongke Lifan ha ottenuto il brevetto per modello di utilità dall'Ufficio statale per la proprietà intellettuale. Il sistema di sostituzione della batteria del telaio è utilizzato principalmente nei veicoli elettrici puri alimentati da nuove energie. Quando la batteria del veicolo sta per esaurirsi, è possibile recarsi presso un'apposita stazione di sostituzione batterie e sostituire il pacco batteria entro 3 minuti, in modo che il veicolo possa ricaricarsi rapidamente.

Alla conferenza sui veicoli a nuova energia del 17 dicembre, il vicepresidente del gruppo Lifan Chen Wei ha presentato un altro metodo di sostituzione delle batterie: la sostituzione delle batterie in scatole separate, che comporta la questione di come dividere le batterie più grandi in quelle più piccole.

La sostituzione della batteria split-box viene utilizzata principalmente per trasformare le vecchie auto tradizionali, per questo Lifan la chiama versione 2.0 e in futuro Lifan la evolverà gradualmente. Attualmente, Lifan dispone di una modalità di sostituzione della batteria completamente manuale. Il peso di una batteria è di circa 17 chilogrammi. Man mano che aumenta la concentrazione di energia, il peso verrà ulteriormente ridotto.

Il metodo del cambio rapido presenta problemi sia tecnici che economici. In passato, il connettore era costituito da una grande batteria, ma dopo che si è trasformato in tanti piccoli pezzi, sono diventati più stringenti i requisiti in termini di affidabilità, durata e costo del connettore.

Eliminando il complicato bus CAN, principalmente il chip, Lifan ha progettato appositamente un chip IoT per la gestione del sistema di sicurezza della batteria. Ciò può comportare una grande comodità per gli utenti. Ad esempio, possono vedere la temperatura e la pressione di ogni cella della batteria sui loro telefoni cellulari.

Oltre alle questioni tecniche, anche quelle relative alla sicurezza sono molto importanti per i consumatori. Esistono numerose soluzioni ai problemi di sicurezza, come ad esempio sistemi di gestione delle batterie che risolvono problemi di rilevamento, elaborazione e processo decisionale. Nello specifico, prima di tutto, in termini di elaborazione backend distribuita o centralizzata, esiste una divisione del lavoro tra il BMS e la piattaforma big data che lo supporta. In secondo luogo, la tensione è l'elemento più sensibile, sia che si utilizzi una batteria al litio ternaria o una batteria al litio-ferro-fosfato. Il secondo è la deformazione. La batteria ternaria al litio si espande durante l'uso. Tuttavia, se si supera il ciclo di vita anomalo, è possibile determinare il grado di deformazione e procedere all'estrazione con urgenza. Infine, c'è l'odore. Quando la batteria perde e produce odore, dei sensori rilevano la perdita di elettrolita.

La sostituzione delle batterie in scatole separate risolve il problema dell'uniformità della temperatura dei pacchi batteria di grandi dimensioni e il problema della dispersione di energia. Poiché il sistema è un sistema a circuito chiuso completamente progettato, è possibile ottenere una carica e una scarica poco profonde. In base alle diverse proprietà dei sistemi di materiali richieste dai diversi produttori, è possibile selezionare dinamicamente diverse curve di carica per prolungare la durata della batteria. Pertanto, il caricabatterie bidirezionale legge sempre lo stato interno, tra cui tensione e temperatura. L'intero processo di cambio è controllato dal caricabatterie bidirezionale.

In caso di ricarica in inverno, la temperatura interna viene mantenuta almeno sopra i 10 gradi, il che ha un impatto minimo sulla durata della batteria. Ma cosa devo fare se la temperatura ambiente scende sotto i 20 gradi? La soluzione è quella di spostare la batteria alla stazione di servizio e ricaricarla quando la temperatura aumenta. Questo problema è facile da risolvere. Tuttavia, per risolvere il problema delle batterie che non vengono recuperate, l'approccio adottato è quello di concentrare la sostituzione e la ricarica delle batterie contemporaneamente, in modo da poter controllare la temperatura ambiente. Pertanto, il costo del controllo dell'ambiente e della temperatura è relativamente più elevato.

La sostituzione della batteria con uno split-box non è una semplice questione di tecnologia e costi. In realtà, si tratta di un altro modello per sviluppare nuovi veicoli energetici senza modificare le abitudini di utilizzo dei consumatori, attenuando così le preoccupazioni dei consumatori in merito ai problemi di chilometraggio e di ricarica.

Naturalmente, il modello di sostituzione delle batterie deve anche affrontare molte questioni, come ad esempio come innovare il modello di business, se ripeterà gli errori di Better Place, la formulazione degli standard delle batterie e il gioco degli interessi tra tutte le parti, ecc. Di fronte ai dubbi, persone di ogni estrazione sociale, tra cui BAIC New Energy, Lifan e altre case automobilistiche, hanno lavorato duramente.

Gli esperti ritengono che "l'operazione professionale" sia un mezzo efficace per implementare il modello di scambio di batterie, ovvero "il Paese utilizza una soglia relativamente alta" per coltivare diverse grandi aziende operanti nel settore delle batterie per veicoli elettrici, responsabili dello sviluppo della tecnologia delle batterie e dell'approvvigionamento centralizzato delle batterie, della manutenzione, della fornitura e della post-elaborazione centralizzata, mentre i consumatori devono solo acquistare l'auto nuda.

Inoltre, lo standard internazionale IEC "Sistema di sostituzione delle batterie dei veicoli elettrici Parte 1 - Generalità e linee guida" (IEC TS 62840-1), avviato dalla Cina, guidando la formulazione degli standard per la sostituzione delle batterie, standardizza i sistemi di sostituzione delle batterie, le stazioni di sostituzione delle batterie, i sistemi di supporto, i pacchi batteria, ecc., standardizza l'architettura di base, la composizione, l'interfaccia e la classificazione dei sistemi di sostituzione delle batterie dei veicoli elettrici e fornisce analisi dei casi d'uso e soluzioni per i sistemi di sostituzione delle batterie. Ciò promuoverà lo sviluppo sano dell'industria dei veicoli elettrici e libererà il mio Paese dalla dipendenza dagli standard esteri nella ricerca scientifica e nello sviluppo dell'industrializzazione.

Chissà cosa penserebbe l'ex azienda israeliana di veicoli a nuova energia Better Place nel vedere l'attuale stato di sviluppo del modello di sostituzione delle batterie in Cina.

Vincitore del Qingyun Plan di Toutiao e del Bai+ Plan di Baijiahao, del Baidu Digital Author of the Year 2019, del Baijiahao's Most Popular Author in the Technology Field, del Sogou Technology and Culture Author 2019 e del Baijiahao Quarterly Influential Creator 2021, ha vinto numerosi premi, tra cui il Sohu Best Industry Media Person 2013, il China New Media Entrepreneurship Competition Beijing 2015, il Guangmang Experience Award 2015, il China New Media Entrepreneurship Competition Finals 2015 e il Baidu Dynamic Annual Powerful Celebrity 2018.