EV Battery Swap Back in Vogue but For How Long? Замена батарей электромобиля снова в моде, но как долго?
20th July 2021
Russia’s SberAutoTech has demonstrated a prototype of an urban mobility system named Flip, aimed at the robo-taxis and delivery markets.
It is comprised of a hive of connected SAE Level 5 electric shuttle buses and battery swap stations. The vehicles feature identical vertical battery compartments in the front and rear ends while the swap stations are capable of replacing the batteries in less than five minutes. The company stated that quick swapping results in shorter fleet’s idle time, allows for use of smaller batteries and decreases the vehicle’s cost and weight.
The evolution’s second wave
The project is a clear indication that the use cases of the well-known car battery swap players, Californian Ample and Chinese Nio, went viral, heralding the swapping technology is back in the saddle again after the failure in the early 2010s. Back then, the news of Tesla abandoning its swap project as well as the failure of the Israeli start-up BetterPlace, that cost its investors $850M, made many pessimistic about the future of battery swapping. Some of the experts went as far as denouncing it as a technical and market dead-end.
However, the battery swapping market is now warming up in the second wave of enthusiasm. A 2021 market report by US-based analyst Guidehouse Insights estimates that the market which, currently, is just under $1Bn, will annually expand by 45% to reach $28Bn by 2030, including both the sales of battery swap station equipment and the revenues from service subscriptions for the end users. The bulk of this growth is concentrated in the Chinese market, said Ryan Citron, senior research analyst at the analyst, with roughly 17,000 swapping points of the globally total 22,000. The latter number is set to reach 454,000 points in ten years.
The car battery swapping market lags behind the light EVs such as seated e-scooters with only Ample and Nio present in the market. “It’s a little more challenging for the cars because of the battery size and weight issues,” Citron said. However, it’s accelerating. These days, Nio is expanding its service model to Norway and Ample to NYC and Japan.
Much has changed since the 2010s: the cost of batteries has drastically reduced and the population of BEVs is a lot more dense. “There actually weren’t many EV owners back then so there were few users that could actually use the swapping networks,” said Citron. The technology has also improved, playing a role in the resurgence. “In the light EV segment, a swap takes under 30 seconds for the most suppliers. The analytics technology has also been improved quite a bit. Companies are using things like AI to understand where to put their next swapping point based on the demand and population density.”
In Russia, state-owned technical regulator Central Scientific Research Automobile and Automotive Engines Institute (NAMI) is studying the swapping technology’s potential. Its director of IT and AI systems Denis Endachev said that a recent research has proved feasibility of doing a swap in four to five minutes, providing a viable alternative to super-fast charging.
Slow down, get unified
The return of interest to battery swapping was pre-defined by the technical challenges in the fast charging. At a fast-charging point, drivers can replenish 80% of their battery’s charge in around 40 minutes – too long if compared to refueling with gasoline. “It’s also well-accepted in the industry that super-fast charging deteriorates your battery much more quickly,” said Citron. “Although it’s not talked about much, the super-fast chargers also have a strong impact on the electricity grid because they draw huge amounts of power at any given time, whereas the battery swapping stations can slowly charge the batteries when the electricity demand and prices are low.”
However, battery swapping has not come free of strong concerns by the consumers. Incompatibility is the most serious obstacle. “It is unlikely that automakers agree on a unified standard of the battery cell design,” said Nikolay Lobanov, founder of consultancy firm Lobanov-Logist. He believed that swapping makes sense only in closed-facility logistics at manufacturing sites, warehouses and such. “To swap batteries outside of closed facilities, a complicated and expensive infrastructure must be deployed with unpredictable internal rate of return and payback period. Besides, the battery design evolves so quickly and deep that the infrastructure would hardly keep up with the pace of this evolution.”
In this relation, the use cases of the vertically integrated Nio or SberAutoTech who supply both the vehicles and the swapping modules, can beat the path for the others. Citron said: “Eventually, the innovations around batteries are going to diminish and the vehicles’ fits and battery designs will more closely resemble each other. At that point, somewhere around 2030, it’ll be a lot easier for a battery design standard to emerge.”
https://www.tu-auto.com/ev-battery-swap-back-in-vogue-but-for-how-long/
20 июля 2021 г.
Российская компания «СберАвтоТех» продемонстрировала прототип системы городской мобильности под названием Flip, ориентированный на рынки роботакси и доставки.
Он состоит из улья подключенных электрических маршрутных автобусов SAE уровня 5 и станций замены батарей. Транспортные средства имеют идентичные вертикальные аккумуляторные отсеки в передней и задней части, в то время как сменные станции способны заменить батареи менее чем за пять минут. Компания заявила, что быстрая замена сокращает время простоя автопарка, позволяет использовать батареи меньшего размера и снижает стоимость и вес автомобиля.
Вторая волна эволюции
Этот проект является явным свидетельством того, что примеры использования хорошо известных плееров подкачки автомобильных аккумуляторов, Californian Ample и Chinese Nio , стали вирусными, предвещая, что технология подкачки снова вернулась в седло после неудачи в начале 2010-х годов. Тогда известие об отказе Tesla от своего проекта по замене батарей, а также крах израильского стартапа BetterPlace, который обошелся инвесторам в 850 миллионов долларов, вызвали у многих пессимизм в отношении будущего замены батарей. Некоторые эксперты дошли до того, что осудили это как технический и рыночный тупик.
Однако рынок замены аккумуляторов сейчас разогревается второй волной энтузиазма. Согласно рыночному отчету американского аналитика Guidehouse Insights за 2021 год, рынок, который в настоящее время составляет чуть менее 1 млрд долларов, будет ежегодно расширяться на 45% и достигнет 28 млрд долларов к 2030 году, включая как продажи оборудования для станций замены батарей, так и выручку. из подписок на услуги для конечных пользователей. По словам Райана Цитрона, старшего аналитика аналитика, основная часть этого роста сосредоточена на китайском рынке, с примерно 17 000 точек обмена из 22 000 в мире. Последнее число должно достичь 454 000 пунктов через десять лет.
Рынок замены автомобильных аккумуляторов отстает от легких электромобилей, таких как сидячие электросамокаты, и на рынке представлены только Ample и Nio. «Это немного сложнее для автомобилей из-за проблем с размером и весом аккумулятора», - сказал Цитрон. Однако он ускоряется. В наши дни Nio расширяет свою модель обслуживания до Норвегии, а Ample - до Нью-Йорка и Японии.
С 2010-х годов многое изменилось: стоимость батарей резко снизилась, а количество BEV стало намного больше. «В то время владельцев электромобилей было не так много, поэтому было мало пользователей, которые действительно могли использовать сети обмена», - сказал Цитрон. Технология также улучшилась, сыграв свою роль в возрождении. «В сегменте легких электромобилей для большинства поставщиков замена занимает менее 30 секунд. Немного улучшена и технология аналитики. Компании используют такие вещи, как искусственный интеллект, чтобы понять, где разместить следующую точку обмена в зависимости от спроса и плотности населения ».
В России государственный технический регулирующий орган Центральный научно-исследовательский институт автомобилей и автомобильных двигателей (НАМИ) изучает потенциал технологии обмена. Его директор по ИТ и системам искусственного интеллекта Денис Эндачев сказал, что недавнее исследование доказало возможность выполнения замены за четыре-пять минут, что является жизнеспособной альтернативой сверхбыстрой зарядке.
Притормози, стань единым
Возврат интереса к замене аккумуляторов был предопределен техническими проблемами быстрой зарядки. В точке быстрой зарядки водители могут восполнить 80% заряда аккумулятора примерно за 40 минут - слишком долго по сравнению с заправкой бензином. «В отрасли также широко распространено мнение, что сверхбыстрая зарядка приводит к более быстрому износу аккумулятора», - сказал Цитрон. «Хотя об этом мало говорят, сверхбыстрые зарядные устройства также оказывают сильное влияние на электросеть, потому что они потребляют огромное количество энергии в любой момент времени, в то время как станции замены аккумуляторов могут медленно заряжать аккумуляторы, когда спрос на электроэнергию и цены на нее низкие. "
Тем не менее, замена батарей не избавила потребителей от серьезных опасений. Несовместимость - самое серьезное препятствие. «Маловероятно, что автопроизводители согласятся на единый стандарт конструкции аккумуляторных элементов», - сказал Николай Лобанов, основатель консалтинговой компании «Лобанов-Логист». Он считал, что обмен имеет смысл только при закрытой логистике на производственных площадках, складах и т. Д. «Для замены батарей за пределами закрытых объектов необходимо развернуть сложную и дорогостоящую инфраструктуру с непредсказуемой внутренней нормой окупаемости и сроком окупаемости. Кроме того, конструкция батареи развивается так быстро и глубоко, что инфраструктура вряд ли сможет поспевать за темпами этой эволюции ».
В этом отношении варианты использования вертикально интегрированных Nio или SberAutoTech, которые поставляют как автомобили, так и заменяемые модули, могут превзойти другие варианты. Цитрон сказал: «Со временем количество инноваций, связанных с аккумуляторными батареями, уменьшится, и конструкции автомобилей и конструкции аккумуляторов станут более похожими друг на друга. В этот момент, примерно в 2030 году, будет намного проще разработать стандарт конструкции батарей ».
https://www.lobanov-logist.ru/library/352/64251/