Het wisselen van batterijen is populair in China, maar hoe werkt het?

Iets meer dan een maand geleden rapporteerde de Chinese EV-maker, NIO, zijn twee miljoenste batterijwissel sinds het live ging met de technologie in 2018. Meer dan een miljoen van deze swaps werden uitgevoerd sinds oktober. Maar wat is batterijwisselen en heeft het een toekomst buiten China?

Om een ​​zin te bedenken, het verwisselen van batterijen doet precies wat er op het blik staat. In plaats van een EV-batterij op de traditionele manier op te laden, wordt de hele unit verwijderd en vervangen door een volledig opgeladen exemplaar. Het gebruikte exemplaar dat is verwijderd, wordt vervolgens opgeladen en opgeslagen in het depot totdat het weer in een andere EV wordt geplaatst.

Hoe wordt een batterij in de praktijk verwisseld?

Er zijn in de loop der jaren een aantal experimenten geweest met het verwisselen van batterijen, maar we zullen ons concentreren op de meest succesvolle tot nu toe:NIO in China.

In het geval van NIO, zoals de meeste EV-makers, worden de batterijen in vaste maten geleverd, waarbij 70 kWh standaard is voor alle modellen, 84 kWh de volgende stap en 100 kWh momenteel de grootste. Zijn nieuwe vlaggenschip ET7 zal tegen 2022 maar liefst 150 kWh hebben.

Het merk heeft 'Power Swap Stations' in heel China, met 193 nu open volgens de laatste statistieken en met plannen voor dichter bij 500 tegen het einde van het jaar. Deze hebben betrekking op het verwijderen van een lege batterij en het plaatsen van een opgeladen batterij. In een typisch Power Swap Station is er ruimte voor vijf EV's, waarbij het wisselen slechts drie minuten duurt.

Het proces is bijna volledig geautomatiseerd, zoals de onderstaande demonstratievideo van NIO laat zien, waarbij het uitlijnen van voertuigen en batterijen, het verwijderen en opnieuw bevestigen van batterijen wordt uitgevoerd zonder menselijke tussenkomst. Terwijl de ruil wordt uitgevoerd, worden de batterij- en voertuiggezondheidscontroles uitgevoerd om ervoor te zorgen dat alles naar behoren werkt.

Bovendien heeft NIO zojuist zijn Power Swap Station 2.0 gelanceerd, waardoor het proces bijna volledig autonoom kan worden - inclusief het manoeuvreren in het station. Power Swap Station 2.0 gebruikt 239 sensoren die het voertuig herkennen en een bestuurder in staat stellen om eenvoudig op een enkele knop te drukken om het wisselen te starten. Elk station is in staat tot 312 swaps per dag.

Het lijkt eenvoudig, maar van wie zijn de batterijen?

Batterijverhuur is afgeschaft door EV-makers in het westen, waarbij Renault tot voor kort de laatste was die zich vastklampte. Voor de meeste mensen was het kopen van een elektrische auto maar het huren van de batterij een beetje hetzelfde als ophoesten voor een benzineauto, maar maandelijks betalen voor de brandstoftank. Het had niet veel zin.

Natuurlijk zullen de meeste kopers van nieuwe auto's hun EV financieren met PCP of lease, dus technisch gezien bezitten ze hem sowieso nooit, maar dat terzijde, de houding hier is veel meer scheefgetrokken ten opzichte van eigendom in plaats van huur.

NIO werkt met een Battery as a Service (BaaS) -model waarbij, net als in de film, batterijen niet zijn inbegrepen. Eigenaren zullen nog steeds hun auto kopen of financieren, maar ze zullen zich ook abonneren om toegang te krijgen tot een bepaald formaat batterij. Een maandelijks abonnement op een 70 kWh-batterij kost bijvoorbeeld £ 109. Ze kunnen dan zo weinig of vaak ruilen als ze nodig hebben, waarbij de meest frequente bezoeker 654 ruilingen voltooit (vanaf eind maart 2021).

Hebben andere bedrijven het ook gedaan?

Ja. Maar het is nog niet aangeslagen en ondanks het succes van NIO in China biedt het nog steeds een zeer nicheproduct op mondiaal niveau.

Lang geleden in 2013 demonstreerde Tesla de technologie voor het verwisselen van batterijen, waarbij een Model S-batterij in slechts 90 seconden werd verwisseld. Het opende zelfs een wisselstation in Californië, maar in tegenstelling tot in het Field of Dreams, bouwde Tesla het en niemand kwam. Slechts vijf van een eerste batch van 200 uitnodigingen aan eigenaren namen daadwerkelijk de moeite om de technologie uit te proberen. De apathie van de rest maakte het idee helemaal af.

Sindsdien heeft Tesla een van 's werelds beste snellaadnetwerken gecreëerd. Bovendien, net als veel andere technische giganten, omheint het zijn technologie en zou het nooit willen deelnemen aan een bedrijfsmodel voor het verwisselen van batterijen waarbij het technologie deelt met andere fabrikanten.

Vóór Tesla probeerde het Israëlische bedrijf 'Better Place' batterijwissel in verschillende markten uit te rollen, waarbij de focus lag op Renault Fluence ZE's. Het was echter gericht op zakelijke gebruikers en er was niet het gebruiksvolume om het bedrijf te laten werken. Het vouwde in 2013.

Een nieuweling in de buurt, Ample, is onlangs in de strijd getreden en richt zich ook op zakelijke vloten en taxi's. Het streeft ernaar om in steden te opereren en, als het om vloten gaat, op strategische locaties in landen met initiële plannen op het vasteland van Europa. Het bedrijfsmodel is echter afhankelijk van partnerschappen met OEM's en wagenparken, en dat zij bereid zijn om over te stappen op Ample's eigen gestandaardiseerde batterijmodules.

Lijkt verstandig. Wanneer komt het hier?

Het wisselen van batterijen beantwoordt veel vragen. Opladen wordt een probleem buiten de locatie, dus toegang tot een oplader voor thuis of een oplaadpunt in de buurt is opeens geen probleem meer.

Het huren van batterijen via BaaS betekent dat degradatie in de loop van de tijd geen probleem is, dus ervan uitgaande dat oudere EV's nog steeds worden ondersteund door swapstations, kunnen ze service blijven verlenen zonder dat u zich zorgen hoeft te maken over een vervangende batterij. Hierdoor blijven de cellen ook in handen van fabrikanten die een antwoord kunnen bieden op een ander groot probleem waarmee de industrie wordt geconfronteerd:recycling van gebruikte batterijen. Fabrikanten zouden letterlijk eigenaar kunnen worden van dat proces en de milieuprestaties van hun bedrijf kunnen verbeteren door circulaire economieën te creëren.

Maar - en er is een grote maar - er zijn problemen rond standaardisatie tussen fabrikanten, locaties van wisselstations en wie ze bezit, en de kosten van al deze infrastructuur in markten waar oplaadpunten in opkomst zijn. Er is ook de kwestie van de westerse cultuur die eigendom verkiest boven huren, en van gedrag, waarbij we het grootste deel van ons opladen thuis doen (ongeveer driekwart - zoals vermeld in onze chat met Versinetic) in plaats van in het openbaar.

Dat wil echter niet zeggen dat het nooit zal gebeuren. Homogenisering van EV's en hun cellen is al wijdverbreid, en Ford zal bijvoorbeeld het MEB-platform van VW gebruiken. EV-makers waren ook bereid om gedeelde infrastructuur te kopen in de vorm van IONITY hier in Europa en Electrify America in de VS.

De EV-markt is nog jong en relatief in staat om te draaien. Er zou een dappere fabrikant voor nodig zijn om batterijwissel hier te introduceren, maar met NIO op weg naar Europa, zou het wel eens een Chinese import kunnen worden die aanslaat.