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Oct 10, 2023

L'échange de batterie est-il la solution aux problèmes de charge des véhicules électriques ?

Alors que l'anxiété monte sur la capacité des chargeurs de véhicules électriques américains, un

Alors que l'anxiété monte sur la capacité des chargeurs de véhicules électriques américains, une alternative émerge : des batteries qui entrent et sortent comme celles d'une lampe de poche.

Ce n'est pas une idée nouvelle. Les stations d'échange de batteries ont pris de l'ampleur en Chine, même après des échecs très médiatisés au cours de la dernière décennie en Israël et chez Tesla Inc. Maintenant, une entreprise de San Francisco essaie une nouvelle approche alors que la révolution des véhicules électriques commence sérieusement.

Ample Inc., une petite entreprise d'échange de batteries, connaît un certain succès après une décennie de labeur. La semaine dernière, il a identifié son premier partenaire automobile, un petit fabricant de véhicules électriques appelé Fisker Inc. Ample est sur le point d'obtenir une subvention de 15 millions de dollars en Californie pour agrandir sa petite usine dans la région de la baie et est occupé à organiser des accords du Japon à l'Espagne.

La proposition : remplacer la batterie, plutôt que la recharger, permet à la voiture de reprendre la route plus rapidement. Il ne peut nécessiter qu'une infrastructure électrique minimale. Ce sont d'importants arguments de vente pour les stations-service qui souhaitent desservir les véhicules électriques et pour les compagnies pétrolières qui sont les principaux bailleurs de fonds d'Ample.

"Nous n'abandonnons pas le gaz parce que ce n'est pas pratique", a déclaré John de Souza, co-fondateur et président d'Ample, dans une interview. "C'est pour beaucoup d'autres raisons."

Cependant, l'échange de batteries est un changement radical par rapport à la façon dont les constructeurs automobiles, les investisseurs et le gouvernement ont prévu un avenir pour les véhicules électriques. Tant de décisions ont été prises et tant de milliards de dollars dépensés qu'il est peut-être trop tard pour que la majeure partie de l'industrie s'éloigne de la prise électrique traditionnelle et adopte autre chose.

"Est-ce que cela va vraiment être quelque chose qui peut être généralisé? La réponse facile est non", a déclaré Alan Baum, un prévisionniste automobile indépendant qui se concentre sur les véhicules électriques. "Mais il pourrait y avoir des situations où vous faites de petits projets."

L'industrie automobile est si vaste qu'apporter des échanges de batteries même dans des coins relativement petits est une opportunité. Cela pourrait accélérer l'adoption des véhicules électriques dans les cas où un chargeur de bord de route n'est pas la meilleure solution.

Fisker, par exemple, se concentre sur les "sociétés de transport et de location de véhicules" dans son partenariat avec Ample, a déclaré le constructeur automobile dans un communiqué envoyé par courrier électronique. Ces utilisateurs ont certaines caractéristiques qui conviennent bien à l'échange de batterie : ils parcourent de nombreux kilomètres et risquent de perdre de l'argent s'ils ne peuvent pas faire le plein tout de suite.

La notion d'échange de batteries a également un certain attrait à un moment où le réseau de recharge américain semble progresser plus lentement que l'adoption des véhicules électriques.

Les véhicules électriques se vendent comme des petits pains. Cox Automotive prévoit que les Américains en achèteront plus d'un million cette année, ce qui équivaudrait à plus de 7 % de toutes les ventes de véhicules légers.

Pendant ce temps, les chargeurs n'arrivent que lentement sur les bords des routes, retardés par les obstacles liés aux autorisations et à la chaîne d'approvisionnement, ainsi que par des problèmes de fiabilité.

L'échange de batterie est un concept simple et convaincant qui, dans la pratique, a connu des échecs très médiatisés.

Au début des années 2010, lorsque les véhicules électriques sont entrés pour la première fois dans le courant dominant, un chouchou des investisseurs et des médias était une startup appelée Better Place. La société a levé 1 milliard de dollars sur l'idée que ses stations, qui remplaçaient la batterie d'un véhicule électrique en cinq minutes, reproduiraient la vitesse et la commodité de la station-service - et même à des prix inférieurs.

Le projet a commencé en Israël, où les prix du gaz étaient élevés et où la perspective de moderniser un petit pays semblait réalisable.

Mais en 2013, Better Place était en faillite. Il n'avait pas réussi à convaincre deux partenaires clés. Sa technologie n'a été expérimentée que par un seul constructeur automobile, Renault. Et cela n'avait pas convaincu les automobilistes, qui devaient se faire à l'idée étrange de posséder une voiture mais pas son composant le plus cher : la batterie.

"Le modèle nécessite un acte de foi de la part du client, et beaucoup n'étaient pas disposés à franchir ce pas", a déclaré John Gartner, à l'époque consultant automobile, au Guardian.

Deux ans plus tard, le premier constructeur automobile électrique au monde, Tesla, s'est lancé dans l'échange de batteries. Il a construit une seule station d'échange de batteries entre San Francisco et Los Angeles, mais la réponse a été tiède.

"De toute évidence, ce n'est pas très populaire", a déclaré le PDG Elon Musk lors d'un appel avec des investisseurs cette année-là. "C'est juste que les gens ne se soucient pas de l'échange de packs."

Pendant ce temps, l'échange de batteries trouve sa place en Chine.

Nio Inc., un constructeur automobile électrique chinois a pris les devants. William Li, le fondateur et PDG, a déclaré lors d'un appel avec des investisseurs en mars que Nio avait installé plus de 1 300 stations d'échange et prévoyait d'atteindre 3 000 stations d'ici la fin de cette année. Un autre constructeur automobile chinois, Geely Automobile Holdings Ltd., construit également rapidement des centres d'échange.

Nio affirme que cette approche lui a permis de réduire considérablement les prix des véhicules "parce que le service de la batterie est découplé de la vente de la voiture". Cependant, la responsabilité financière réapparaît pour le propriétaire du véhicule sous la forme d'un abonnement au service batterie.

L'approche d'Ample est différente de ce que d'autres ont essayé.

Pour Better Place, Tesla et les constructeurs automobiles chinois, l'approche a consisté à remplacer toute la batterie, un bloc massif qui peut peser des milliers de livres. Ample a conçu des batteries modulaires plus petites qui pourraient restaurer toute la batterie ou seulement une partie de celle-ci, en fonction de l'autonomie dont le véhicule a besoin.

L'entreprise remplace les batteries via un système automatisé. Lorsqu'un véhicule électrique se gare dans un stand à une station Ample, les modules de batterie usés sont dévissés du véhicule et remplacés par des modules chargés. Les vides sont acheminés vers une grande armoire attenante, où ils sont mélangés et rechargés.

Ample a déclaré que cette approche peut réduire considérablement l'empreinte électrique de ses stations. Cela signifie qu'ils peuvent être installés moins cher et plus rapidement.

L'un des plus grands obstacles aux bornes de recharge à haute puissance d'aujourd'hui est qu'elles peuvent obliger le service public d'électricité à installer des câbles plus robustes, qui sont coûteux et construits lentement.

De nombreuses banques de modules de batterie dans son armoire, et elles consomment de l'énergie lorsqu'elle est disponible. De Souza, co-fondateur et président de la société, a déclaré qu'une station peut nécessiter 100 kilowatts d'électricité. En comparaison, les places de recharge d'autoroute que l'administration Biden finance sur les autoroutes inter-États du pays dans le cadre de la loi bipartite sur les infrastructures de 2021 nécessitent chacune au moins 600 kilowatts d'électricité.

Le gouvernement soutient l'approche d'Ample. En février, la California Energy Commission a offert à Ample une subvention conditionnelle de 15 millions de dollars pour agrandir sa petite usine près de San Francisco. La commission pourrait finaliser les fonds dès mercredi.

Les États-Unis, cependant, ne sont pas le seul marché de l'échange de batteries.

De Souza a déclaré qu'Ample venait de remporter une subvention de 10 millions d'euros du gouvernement espagnol pour y déployer son système. Lorsque E&E News a interviewé de Souza à la fin de la semaine dernière, il était à Dubaï, aux Émirats arabes unis, en route de réunions d'affaires en Corée du Sud vers une autre série de réunions en Espagne.

"Nous devons être en mesure de le résoudre et de le résoudre dans tous les endroits où le gouvernement souhaite sérieusement le résoudre", a-t-il déclaré, en parlant de qui pourrait apporter son soutien à l'approche d'Ample pour reconstituer les batteries des véhicules électriques.

Aujourd'hui, Ample affirme qu'elle exploite une douzaine de stations dans la région de la baie de San Francisco et qu'ensemble, elles reçoivent chaque jour des centaines de visites de chauffeurs Uber. Aucun de ces chauffeurs Uber ne semble avoir partagé de vidéo de l'expérience sur YouTube. Les seules séquences sur YouTube des stations Ample se trouvent dans des clips d'actualités télévisées mettant en vedette les dirigeants de l'entreprise.

La société est soutenue par des sociétés aux poches bien garnies, dont de grandes compagnies pétrolières au Japon et en Thaïlande, ainsi que Shell Ventures, la branche du géant pétrolier britannique qui nourrit de jeunes entreprises. Ample, fondée en 2013, a levé plus de 290 millions de dollars, selon le site de suivi financier Crunchbase.

Les compagnies pétrolières sont intéressées, a déclaré de Souza, car l'approche d'Ample est une sorte de remplacement direct d'une station-service qui souhaite desservir les véhicules électriques. Et c'est exactement le marché recherché par Ample.

"Ils ont essayé la recharge rapide", a déclaré de Souza à propos des stations-service, "et ils connaissent les limites".

On ne sait pas dans quelle mesure les constructeurs automobiles et les autres acteurs de l'industrie émergente des véhicules électriques sont prêts à coopérer avec une entreprise comme Ample afin d'accélérer l'expérience de recharge. Passer à un modèle d'échange de batteries obligerait toutes les parties à repenser leur stratégie.

À peu près toutes les caractéristiques de la batterie d'un véhicule électrique - sa forme, son emplacement dans le véhicule, sa conception et sa formulation chimique - diffèrent entre les constructeurs automobiles et même entre les modèles individuels d'un constructeur automobile. La centralité de la batterie pour le VE signifie que ses détails sont des secrets d'entreprise clés.

La batterie elle-même est également intégrée de manière à résister au retrait. Par exemple, dans un souci d'efficacité, Tesla conçoit désormais ses voitures avec batterie comme partie intégrante de la structure du véhicule. Travailler avec Ample exige que le constructeur automobile renverse cette stratégie.

Le constructeur automobile aurait deux options : confier le développement de la batterie à Ample ou travailler avec la startup pour diviser son bloc de batterie en modules au format Ample.

Ce type de perturbation s'est déjà produit - à très petite échelle - dans les stations d'Ample en Californie. Là, les véhicules électriques qui utilisent les stations d'échange ont vu leurs batteries installées en usine retirées et remplacées par celles d'Ample. Les voitures appartiennent à Sally, une startup qui loue des véhicules électriques aux chauffeurs de covoiturage.

La stratégie d'Ample est tellement éloignée des tendances actuelles des véhicules que les analystes sont sceptiques.

"Les nombreux défis à relever pour normaliser l'échange de batteries pour le marché américain des consommateurs légers sont si importants qu'il est impossible pour tout [fabricant d'équipement d'origine] à grande échelle de tenter de changer", a déclaré Gartner, l'ancien consultant automobile qui est maintenant directeur de recherche au Center for Sustainable Energy, qui gère les programmes de remise et d'incitation pour les États, dans un e-mail.

Pour sa part, le fabricant de véhicules électriques Fisker a déclaré que son incorporation à Ample n'était pas perturbatrice.

Fisker crée de petits lots de son premier véhicule électrique, l'Ocean, en partenariat avec le fabricant sous contrat Magna International Inc. dans une usine Magna en Autriche. Seul un nombre limité sera équipé pour l'échange de batterie.

"Les batteries échangeables avec Ample sont un complément à notre plan d'affaires actuel", a déclaré Fisker dans sa déclaration par e-mail, et "ne nécessite aucune modification de la conception et de l'ingénierie".

Le modèle d'échange de batterie pourrait également perturber un autre poids lourd qui a mis ses puces sur la technologie en place : le gouvernement américain.

L'administration Biden a fait de la recharge traditionnelle des véhicules électriques - dans les stations en bord de route, où les conducteurs rafraîchissent leurs batteries en se branchant - la pièce maîtresse de son plan de 7,5 milliards de dollars pour favoriser une industrie américaine de la recharge des véhicules électriques. Adoptée dans le cadre de la loi bipartite sur les infrastructures, la première phase du plan consiste à construire des chargeurs à grande vitesse traditionnels à des intervalles de 50 miles le long des autoroutes inter-États.

Ces chargeurs sont conçus pour prendre environ 20 minutes pour remplir une batterie à 80 %. C'est beaucoup plus lent et moins plein que les batteries pleines à 100% Ample dit qu'il peut livrer en quelques minutes seulement.

L'investissement fédéral a stimulé une vague d'investissements d'entreprises qui construisent des chargeurs traditionnels et d'autres acteurs, comme Walmart Inc., qui a annoncé le mois dernier qu'elle construirait des milliers de bornes de recharge dans ses magasins d'ici 2030.

"Le capital-investissement va-t-il rendre l'argent disponible pour [l'échange] ?" demanda Baum, le prévisionniste automobile. "Probablement pas, alors qu'il est probablement préférable d'être dans l'infrastructure de recharge."

Correction : Une version antérieure de cette histoire déformait le nombre de véhicules qui, selon Cox Automotive, seraient achetés par les Américains cette année.