lunedì, dicembre 04, 2023

batterie swappabili

 


Fra le varie "tecnologia nuova magica rivoluzionante" per rendere usabile le auto elettriche con poca batteria come se fossero delle benzina vi e' la bizzarria delle "batterie sostituibili".

Probabilmente l'equivoco nasce dal fatto che costoro sono rimasti ancora alla automobilina con cui giocavano da piccoli dove con 4 stilo andava 30 minuti a 15Kmph, ma nella fantasia da bimbo erano numeri molto diversi, come quando camminando con il bastone appoggiato all’inferriata sembrava di fare una musica anziche' un fastisioso sdeng sdeng sdeng sdengsdeng sdengsdeng sdengsdeng sdeng.

L'idea ovviamente ha un suo fascino perché per caricare una piccola 70KWh senza ammazzare una rete elettrica o la batteria stessa ci vuole un'intera nottata e oltre e se siete a metà di un'autostrada o dove non esiste una zona industriale sembra una cosa furba.
Anche se aumentando il numero di auto elettriche la rete la ammazzate lo stesso.
Del resto la batteria dell'automobilina giocattolo la cambiavate in 15 secondi, non le 10 ore che serve per una ricarica completa.
Cosa ci vuole?
Lo facevo a 5 anni, e' facile!

il problema e' che non e' semplice fare una cosa del genere.

Innanzi tutto e' necessario capire che la batteria ci una EV non e' ne piccola ne leggera.


come potete vedere generalmente la batteria e' sistemata sul pianale che e' un luogo relativamente sicuro e dove non disintegrano la tenuta di strada come nei suvvetti a sbalzo della NSU.
Ma anche prevedere un tunnel come si faceva nel 78 non e' banale.

In pratica anziché avere una batteria appoggiata e imbullonata sul telaio occorre un "pacchetto" che la renda maneggiabile, o se preferite, più costi e più peso, come dire che non vi basta il prezzo delle EV e il loro peso.

Perché ricordiamo che una vettura a benza con motore a sbalzo il motore e tutto il ciarpame connesso lo si monta in 15 minuti... se hai un officina che e' in realta' uno stabilimento, ma se parliamo della solita officina sotto casa il meccanico fara' di tutto per evitare di estrarre il motore dal cofano, preferirebbe andare dal mago Otelma. 

Quindi l’estrazione di oltre 1000Kg di batteria, anche se apparentemente semplice, rimane sempre un operazione difficile:
-Spostare la massa enorme con precisione millimetrica e in fretta. Non e' che il benzinaio Beppe e l'aiutante Pierino possono maneggiare quella cosa a mano.
-Bloccare/sbloccare in piu' punti la batteria (altrimenti la prima frenata esplode l'auto)
-connettori da KA da aprire standardizzati e maneggiabili,
-Sistemi idraulici da aprire senza perdite (e liquidi ben compatibili e connettori ben maneggiabili)
-Un macchinario in grado di gestire in automatico come un robot-magazino industriale la batterie e che la ricarichi.

In pratica la stazione di servizio e' appena diventata un aggeggio multi milionario.
Se pensavate che la piazzola che ricarica poco fosse estremamente costosa, qui siamo su di un altro livello di perversione.

Ma le brutte notizie non arrivano mai sole.
Le auto dovranno essere tutte uguali, non importa il marchio o il modello.
Abbiamo visto che una batteria e' piu' grande di una vettura a benzina da città, di fatto oggi ha la forma della vettura ed e' il motivo per cui, neppure pagando, alcune auto hanno batterie decenti.
Non potete mettere una batteria dell’auto X sull'auto Y, anche se e' della stessa marca.
Il perche' e' banale e sempre lo stesso, la batteria e' tanto grossa da definire la dimensione e forma della vettura, soprattutto se volete che duri piu' di 250Km.
In pratica si potrebbero definire 2 form factor, ma sicuramente non di piu', altrimenti sai che ridere: non solo si avrebbe un problema di aumento costi perché ogni form e ogni tipologia di auto abbisognerebbe di un impianto di estrazione diverso, ma anche che il magazzino del benzinaio dovrebbe avere tutte le tipologie stoccate e siccome costano decine di migliaia di euro cadauna... non avrebbe mai la vostra.

In soldoni se l'auto definita in sede di progetto e' una pontiac atzec o una simile medda europea (probabile viste le vendite attuali) tutte le auto saranno quella roba per avere la batteria uguale e la porta di estrazione nello stesso identico punto.

A molti queste robe piacciono, basti vedere il successo dei vari ta-rocc e le varie prinz, ma non e' certo un veicolo per cui ci spenderei delle grandi cifre: ma non si puo' avere la dacia logan a benzina anziché uno schifo come il Q8 NSU?

Vuoi una sportiva?
Troverai una cosa come quella in foto, ma con l'alettone
Vuoi una berlina?
Troverai una cosa come quella in foto, ma con il bagagliaio basso
Vuoi una citycar?
Troverai una cosa come quella in foto, ma con solo le portiere davanti.

Petche deve essere uguale usando la stessa batterie, che ti piaccia la forma del veicolo o meno.

Cominciamo a capire il problema?

Ennesima brutta notizia è una cosa ancora di costi.
Oggi far benzina nel milanese o in Calabria non e' un problema, in estate la stessa autobotte che riempiva la cisterna a Sesto prende l’Autostrada e va a Cosenza a fare lo stesso.
Un carico sono MWh a pacchi.

Provate ad immaginare di trasportate la stessa cosa in batterie per far si che anche la localita' di villeggiatura sia dotata di un giro batterie sufficiente: un camion ne porterebbe solo 20 circa e voglio solo immaginare cosa succederebbe in caso d'impatto.

Le brutte notizie non arrivano mai sole sequel.
Mettiamo che il distributore che oggi fa mediamente 30 pieni di benzina al dì decida di passare allo swap di batterie.
Ovviamente essendo "media" vuol dire che nel mese MEDIO, diciamo che non esista la stagionalita', i pieni variano da 3 a 60 a seconda del tempo e del giorno della settimana.
Vuol dire che il minimo deve avere alla mattina 50 batterie cariche e 10 in carica sul finire, non avrebbe senso caricarle a tuono (costi e usura).
La prima domanda che ad uno sovviene e': chi paga l'autoscarica?
60 batterie da 100KWh di autoscarica sono 6000KWh circa di autoscarica annui.
Vanno tenute in carica sempre, del resto non avrebbe senso il contrario, ma una stazione di rifornimento in localita' turistica passerebbe almeno 6 mesi a buttare energia per nulla.
Oltretutto quelle batterie invecchiano, dopo 10 anni una batteria che probabilita' ha di essere ancora efficiente?
Dalle batterie che uso... sono cavoli, ma anche la letteratura racconta che, salvo misure estreme (non compatibili con l'auto), in pratica e' da considerarsi defunta una batteria decennale.
O in soldoni il 10% del valore finanziario annuo, con il costo del denaro sono soldoni.
 

Inoltre quelle 60 batterie, chi le paga come investimento?

Essi' arriviamo all'economia, che non e' cosi' strz come la fisica, ma spesso e' arcigna non da meno.

Chi paga tutto sto caos e' la domanda media che faccio ai verdosky che mediatamente mi rispondono:
"gli altri"
O, se non ci credete,  in sostanza parolacce confuse che traduciamo in "tasse", "sgravi", "basta che non sia io direttamente", "l'europa"....
Comprendo che chi ha studiato latino e liberi pensatori possa arrivare alla follia che se non lo paghi cash non ti tocca o se lo si paga insieme la cifra scompare.
Che marginalmente puo' essere vero, ma quando si parla di cifre vertiginose come queste con il ciuffolo che e' così.

Visto che non si possono trasportare gioiosamente a 1000Km di distanza durante i WE di sole, probabilmente il rapporto fra batterie stoccate e auto non e' certo 1:1 (come accade ora), ma di 4-5:1.
Se un pacco da 100KWh costa 30KE (alcuni fanboy contestano questa cifra che e' comprensiva degli accessori montati e struttura, se anche fossero 20 o persino ridicoli 15 nulla cambierebbe!) vorrebbe dire che per ogni vettura circolante ci sarebbero ALMENO 90.000E di batterie accessorie, probabilmente molto di piu'.
Cominciate a vedere un problema?

-Salve vorrei una dacia logan da 10.000E
-Eccola, prepari l'assegno da 120.000E.
-Ma e' una brutta Tarocc e pure costosa...
-Signore e' elettrico 100%, ed elettrico e' sempre bello!

Che sia a rate (ovvero pagandolo sullo swap o pagando un tot al mese) o meno il prezzo deve essere quello.

Ovviamente va pagata anche la stazione, che come abbiamo visto ha ulteriori costi folli.

Probabilmente per un sistema del genere si avra' la batteria, o l'intera auto, in noleggio in quanto risolverebbe i problemi di gestione economica su chi deve pagare una batteria sfondata.

La questione comunque permane perche' la domanda e': quanto e' sana la batteria che viene montata?
Quale sara' il punto di efficienza minimo tollerato?
80%?
70%?
50%?

non dimentichiamoci che diminuendo la capacita' di carica diminuisce in tandem anche l''efficienza e la stabilita' ai guasti (che sono un attimo distruttivi).
Se all'ultimo swap ho tirato su una batteria schifida e ora ricarico da casa e il 30% della carica va in calore e ventole?
Se la batteria mi saluta a meta' della serravalle perché ha deciso di morire?
Se la batteria prende fuoco?
Se l'utente prima di me della batteria ha messo nell'auto il liquido di raffreddamento "faidate" come si insegna su YT (tipicamente bicarbonato) e adesso circola nella mia vettura sfondandola?
Chi paga?
Chi garantisce?

Come succede spesso per l'ecotonto non e' che che io dico "non si puo' fare" tecnicamente, del resto si puo' andare sulla luna e passarci il weekend guardandosi Wallace e Gromit in loco e capire come trovare la parte del satellite fatta di formaggio.
E' fattibile, tecnicamente non e' un problema irrisolvibile...

Diverso il caso che quello che si puo' fare sia il caso di farlo.
Quanti sarebbero in grado di sostenere quelle cifre?
Non parliamo della barzelletta dell'ecologia, si tratta sempre di quadruplicare le batterie e raddoppiare almeno i consumi.

La domanda e' per tutti questi furbacchioni:
Quale vantaggio ha questo incubo rispetto ad una vettura a benzina?
fare lo 0-100 in 5 secondi con un furgone da panettiere?
Mah.


13 commenti:

ZioPippo ha detto...

Forse è proprio il concetto di "auto personale" che dovrà essere superato nel futuro: l'auto come commodity, parte di uno sciame elettrico auto-guidato che "chiami" a casa quando ti serve, ti porta dove devi andare, e finisce lì. Niente "voglio il SUV grosso" "la voglio coi cerchi color limone cromati" "la mia è più grossa della tua". Certo vuol dire avere l'auto autonoma, quindi oltre all'infrastruttura per l'auto elettrica devi avere l'infrastruttura stradale adatta alla guida autonoma. Auguri :D

Anonimo ha detto...

Un altro punto, banalmente: a chi appartengono le batterie?

Perché se sono mie, o le uso solo io (e non ha senso che siano swappabili, o ne ha molto poco) oppure rischio di lasciare giù le mie batterie nuove di pacca, scariche, e prenderne un set che magari è a fine vita, e quando le ricarico a casa mi danno problemi

Oppure di mio c'è solo la macchina, e le batterie sono a noleggio (per svariati valori di "noleggio"); però poi me lo scordo di caricarle a casa, o al lavoro, o in qualunque altro posto che non sia certificato dal fornitore; perché comprensibilmente costui vorrà avere un minimo di garanzia

Co.Bra.

blu-flame ha detto...

COBRA
Il problema non e' solo alla ricarica, ma anche dell'auto.
Ricordo che le batterie scambiano calore, generalmente con liquidi, con l'auto.
Ovvero se la mia auto e' contaminata danneggera' la batteria e anche il distributore.

Seguendo il tuo discorso l'auto, e la sua manutenzione, dovra' essere certificata e blindata.

Fai prima a noleggiare la vettura dal fornitore di batterie.

Danilo ha detto...

Inoltre, se TUTTE le auto avessero batterie swapabili, la ricerca di nuovi tipi di batterie si fermerebbe all'istante.
E' evidente che un nuovo tipo di batteria, piu' efficiente, piu' leggera, piu' veloce da caricare, risulterebbe necessariamente incompatibile con il parco circolante.

blu-flame ha detto...

Danilo, quello non e' detto, di fatto la batteria e' un unita' quasi a se con molte CPU e menate.
Dipende come e' progettata e se cambia il fattore di forma.

Diverso e' il fatto che magari non esisterebbe, come ora per la benzina, un vantaggio per l'utente a comprare una benzina particolare.

ZioPippo ha detto...

Il punto è che il 90% di quelli che sento blaterare di batterie swappabili lo fanno "a grandi linee" o "per principio". Nessuno di loro ha la più pallida idea delle implicazioni tecniche, e per loro è una cosa non molto diversa dall'andare in un negozio e cambiare la batteria non dico di un iPhone ma di un Nokia 3310 :D

Roberto M ha detto...

Alcune note, dimmi cosa ne pensi:

- Le batterie rimovibili potrebbero essere solo una parte della batteria totale del mezzo, diciamo un 30-40%, magari viste come espansione della batteria principale
- Le batterie rimovibili potrebbero essere a noleggio, quindi di proprietà di un'azienda esterna che te le noleggia e ti assicura n minimo di qualità del ricambio, e al cambio a volo no ti devi preoccupare della proprietà della batteria: vai al box dell'azienda di noleggio e fai il cambio
- I carri attrezzi potrebbero avere alcuni pacchi di batterie pronte per poter soccorrere chi è rimasto a piedi. Una volta riportata l'auto nell'officina del soccorritore, si può rimontare il pacco originale e ricaricarlo

Ciao

blu-flame ha detto...

roberto

"Le batterie rimovibili potrebbero essere solo una parte della batteria totale... 30-40%"
non cambia molto: dove fai il portello per quell'affare?
Ricordati che deve essere IDENTICO per tutti.

"Le batterie rimovibili potrebbero essere a noleggio, quindi di proprietà di un'azienda esterna"
Come gia' detto esistono comunque delle problematiche.

"I carri attrezzi potrebbero avere alcuni pacchi di batterie pronte per poter soccorrere"
Te lo vedo cambiare mezza tonnellata di batteria (secondo la tua ipotesi double pack) A MANO.
Dimmi come fa, in mezzo alla strada con veicoli che ti passano a fianco, sbudellare una vettura e cacciare dentro quei sani 3-4-500Kg nella vettura scollegando liquidi, connettori... magari il portello e' a lato o persino sotto (per il WAF, sai...) non fattibile se non con un'officina.

Non e' una pila a stilo e neppure una batteria da 1KWh come quella dei servizi, stiamo parlando di affari di dimensioni ENOMI e masse che vanno oltre i Kg che muovi a manina.
Parliamo di oggetti che sono pesanti come una citycar odierna, non li puoi mettere in spalla e infilare dentro in un buco come una leggera e agile batteria da 12V. Non a caso nei camion ne mettono 2 o 4 per evitare di muovere batterie troppo grosse quando fanno manutenzione e sarebbero solo 50Kg, mica 400.

Roberto M ha detto...

Io immagino una batteria grande all'incirca come una pedana da pallet di plastica, installata con un portello accessibile da uno o due lati, idealmente da sotto alla macchina, come si faceva una volta per le ruote di scorta.
Certo, le auto dovrebbero avere tutte "l'attacco universale", ma sotto questa ipotesi la batteria potrebbe essere cambiata con un carrello da pallet idraulico opportunamente costruito/modificato.
I carri attrezzi portano già cose pesanti e ingombranti, basti pensare ad una ruota di TIR da cambiare, non siamo molto distanti.
Sul noleggio effettivamente non ho molte idee, rischia di essere costoso. Ma se l'attacco è universale il numero di potenziali utenti è enorme e i costi potrebbero essere spalmati e diventare sottilissimi.

blu-flame ha detto...

roberto il problema e' che per questa ipotesi dovresti avere una batteria blindata(quindi molto piu' pesante) e sarebbe comunque grossa e pesante.
Inoltre dovrebbe trovare posto fra trasmissione, motori e batterie principali.

Per muoverla non solo hai bisogno di un (due e una gru specifica) transpallet a pantografo (generalmente motorizzato) con una sede acconcia, ma non e' che e' una pila da 1.5V.
Ok arrivi da sotto per prenderlo e poi cosa fai?
Diciamo che hai connettori motorizzati a bordo (quei 10.000E ben spesi) e una procedura no-problem.
Diciamo che hai messo 20 avvitatori a bordo dell'auto per fissare e sboccare la batteria.
Diciamo che il transpallet e' autocentrante perche la batteria ha una forma che fa schifo per i consumi, ma e' facile.
Diciamo che trovi il sistema per motorizzare sui 3 assi il transpallet e prima del cambio lavi il sottoscocca per vedere le mire automatizzate di aggancio (se sei fuori di piu' di 1/10mo probabilmente qualcosa va storto sui filetti).
Diciamo che...
Dopo di che sei sicuro che non sia una bella idea strisciare la sotto per vedere se tutto e' andato per il verso giusto?
Un'ossidazione?
Un pochino di terra?
Uno dei filetti che non e' perfetto o non ha ruotato in sincro?

Bene hai appena speso fra gru e transpallet quei 300.000E, speso altri 20.000E sull'auto e resa piu' pesante di 200Kg.
Nonostante cio' ora ti servono almeno 2 persone e un capannone bello ampio ben in piano se vuoi riuscire, per cambiare la batterie ci metti piu' che a cambiare 4 ruote 2 volte e non abbiamo ancora parlato dello stoccaggio e ricarica.

Perche' il problema e' che quella roba viaggia intorno alla mezza tonnellata e in caso di frenata o incidente non puo' andarsene in giro per l'abitacolo come una salva della classe Iowa

"L'attacco" sono un giro di bulloni grossi come il tuo dito, sono connettori grossi come il tuo braccio.

hai mai notato come e' tenuta la banale batterie dei servizi?
https://www.sicurauto.it/wp-content/uploads/2022/12/10439-anteprima-batteria-auto.jpg
quella e' una batteria da 16Kg, circa 0.5KWh
Dentro un contenitore
Dentro un secondo contenitore
Staffata
2 bulloni, ad occhio del 12
2 connettori con spina da quasi 2cm e presa che alle volte arriva a 6cm.

Prova a moltiplicare per 50 quella roba e hai l'idea di cosa stai andando a fare, non e' la batterie click clack della fotocamera/PC a cui sei abituato.

E' sempre una questione di DIMENSIONI che fregano il semplificare.

Roberto M ha detto...

Ma 500 kg è il peso di tutta la batteria o solo del 30%? Perché se 500 kg è il peso totale il 30% sono 150 kg, molto più gestibili.
OK, la batteria va bullonata, ma non si potrebbe farlo da un lato solo, infilandola in qualche parte forte, tipo il telaio? Bisogna trovare un modo per sfilarla una volta sbullonata, quindi forse bisogna fare un cassetto apposta. I bulloni delle ruote non bastano? Penso che anche loro siano sollecitati abbastanza.

blu-flame ha detto...

Roberto
Una batteria da 100KWh fra annessi e connessi pesa circa 1000Kg e ha autonomia di 450-500Km "giusti"
Quindi se parliamo di una batteria da 150Kg (un affare che pesa comunque una botta, come dire 10 batterie servizi da mediopiccola come quella in foto) stiamo parlando di 75Km, come dire... inutile.

I bulloni delle ruote possono bastare... ma li avviti a mano?
Cosa fai alzi la vettura e ti metti sotto come cambiare la marmitta a sparare dentro bullonazzi?
Come controlli che non ne manchino?
Oppure pensi di fare un cassetto come nel 1978?
Ok, come pensi che passi oggi il crash test?
te lo dico io, non lo puo' fare.
Lo fai di lato?
Ok, addio divanetti posteriori (salvo alzarti a livello di un ford transit, non proprio un fuscello).
La soluzione piu' ovvia e' che i bulloni siano motorizzati entrobordo e la CPU sappia se tirano o no.
Il web e' pieno di imbecilli che perdono le ruote, spesso va di fortuna senza morti, pensa se sganciano una bomba piena di litio e liquido di raffreddamento che pesa 500Kg: chi arriva dietro e' foxxuto anche solo se non prende fuoco, altrimenti e' un'arma di distruzione.

Nota:
I bulloni delle ruote, al contrario di quello che molti credono, non sono sollecitati a taglio ma in trazione, quini possono essere molto piccoli.
Per le forze principali sono altri componenti che se ne occupano, infatti i filetti sono sempre perfetti.... se non avete fatto belinate e infatti avete un conico autocentrante.

https://www.friulioggi.it/wp-content/uploads/2020/09/disco-freno-auto-777x437.jpg

altrimenti, se lavori di taglio e non dimensioni a bestia, succedono cose
https://allarovescia.blogspot.com/2023/06/un-bullone.html


Anonimo ha detto...

Bisogna cominciare subito ad abituarsi a cambiare le batterie da soli :)

o mi compro tutto il PACCO batteria (attenzione alle spese di trasporto)
https://www.ebay.it/itm/125820758746?hash=item1d4b806ada:g:DIIAAOSw-1FkEDuv

oppure i singoli moduli
https://www.ebay.it/itm/126212778364?hash=item1d62de297c:g:KAEAAOSwjF9k0oiF

è già fattibile comprare i pezzi se uno ci crede :)

Io però credo se prenderanno piede queste batterie sostituibili potrei comprarmi su ebay l'auto usata, ma senza batterie.
Oppure un'auto indiana a benzina :)