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Austausch von Elektroauto-Batterien: Einblicke in die bahnbrechende Technologie von NIO

Die innovative Batteriewechsel-Technologie der chinesischen Marke NIO wurde in Norwegen getestet, um herauszufinden, ob sie die Zukunft des Aufladens von Elektrofahrzeugen ist

Die Zeit, die ein Elektrofahrzeug zum Aufladen benötigt, und die Reichweite, die es mit einer Ladung zurücklegen kann, haben sich in den letzten zehn Jahren stetig verbessert. Spulen Sie ins Jahr 2011 zurück, als eine 30-minütige Schnellladung eines Nissan Leaf Mk1 ihm theoretisch eine Reichweite von fast 90 Meilen (90 mph) ermöglichte. In der Praxis war die Strecke, die er zurücklegen konnte, viel kürzer.

Heute kann ein modernes Elektroauto 80 % seiner Zellen (etwa 240 Meilen) in nur 18 Minuten aufladen. Aber was, wenn das nicht schnell genug ist? Was ist, wenn man die Autobatterie in der gleichen Zeit aufladen möchte, die man braucht, um das Auto mit Benzin oder Öl zu betanken? Die chinesische Marke NIO glaubt, die Antwort zu haben. Batteriewechsel.

Diese Technologie ist nicht wirklich neu. Die Marke hat bereits mehr als 860 “Power Swap”-Standorte allein in China und hat bis heute mehr als 7 Millionen Transaktionen durchgeführt. NIO hat Lizenzvereinbarungen mit den chinesischen Chemie- und Erdölriesen Sinopec und Shell unterzeichnet, um die Austauschstationen an Tankstellen und entlang der wichtigsten Autobahnen des Landes zu platzieren.

NIO richtet seine Aufmerksamkeit auch auf Europa. Der Geländewagen ES8, ein Konkurrent des Audi e-tron, wurde letztes Jahr in Norwegen auf den Markt gebracht, und die Limousine ET7 in der Größe des Tesla Model S wird voraussichtlich Ende 2022 in Deutschland auf den Markt kommen. Da es keine Pläne gibt, die Marke in Zukunft nach Großbritannien, dem zweitgrößten europäischen Markt für Elektrofahrzeuge, zu bringen, wurden wir eingeladen, ihre neueste Anlage in Oslo, Norwegen, zu besuchen.

Das Geschäftsmodell ist allerdings ein wenig unkonventionell. Während es möglich ist, einen NIO direkt zu kaufen, ist das Leasingmodell ganz anders. Der ES8 kostet 60.000 Euro (etwa 50.000 £) mit Batterien und 51.000 Euro ohne Batterien. Damit einher geht die BaaS-Initiative (Battery as a Service) von NIO. Dazu gehören zwei Batteriewechsel oder eine Schnellladung von bis zu 200 kWh.

Um herauszufinden, ob BaaS mehr als nur eine Spielerei ist, hat NIO uns nach Lier, etwa 40 km südlich von Oslo, eingeladen, um die Zellentausch-Technologie zu testen. Das “Battery Hotel” befindet sich in einer Ecke der Raststätte und grenzt an einen Tesla Supercharger und 12 universelle Schnellladestationen. Sie sind stark frequentiert, und unzählige Elektroautofahrer kommen vorbei, um die gesichtslosen grauen Kästen zu sehen und sich anzuschließen. Vor Ort gibt es auch eine Tankstelle und einen Lebensmittelladen.

Vor allem aber ist der von NIO gewählte Standort nur wenige Meter von der stark befahrenen Autobahn E18 entfernt, die Drammen und Oslo verbindet. Letztendlich hofft das Unternehmen, das gesamte Land und weite Teile Nordeuropas abzudecken. Letztlich wird der langfristige Erfolg des Systems davon abhängen, ob es in der Lage ist, Kunden entlang viel befahrener Strecken zu bedienen und beliebte Ziele anzuschließen.

Die ersten Erfahrungen mit dem Stromtausch sind nicht so dramatisch, wie es vielleicht scheint. Daniel de Groot, Leiter des Bereichs Strom bei NIO Niederlande, erzählt uns von dem Prozess von Anfang bis Ende.

Eine der 13 verfügbaren Batterien kann im Voraus reserviert werden. Jede Batterie wird bei einer konstanten Temperatur von 20 Grad Celsius gehalten, um eine optimale Leistung zu gewährleisten. Der Fahrer oder Beifahrer kann den Batteriewechsel in einem Umkreis von 200 Metern um die Station einleiten. Das automatische Parksystem des Fahrzeugs übernimmt die Aufgabe und fährt das Auto in die weiße Box, bevor es auf dem Platz abgestellt wird.

Sie können sich entscheiden, eine Tasse Kaffee zu trinken, während die Batterie gewechselt wird”, erklärt De Goot. Aber wir können auch im Auto bleiben, wenn es nötig ist – keine schmutzigen Kabel oder Treibstoff zum Tanken. Wir sind in Norwegen – im kalten Winter. Derzeit muss der NIO-Ingenieur auf “Go” drücken, sobald das Auto installiert ist. Die Station ist daher nur tagsüber in Betrieb. Das Unternehmen sagt jedoch, dass nichts dagegen spricht, dass der Vorgang später vollständig automatisiert wird. Vielleicht, wenn der Benutzer mit der Koordination vertraut ist.

Von nun an ist der Vorgang reibungslos. Das Auto wird in 50-mm-Schritten sanft angehoben, bevor die Zellen geschält und aus der Maschine genommen werden. Zu diesem Zeitpunkt wird eine frische, zu 90 % geladene Batterie aus dem “Hotel” geholt. “10 Die lasergesteuerten Schrauben werden mit ein paar weiteren Schlägen und Klicks wieder in die Kabine eingesetzt.

De Goot fragt zwar, ob sich der Benutzer darüber ärgern könnte, dass die Batterie nicht mit maximaler Kapazität geladen ist, versichert aber, dass der Nachteil für den Verbraucher vernachlässigbar ist. Um die Gesundheit der Batterie zu erhalten, haben wir beschlossen, sie nicht vollständig aufzuladen”, sagt er. “Aber 90 % bieten immer noch eine Autonomie von etwa 500 Kilometern.

Außerdem zahlen Sie nur für das, was Sie brauchen. Wenn die Batterie beim Wechsel nicht voll aufgeladen ist, wird die verbleibende Kapazität bei der monatlichen Abrechnung berücksichtigt. Wie bereits erwähnt, sind die beiden Volltauschäquivalente im monatlichen Mietpreis enthalten. Kunden können sie gegen Aufpreis aufstocken oder zahlen 20 Cent/kWh und eine Wartungspauschale von 10 Euro. Theoretisch wird ein maximales Batteriewechselkonto von 30 Euro (etwa 25 Pfund) angeboten. Das ist etwa die Hälfte des Betankungspreises eines herkömmlichen Getriebes.

Sobald die Sicherheitskontrolle abgeschlossen ist und das grüne Licht leuchtet, können Sie losfahren wie ein Vergasungsautomat. Vom Parkplatz bis zur Ausfahrt dauert der Batteriewechsel weniger als 6 Minuten.

De Groot lächelt, als wir die Wechselstation verlassen.

Aber wenn man mit einem solchen Ford Mustang Mach-E-Führer spricht, hat man den Eindruck, dass viele durch den Schnellladevorgang beeinträchtigt wurden. Ich bin es gewohnt, mein Auto aufzuladen und eine Tasse Kaffee zu trinken, während ich warte”, erzählt uns die Frau.

“Der Batteriewechsel ist eine gute Idee, aber es dauert eine Weile, bis das Netz funktioniert. Außerdem ist es schwierig, bestimmte Batteriewechselstellen zum richtigen Zeitpunkt aufzusuchen”, fügt Mach hinzu. -E.

Sie hat Recht – NIO hat noch einen weiten Weg vor sich, bis das Netz etabliert ist, aber das Tempo der Expansion des Inlandsmarkts muss man gesehen haben, um es zu glauben. Die Ansicht dieser Frau trifft wahrscheinlich eher auf Länder wie Norwegen zu, ein Land, das bereits Schnelllademöglichkeiten eingerichtet hat. Für Gebiete mit unzuverlässiger Infrastruktur ist die NIO-Vision genau das Richtige, um die Einführung von Elektrofahrzeugen zu fördern.

Vielleicht ist die Idee also eher für Dieselfahrer interessant, die durch die lange Wartezeit auf fragmentierte Stromnetze und Ladestationen entmutigt sind? In dem skurrilen Leitfaden für den Volvo V40 heißt es: “Sie müssen alle Pläne für 40 Minuten verschieben, weil Sie ein Ladegerät bekommen und feststellen, dass jemand anderes es gerade angeschlossen hat.

Der Batterietausch klingt sehr interessant”, sagte er. “Aber ich möchte sicherstellen, dass aus den fünf Minuten nicht 50 werden, weil andere Autos bereits an der Wechselstation sind, aber das interessiert mich zuerst.”

Diese Art von Verfahren kann auch die Netzstabilität verbessern. Durch die Unterbringung mehrerer Batterien in jeder Stromtauschstation können diese mit einer niedrigeren Rate aufgeladen werden – manchmal bis zu 7 kW für eine Wallbox zu Hause, was die Nachfrage nach dem Raumangebot reduziert. In der Regel kann ein Standort mit 13 Schnellladegeräten 650 kW oder mehr zu einem bestimmten Zeitpunkt abrufen.

Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit, die Batterien schnell und einfach auszutauschen, was das Recycling der Zellen am Ende ihrer Nutzungsdauer erleichtert.

Die einzige Frage, die sich in unseren Augen stellt, ist die nach der Skalierbarkeit des Projekts, denn sie scheint eine mögliche Obergrenze zu sein. Je nach Situation steht der Power Swap nur NIO-Treibern offen, und wenn ein anderer Hersteller nicht in die Plattformtechnologie investiert, wird das auch so bleiben. Angesichts der Tatsache, dass Markenhersteller Milliarden in ihre eigene Architektur investieren, könnten die Ambitionen von NIO bereits begrenzt sein. Im Gegensatz zum SuperCharger-Netzwerk von Tesla, das sich allmählich für Drittnutzer öffnet, scheint die Vision von NIO von Natur aus begrenzt.

NIO sagt, es biete eine “sorglose Energielösung”, indem es den Besitz von Fahrzeugen und Batterien trennt. Ausgehend von diesen Faktoren steht die Behauptung, dass es schneller ist als die Abrechnung, außer Frage. Hinzu kommt, dass für viele Menschen die Besorgnis über die Degradierung der Batterien und die Unmöglichkeit von Upgrades und zukünftigem Schutz oder das Fehlen eines zukünftigen Schutzes die Bereitschaft, auf Elektrofahrzeuge umzusteigen, noch verstärken könnte.

Eine Liste der autonomsten Elektrofahrzeuge finden Sie hier.

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