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Troca de pilhas - introdução e vantagens

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Com o rápido desenvolvimento da indústria de veículos eléctricos, assegurar a suplementação atempada de energia é a chave para resolver a ansiedade da quilometragem, pelo que as empresas de baterias e as empresas de veículos eléctricos apresentaram múltiplas soluções, e a troca de baterias é uma delas. Este artigo apresentará uma das marcas mais conhecidas de troca de baterias, Ampla troca de pilhas da América.

O que é a troca de pilhas Ample

A Ample é uma nova empresa de energia fundada em São Francisco em 2014, centrada na investigação e desenvolvimento no domínio da troca de baterias de veículos eléctricos, utilizando uma bateria modular para fornecer serviços de troca para qualquer veículo elétrico em poucos minutos.

Estado de desenvolvimento do sistema de troca de pilhas Ample

Estado de desenvolvimento de Ample battery swapping

A Ample anunciou em 19 de agosto de 2022 que tinha angariado um total de $160 milhões numa nova ronda de financiamento. Os fundadores da Ample, KhaledHassounah e JohndeSouza, afirmam ter desenvolvido uma bateria para veículos eléctricos e todo o processo de troca automática de baterias. O sistema é capaz de trocar uma bateria descarregada por uma totalmente carregada em cinco minutos.

A Ample não é a única empresa a pensar nesta abordagem, o seu objetivo de substituir as baterias é obter uma comodidade e rapidez semelhantes às de uma ida à estação de serviço, e a tecnologia pode reabastecer a autonomia do carro mais rapidamente, ajudando assim a impulsionar a popularidade dos veículos eléctricos.

A Ample construiu 5 estações de troca de baterias em São Francisco com o objetivo de servir as frotas de transporte de passageiros, de entregas e municipais, para as quais a espera pode significar perda de receitas. A troca de baterias da Ample, em parceria com a Uber, tem como objetivo provar que a troca de baterias pode ajudar uma empresa com elevada procura, como é o caso das viagens de carro. Mas a sua visão final é entrar no mercado de consumo geral, onde as pessoas que se deslocam para o trabalho ou fazem viagens por estrada podem substituir as baterias dos seus veículos eléctricos.

Modo de troca de pilhas

Modo de troca de pilhas da Ample

As estações de troca de baterias da Ample assemelham-se a uma lavagem de carros ao estilo de Silicon Valley, com cantos arredondados brancos e brilhantes. A Ample afirma que a sua visão é proporcionar uma experiência tão rápida, económica e conveniente como o reabastecimento de combustível. Há cerca de dois lugares de estacionamento para uma estação de troca de baterias Ample, e é fornecido um serviço de drive-through.

Quando estiver pronto para uma troca de bateria, o condutor do veículo elétrico só precisa de conduzir o carro para se aproximar da estação de troca de bateria Ample, e o sistema reconhecerá o veículo e levantará automaticamente a porta. A porta desliza para cima para revelar a plataforma no interior.

Depois de o condutor seguir as instruções no ecrã no interior da estação de troca para a posição designada, quando o veículo elétrico estiver totalmente estacionado no interior, o condutor começa a trocar a bateria através da aplicação de troca de baterias Ample no telemóvel.

A plataforma na estação eleva o veículo e os seus passageiros alguns metros e, em seguida, máquinas no interior da plataforma trabalham para remover as baterias antigas do veículo e instalar novas. Quando a bateria é substituída, a plataforma é baixada e o condutor pode conduzir com a bateria totalmente carregada na estrada.

A nova geração de estações de troca de baterias Ample permite reduzir o tempo de troca de 10 minutos para 5 minutos. A sua tecnologia pode suportar pequenos veículos de passageiros e grandes camiões de distribuição. A Ample afirma que a sua "bateria modular do tamanho de uma caixa de sapatos" pode ser integrada em qualquer veículo elétrico moderno e que as estações de troca e os componentes podem ser monitorizados à distância. Uma bateria descarregada pode ser totalmente carregada em poucas horas e depois instalada noutro veículo.

John de Souza, cofundador e presidente da Ample, afirmou que, embora seja possível carregar as baterias mais rapidamente, o facto de as baterias serem mais lentas ajuda a retardar o seu envelhecimento. O número de trocas de baterias será limitado pela ligação à rede, pelo que uma estação de troca de baterias de 100 kW pode carregar e trocar 48 baterias por dia, cada uma com uma capacidade de 50 KWH.

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Design modular para uma ampla troca de pilhas

A Ample não é a primeira empresa a analisar troca de baterias ev. A Tesla explorou uma vez o conceito e demonstrou a tecnologia no Model S em 2013, mas acabou por abandonar o plano a favor da sua rede de sobrealimentação.

Para que uma empresa terceira, como a Better Place ou a Ample, possa progredir, tem de encontrar uma forma de ser compatível com a maioria dos veículos eléctricos. Mas conseguir que os fabricantes de automóveis cheguem a acordo sobre as baterias é um desafio: cada vez mais empresas estão a escolher diferentes designs de baterias e materiais para pilhas para diferentes modelos.

A solução de troca de baterias da Ample é também o seu maior ponto forte - o sistema modular. A Ample coloca vários conjuntos de baterias mais pequenos numa única estrutura de bateria, em vez de remover toda a bateria de uma só vez e instalar uma nova, o que reduz o custo mecânico necessário para mover a bateria porque os blocos de células são mais pequenos.

Para além disso, a conceção modular poderá facilitar a adesão dos fabricantes de automóveis. A visão da Ample é que os fabricantes de automóveis deixem um espaço vazio para a bateria quando entregam o automóvel. A Ample pode então construir uma "caixa" para um determinado veículo e inserir nela o maior número possível de módulos.

O número de módulos pode ser personalizado de acordo com o tamanho do veículo (um carro pequeno terá menos módulos do que um SUV grande) e as necessidades do condutor - algumas pessoas podem instalar apenas alguns módulos para a condução diária, mas carregar mais em viagens mais longas. Se a bateria for antiga, a troca de bateria Ample substitui apenas o módulo descartado, não a bateria inteira.

Até à data, o sistema de troca de baterias Ample está disponível em 13 modelos de automóveis. Cada carro elétrico que circula hoje em dia tem um design, uma forma e uma composição química de bateria diferentes. A substituição da bateria tem de ser normalizada e, embora o esquema modular possa proporcionar alguma personalização, a maior limitação continua a ser o fabricante do automóvel, sendo difícil instalar módulos do mesmo tamanho em veículos diferentes.

Enquanto empresas terceiras, como a Ample, estão a trabalhar na criação de um ecossistema normalizado de troca de baterias, alguns fabricantes de automóveis estão a construir a sua própria infraestrutura, o que lhes dá mais controlo sobre os pormenores.

Na China, a NIO estabeleceu-se como um dos principais intervenientes no espaço de substituição de baterias e implementou cerca de 1400 estações comerciais de troca de baterias. Embora a empresa tenha começado a expandir-se para países europeus como a Noruega e os Países Baixos, o foco continua a ser a China.

De acordo com a empresa, existem cerca de 300 000 veículos NIO na estrada e cerca de 60% de condutores utilizaram as estações de troca de baterias. No total, as estações de troca da empresa efectuaram 20 milhões de trocas de baterias e a sua mais recente estação de troca pode efetuar 400 trocas por dia. A estação de troca da Nio pode deslocar a bateria como um todo. A empresa oferece três opções de baterias com diferentes capacidades, cada uma para todos os veículos que produz.

Vantagens e desvantagens da troca de pilhas Ampola

Vantagens e desvantagens da troca de pilhas Ample

O modo de troca de baterias pode reduzir o limiar de compra dos consumidores e resolver o problema do baixo valor residual dos veículos de energia nova através da separação do valor do veículo e das baterias. Através da gestão unificada da bateria e do carregamento lento centralizado, pode efetivamente garantir a segurança do carregamento e a vida útil da bateria, e também ajudar a rede eléctrica urbana a reduzir os picos e a preencher os vales e a absorver mais energia renovável.

Além disso, em alguns casos, as pessoas podem não estar dispostas a parar numa estação de carregamento rápido (sem tempo ou sem lugar de estacionamento), e a troca de baterias demorará apenas alguns minutos, em comparação com as algumas horas necessárias para recarregar, o que pode ser mais valioso neste caso.

No entanto, a escolha do modo de substituição da bateria também tem de ter em conta o problema de custo da estação de troca de baterias. As empresas de troca de baterias não só precisam de construir estações de troca dispendiosas (que, de acordo com as estimativas, custam cerca do dobro do custo de funcionamento das estações de carregamento rápido equivalentes), como também precisam de manter a complexa maquinaria envolvida.

A Nio e algumas outras empresas de troca de baterias funcionam cobrando uma taxa mensal aos clientes. Por exemplo, na Noruega, o preço de substituição da bateria de menor capacidade da NIO é de cerca de $135 por mês (o custo da propriedade total da bateria é de cerca de $8.500).

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