Компании, занимающиеся заменой батарей, утверждают, что эта технология может сравняться по скорости со скоростью работы автозаправочной станции, но эксперты говорят, что зарядка, скорее всего, останется актуальной для большинства из нас.
Зарядка стала основным способом поддержания заряда батарей электромобилей в дороге, но некоторые компании разрабатывают альтернативный вариант, который, по их мнению, может быть даже быстрее самых быстрых современных зарядных устройств: замена батарей.
Сегодня базирующийся в Сан-Франциско стартап Ample продемонстрировал свою новую систему замены батарей, которая, по их словам, позволяет заменить разряженную батарею электромобиля на новую за пять минут.
Компания Ample присоединяется к ряду других компаний, как существующих, так и бывших, с аналогичными идеями. Система замены батарей призвана обеспечить удобство и скорость, сравнимые с посещением автозаправочной станции, что, по мнению сторонников, может укрепить позиции электромобилей, ускорив пополнение запаса хода автомобиля. Однако некоторые эксперты настроены скептически, рассматривая замену батарей как дорогостоящее решение, которое в лучшем случае будет служить узкой нише в будущем электрического транспорта.
Новые пункты заправки Ample выглядят как автомойки, спроектированные в Силиконовой долине: сверкающие белые стены и закругленные углы. «Наша главная цель — предоставить услугу, которая будет такой же быстрой, доступной и удобной, как заправка бензином», — сказал Хамид Шрикер, директор по продуктам Ample, во время видеоэкскурсии.
Станция Ample занимает площадь примерно двух парковочных мест и предлагает обслуживание без выхода из машины. Когда автомобиль готов к замене, водитель подъезжает к станции. Дверь раздвигается, открывая доступ к платформе. После того, как водитель, следуя инструкциям на экранах внутри станции, займет свое место на платформе, он нажимает кнопку в подключенном приложении, чтобы начать замену. Платформа станции поднимает автомобиль и его пассажиров на несколько футов, после чего внутренний механизм приступает к работе, извлекая использованные батареи из автомобиля и устанавливая новые. После завершения замены платформа опускает автомобиль обратно на дорогу, и водитель может отправиться в путь, заряженный и готовый к поездке.
Связанная статья
Разряженные батареи затем можно зарядить в течение нескольких часов и установить в другой автомобиль. Хотя батареи можно заряжать быстрее, замедление процесса помогает предотвратить их деградацию, говорит Джон де Соуза, соучредитель и президент Ample. Количество замен будет ограничено подключением к электросети, поэтому станция с подключением мощностью 100 киловатт сможет заряжать и заменять 48 батарей в течение дня, каждая емкостью 50 киловатт-часов.
Компания Ample установила в районе Сан-Франциско дюжину своих станций замены батарей первого поколения. По словам де Соузы, они ежедневно выполняют несколько сотен замен, каждая из которых занимает примерно 10 минут. Стартап сотрудничает с Uber, стремясь продемонстрировать, что замена батарей может помочь в таких ресурсоемких приложениях, как системы совместных поездок. Но конечная цель — это замена батареи, которая позволит людям, совершающим поездки на работу или в дальние путешествия, быстро заменить батарею электромобиля и продолжить путь.
Строительство станций замены батарей обойдется дороже, чем строительство суперзарядных станций: компания Ample отказалась сообщить точную сумму, которую планирует потратить на каждую станцию, заявив лишь, что они будут дешевле, чем другие объекты по замене батарей, строительство и установка которых может стоить полмиллиона долларов.
Развилка на дороге
Компания Ample далеко не первая, кто занимается заменой батарей. Tesla Motors изучала эту концепцию, продемонстрировав технологию в своей модели Model S в 2013 году, но в итоге отказалась от этого плана в пользу своей сети суперзарядных станций.
Компания Better Place была одним из самых известных предприятий по замене аккумуляторов. Стартап был основан в 2007 году и сотрудничал с автопроизводителем Renault, создав сеть из нескольких десятков станций по замене аккумуляторов в Израиле. Но после привлечения около 850 миллионов долларов компания не смогла привлечь больше автопроизводителей и водителей и в конечном итоге объявила о банкротстве в 2013 году.
Сегодня над проектами по замене батарей нависает призрак «Лучшего места», но де Соуза говорит, что подход компании Ample решает проблемы, которые погубили предыдущие версии этой технологии.
Чтобы сторонние компании, такие как Better Place или Ample, смогли добиться успеха, им необходимо найти способ обеспечить совместимость своих продуктов с автомобилями, выходящими на дороги. Но добиться согласия автопроизводителей по поводу типа батареи — непростая задача: компании все чаще выбирают разные конструкции и химический состав батарей для разных моделей.
Решение компании Ample — это модульная система. Вместо того чтобы вынимать всю батарею целиком и прикручивать новую, стартап планирует разместить несколько более компактных блоков в одном корпусе. Это снижает затраты на оборудование, необходимое для перемещения батарей, поскольку детали меньше по размеру, говорит де Соуза.
И что особенно важно, модульная конструкция может упростить процесс заключения соглашений с автопроизводителями, говорит де Соуза. Видение Ample заключается в том, чтобы автопроизводители могли поставлять свои автомобили с пустым пространством там, где должна быть батарея. Затем Ample может создать корпус для конкретного автомобиля и установить столько модулей, сколько поместится.
Количество модулей можно настроить как в соответствии с размером автомобиля (в компактном автомобиле поместится меньше модулей, чем в большом внедорожнике), так и в соответствии с потребностями водителя — кто-то может установить всего несколько модулей для повседневной езды, но загрузить их при длительной поездке, говорит де Соуза.
На данный момент станции замены батарей Ample совместимы с двумя моделями автомобилей, в которых установлены специальные батареи компании: Nissan Leaf и Kia Niro. По словам де Соузы, система работает с 13 моделями автомобилей, хотя о других партнерах-автопроизводителях пока не сообщалось.
Некоторые эксперты скептически относятся к практичности даже этой измененной концепции замены батарей. «Я думаю, что замена батарей вряд ли станет основным способом управления батареями для всего автопарка», — говорит Джереми Михалек, профессор инженерии и государственной политики в Университете Карнеги-Меллона.
Каждый современный электромобиль, независимо от марки и модели, имеет свою уникальную конструкцию, форму и химический состав батареи. Замена требует стандартизации, и даже если модули могут обеспечить некоторую индивидуальную настройку, они все равно будут серьезным ограничением для автопроизводителей. «Установка модулей одинакового размера в разные автомобили очень ограничивает возможности», — говорит он.
За рулём
В то время как сторонние компании, такие как Ample, стремятся создать стандартизированную экосистему обмена запчастями, некоторые автопроизводители создают собственную инфраструктуру, которая дает им больший контроль над деталями.
В Китае компания Nio зарекомендовала себя как крупный игрок на рынке замены батарей. Автопроизводитель развернул около 1400 коммерческих станций по замене батарей; большинство из них находятся в Китае, хотя компания также начала расширять свою деятельность в европейские страны, такие как Норвегия и Нидерланды. Цель состоит в том, чтобы к концу 2023 года установить 2300 станций.
Связанная статья
По словам Фэй Шэня, старшего вице-президента по управлению питанием в компании Nio, главным аргументом в пользу покупки для клиентов является удобство. «Замена батарей занимает почти столько же времени, сколько и заправка топливом», — говорит он.
Станции замены батарей Nio позволяют перемещать батареи целиком и в неповрежденном состоянии. Компания предлагает три различных варианта батарей разной емкости, каждая из которых подходит для любых автомобилей, выпускаемых компанией.
Клиентам Nio не нужно менять батареи — автомобили могут заряжаться на станциях быстрой зарядки, которые также производит Nio, — но такая возможность существует, и люди ею пользуются, говорит Шен. По данным компании, у автопроизводителя 300 000 автомобилей на дорогах, и около 60% водителей пользовались станциями замены батарей. В общей сложности станции компании выполнили 20 миллионов замен, а новейшие станции могут выполнять 400 замен в день.
Nio — не единственная компания, занимающаяся внедрением системы замены батарей в Китае. По прогнозам исследовательской компании BNEF, в общей сложности шесть китайских компаний, включая Nio, планируют установить 26 000 станций замены батарей в стране к 2025 году.
Нажатие на тормоза
Эти усилия могут увенчаться успехом в верхнем сегменте рынка, но маловероятно, что такие компании, как Nio, смогут удовлетворить потребности подавляющего большинства водителей, говорит Гил Тал, директор исследовательского центра подключаемых гибридных и электромобилей Калифорнийского университета в Дэвисе. «Я думаю, это очень дорогое решение», — говорит он.
Компаниям, занимающимся заменой батарей, придется не только строить дорогостоящие станции замены (которые, по некоторым предварительным оценкам, могут стоить примерно вдвое дороже аналогичной станции быстрой зарядки), но и обслуживать сложное оборудование. «Управлять большим количеством станций замены очень сложно — все они должны обладать высокой надежностью», — говорит Шен.
Компания Nio и некоторые другие компании, занимающиеся заменой батарей, планируют взимать с клиентов ежемесячную плату за батареи и право на их замену. В Норвегии стоимость батареи Nio наименьшей емкости составляет примерно 135 долларов в месяц (при покупке батареи целиком это обойдется примерно в 8500 долларов).
Незначительная экономия времени при замене батареи может не оправдать дополнительных затрат и хлопот. «Большинство водителей электромобилей не проезжают больше, чем позволяет запас хода автомобиля», — говорит Тал. Для тех немногих, кто это делает, добавляет он, остановка на быстрой зарядке на 15-20 минут не станет большей проблемой, чем остановка для замены батареи.
Быстрые зарядные устройства постоянно совершенствуются: сегодня сеть суперзарядных станций Tesla предлагает мощность зарядки до 250 киловатт — этого достаточно, чтобы увеличить запас хода примерно на 200 миль за 15 минут. Другие современные быстрые зарядные устройства могут достигать мощности в 350 киловатт.
Компании, возможно, смогут внедрить услугу замены батарей там, где люди готовы платить больше за скорость: в автомобилях класса люкс, в автопарках грузовиков или такси. Более вероятно, что это будет полезно в узком круге случаев, когда остановка на станции быстрой зарядки представляет собой серьезное неудобство. Но, по крайней мере, пока, когда мы откажемся от бензоколонок, мы будем подключать батареи к зарядке во время поездок.
Источник: www.technologyreview.com
