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Battery swapping per ricaricare le auto: una buona idea?

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Moderatore: Foto Utente6367

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[1] Battery swapping per ricaricare le auto: una buona idea?

Messaggioda Foto UtenteEtemenanki » 10 nov 2021, 14:36

La soluzione sarebbe semplice (o potrebbe esserlo, se ci fosse un sistema efficente per misurare il consumo di energia da integrare in ogni singola batteria)

Si producano pacchi di batterie standard (ma standard "VERO", cioe' tutti identici per decreto, non come la barzelletta che fu RS232 :lol: ), fatti in modo da poter essere facilmente sostituiti nel veicolo ... un po stile "caricatore da pistola", tanto per capirci, un po come quelle di alcune bici elettriche che le sfili dalla bici, pero' piu grosse, anche se non grosse al punto da non poterle piu maneggiare (ed in ogni veicolo potrebbero esserne alloggiate piu di una, con opportuna circuiteria per gestire la scarica).

Si producano punti di scambio per la ricarica in grado di alloggiare dette batterie (tipo, ad esempio, un'armadio con molte slitte di ricarica), piene ovviamente di batterie da mantenere in fase di carica o di mantenimento se cariche, piu ovviamente sloto liberi per le sostituzioni, tutti dotati di interblocchi gestiti da un sistema digitale.

Si implementi un sistema di gestione sia a livello di vettura che di postazioni dove, ad esempio, se io ho 6 pacchi in macchina e la centralina dell'auto mi segnala che 4 (o 2, o anche solo uno, sta a me scegliere) si sono scaricati, arrivo al punto di scambio, tolgo i 4 pacchi scarichi, li inserisco negli slot vuoti, il sistema controlla il loro stato di salute e calcola quanta energia serve per ricaricarli (basandosi sulle indicazioni del sistema di misura integrato appunto in ogni batteria), e dietro il pagamento della cifra necessaria a ricaricare quelle che io lascio, mi sblocca 4 pacchi pieni, che posso prendere dagli slot ed inserire al posto di quelli che ho lasciato e ripartire subito.

In quel modo il mio solo tempo di attesa per la ricarica sarebbe quello necessario ad effettuare materialmente la sostituzione dei pacchi ed il relativo pagamento, tempo che potrebbe essere piu o meno quello di un normale rifornimento di benzina al self service.

Ovviamente, l'elettronica a bordo dei pacchi dovrebbe essere anche in grado di misurarne l'usura e lo stato di salute, per avvisarmi, nel caso succedesse che uno dei pacchi ha terminato la sua vita utile o e' diventato difettoso, che e' stato scollegato dal sistema di alimentazione dell'auto e che quello non lo posso sostituire con uno carico ma lo devo rimpiazzare con un altro nuovo (ed allo stesso modo il sistema di gestione del punto di scambio deve controllare i pacchi inseriti per evitare che qualcuno lasci un pacco difettoso), ma non mi sembra una cosa impossibile a livello tecnico.

Peraltro esistono gia a livello industriale connettori di potenza di sicurezza, che permetterebbero, volendo, di costruire simili pacchi di batterie in modalita' "a prova di idiota", per cui chiunque potrebbe riuscire a sostituirseli da se alla postazione senza correre alcun rischio ne provocare danni.

Certo, bisogna anche progettare l'auto in modo che tale operazione possa essere eseguita da chiunque in sicurezza, ma ritengo che questo sia il minore dei problemi (sempre a volerlo veramente fare :mrgreen: )

Sbaglio ? ;-)
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[2] Re: Battery swapping per le auto: una buona idea?

Messaggioda Foto Utentestefanopc » 10 nov 2021, 15:04

Etemenanki ha scritto:La soluzione sarebbe semplice (o potrebbe esserlo, se ci fosse un sistema efficente per misurare il consumo di energia da integrare in ogni singola batteria)

Si producano pacchi di batterie standard (ma standard "VERO", cioe' tutti identici per decreto

Si implementi un sistema di gestione sia a livello di vettura che di postazioni dove, ad esempio, se io ho 6 pacchi in macchina e la centralina dell'auto mi segnala che 4 (o 2, o anche solo uno, sta a me scegliere) si sono scaricati, arrivo al punto di scambio, tolgo i 4 pacchi scarichi, li inserisco negli slot vuoti, il sistema controlla il loro stato di salute e calcola quanta energia serve per ricaricarli (basandosi sulle indicazioni del sistema di misura integrato appunto in ogni batteria), e dietro il pagamento della cifra necessaria a ricaricare quelle che io lascio, mi sblocca 4 pacchi pieni, che posso prendere dagli slot ed inserire al posto di quelli che ho lasciato e ripartire subito.

In quel modo il mio solo tempo di attesa per la ricarica sarebbe quello necessario ad effettuare materialmente la sostituzione dei pacchi ed il relativo pagamento, tempo che potrebbe essere piu o meno quello di un normale rifornimento di benzina al self service

ma non mi sembra una cosa impossibile a livello tecnico.

Certo, bisogna anche progettare l'auto in modo che tale operazione possa essere eseguita da chiunque in sicurezza, ma ritengo che questo sia il minore dei problemi (sempre a volerlo veramente fare :mrgreen: )

Sbaglio ? ;-)


No non sbagli.
Ci arriveremo prima o poi speriamo non troppo in la quando i costruttori e i governi si metteranno d'accordo.
Volendo si può fare e sarebbe anche il momento adatto.
In ambito tlc ad esempio si decide prima lo standard e poi tutti i prodotti lo devono rispettare.

Lo stesso andrebbe fatto in campo automobilistico.
Ovviamente è limitante per i costruttori.
Ma è un vantaggio per gli utenti.

Come il vecchio Vhs una cassetta per tutti gli apparecchi.
Ciao
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[3] Re: Battery swapping per le auto: una buona idea?

Messaggioda Foto Utente6367 » 10 nov 2021, 16:50

stefanopc ha scritto:Ci arriveremo prima o poi speriamo non troppo in la quando i costruttori e i governi si metteranno d'accordo.
Volendo si può fare e sarebbe anche il momento adatto.
In ambito tlc ad esempio si decide prima lo standard e poi tutti i prodotti lo devono rispettare.

Lo stesso andrebbe fatto in campo automobilistico.
Ovviamente è limitante per i costruttori.
Ma è un vantaggio per gli utenti.



Curioso che ogni tanto torni a galla il battery swapping.

Perché difficilmente può prendere piede? anzi, perché è già stato scartato?

Innanzitutto ricordiamo che non è una nuova idea sulla carta, è già stato sviluppato e messo in funzione anni fa, da Tesla, Renault e Better Place. Con risultati disastrosi dal punto di vista economico (gratis non si fa niente) e di accettazione da parte degli automobilisti che preferivano la ricarica tradizionale (benché allora non fosse veloce come quella odierna). Ci sono già arrivati e sono scappati!

Perché il battery swapping non funziona per le auto ?

Innanzitutto le batterie per auto pesano centinaia di kilogrammi. Questo, fa una differenza enorme, rispetto, per esempio, alle batterie degli scooter o dei cellulari o di altri apparati che si possono cambiare a mano senza grosse difficoltà. Quale sarebbe il peso massimo di un modulo batteria che una persona qualunque, è in grado di movimentare a mano?

Quindi, il cambio non solo deve essere veloce (più veloce di una ricarica veloce) ma anche robotizzato ed effettuato senza la supervisione di personale che evidentemente aumenterebbe ulteriormente il costo del rifornimento (spero sia noto a tutti che la ricarica conduttiva, anche veloce, si effettua in modalità di fai da te, senza addetti).

Abbiamo idea di quanto possa costare una stazione automatica di cambio rapido delle batterie? compresi i sistemi di ricarica delle batterie estratte e il magazzino abbondante di batterie disponibili per servire tutti i clienti senza rischio di rimanere senza (o si fa un servizio di consegna veloce di batterie già cariche trasportate su camion)? Magari per evitare code, una stazione in grado di cambiare le batterie a due o più auto assieme? Qualcuno ha una vaga idea? E lo spazio necessario per tutto ciò quanto sarebbe ? Altro che semplice "armadio" !.

Ovviamente costerebbe molto di più di un sito o di una stazione di ricarica tradizionale, per quanto veloce e per utenti multipli. Quindi questo servizio avrebbe costi molto più elevati per l'utente che nel 99% delle volte preferirebbe la ricarica tradizionale (a meno che qualcuno non abbia l'idea di impedirgliela per obbligare alle batterie intercambiabili!). Ci potremmo fermare qui, ma andiamo avanti.

Un altro aspetto riguarda la batteria mezza carica: se sono a metà, e faccio il cambio batteria per raggiungere il pieno, chi paga la mezza batteria non utilizzata? il batterinaio sarà disponibile a fare lo sconto perché stacca una batteria mezza piena o ci rimetterebbe lui (una volta nei ristoranti si vendeva il vino a consumo: il cameriere dava una occhiata a quento era rimasto in bottiglia e in base a questo faceva il conto) ? Se no ci si ridurrà a rischiare di restare a secco per non perdere le ultime gocce di energia nella batteria che si lascia giù.

Poi, c'è il problema delle auto. Ci sono auto grandi, auto piccole, auto strette, auto larghe. Ogni auto fa storia a sè, con le sue caratteristiche, le sue prestazioni, le sue forme e le sue masse. A fatica (con l'intervento della Commissione Europea) si sono raggiunte prese standard di ricarica (quando molti vi si opponevano e auguravano la... libertà di presa). Imporre batterie uguali per tutte le auto è impossibile. Anzi, i pacchi batteria sono progettati apposta su misura di ogni auto per sfruttare al meglio gli spazi e la geometria disponibile (e masse e volumi sono estremamente critici per chi progetta un veicolo).

Poi, la batteria robotizzabile, dovrebbe avere guide, ganci, connettori ad hoc, idonei al cambio automatico con affidabilità e sicurezza. Tutto possibile, ma costoso e che richiede ulteriori volumi, ulteriori vincoli sul veicolo, ulteriori parti e costi.

Un altro problema è la sicurezza della batteria una volta staccata con i connettori a 800 V (la batteria normalmente non ha interruttori o contattori, come invece sono presenti per l'unico connettore di ricarica dell'auto). Chi sa le procedure per il cambio di una batteria per auto elettrica, sa che non è banale sostituirla. Se ogni batteria o modulo dovesse avere i suoi sezionatori si aumenterebbero ancora i costi.

Nel frattempo, comunque, stanno prendendo piede le stazioni di ricarica tradizionali, lente, normali, veloci, velocissime. Non tutte le auto, ma le più sofisticate faranno un pieno di una decina di minuti. Non è certo il minuto o due che promette il battery swapping, ma comunque più che accettabile per una fermata in autostrada o durante gli acquisti al supermercato (va sempre ricordato che le auto elettriche in gran parte si caricano in modalità lenta quando sono parcheggiate, rendendo saltuario il rifornimento rapido).

Quindi? Perché smontare la batteria quando si ricarica facilmente lasciandola montata? Ha senso, c'è spazio commerciale per il battery swapping che ovviamente costerebbe di più all'utente (a partità di kWh) e creerebbe molti vincoli al fabbricante di auto? Che vantaggio avrebbe l'utente?

Tutto quanto sopra vale per la ricarica standard delle auto private.

Diverso potrebbe essere il discorso per le eBike e per i veicoli leggeri (non solo le batterie sono leggere ma quasi sempre a una tensione non pericolosa evitando buona parte dei problemi). Tuttavia, anche in questo caso, nonostante qualche timida proposta (come questa viewtopic.php?f=53&t=83555 ), non mi sembra che il battery swapping per eBike e scooter stia avendo grande successo.

Pure per particolari flotte di auto, simili tra loro e gestite da un unico ente che si occupa anche della ricarica, potrebbe essere proponibile il battery swapping. Per esempio, flotte taxi, car sharing o VAN commerciali per le consegne. Eppure anche per simili applicazioni pare che non ci sia interesse il battery swapping: un giusto mix di stazioni veloci e lente va benissimo anche per queste applicazioni e non serve inventarsi altro.

Anche per i bus urbani potrebbe essere apparentemente interessante il battery swapping. Eppure tutti i grandi operatori del settore preferiscono la ricarica tradizionale, più economica ed efficiente, di notte in deposito e/o di giorno tramite i pantografi ai capolinea (ormai abbastanza diffusi in molte città europee).

Perché una invenzione sia buona e prenda piede, non basta che sia fattibile, ma è necessario che non esista una tecnologia alternativa più semplice ed economica che va bene.
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[4] Re: Battery swapping per le auto: una buona idea?

Messaggioda Foto Utenterichiurci » 10 nov 2021, 17:37

Anche a me stupisce il fatto che StafanoPC, che ne capisce, pensa possa diffondersi il battery swapping.

Tra i problemi aggiungerei anche quello che lo "Swap" implicherebbe la presenza di un contatto strisciante capace di sopportare n cicli di inserimento, e che dovrebbe poi lasciar transitare con perdite ohmiche bassissime le centinaia di A che attraversano uun pacco batterie
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