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Las empresas de intercambio de baterías afirman que la tecnología podría igualar la velocidad de una gasolinera, pero los expertos dicen que la carga podría durar para la mayoría de nosotros.

La carga se ha convertido en la principal forma en que las personas mantienen las baterías de sus vehículos eléctricos llenas de energía mientras están en movimiento, pero algunas empresas tienen una alternativa en mente que creen que podría ser incluso más rápida que los cargadores más rápidos de la actualidad: el cambio de batería.

Hoy, una startup con sede en San Francisco llamada Ample demostró su nuevo sistema de intercambio de batería, que, según dice, puede cambiar una batería de vehículo eléctrico agotada por una nueva en cinco minutos.

Ample se une a varias otras empresas, pasadas y presentes, con ideas similares. El cambio de batería tiene como objetivo igualar la conveniencia y la velocidad de visitar una estación de servicio, lo que, según sus defensores, podría ayudar a fortalecer los argumentos a favor de los vehículos eléctricos al hacer que sea más rápido reponer la autonomía de un automóvil. Pero algunos expertos se muestran escépticos y ven el cambio de baterías como una solución costosa que, en el mejor de los casos, servirá a un nicho reducido dentro del futuro del transporte eléctrico.

Las nuevas estaciones de intercambio de Ample parecen lavaderos de autos diseñados en Silicon Valley, todas de un blanco reluciente y esquinas redondeadas. "La visión general es que queremos brindar una experiencia que sea tan rápida, asequible y conveniente como la gasolina", dijo Hamid Schricker, director de producto de Ample, mientras me mostraba un recorrido en video.

Una estación Ample ocupa aproximadamente dos espacios de estacionamiento y ofrece servicio de autoservicio. Cuando un vehículo está listo para un intercambio, el conductor se dirige a la estación. Una puerta se desliza hacia arriba, revelando una plataforma en el interior. Después de navegar hasta su posición en la plataforma siguiendo las instrucciones en las pantallas dentro de la estación, el conductor presiona un botón en una aplicación conectada para iniciar el cambio. La plataforma de la estación eleva el vehículo y a sus ocupantes varios metros, y luego la maquinaria interna se pone a trabajar, retirando las baterías usadas del vehículo e instalando otras nuevas. Cuando finaliza el intercambio, la plataforma baja el vehículo a la carretera y el conductor puede despegar, cargado y listo para partir.

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Las baterías agotadas se pueden cargar durante varias horas e instalar en otro vehículo. Si bien las baterías se pueden cargar más rápidamente, ralentizar las cosas ayuda a prevenir la degradación, dice John de Souza, cofundador y presidente de Ample. El número de cambios estará limitado por la conexión a la red eléctrica, por lo que una estación con una conexión de 100 kilovatios podrá cargar e intercambiar en el transcurso de un día 48 baterías, cada una con una capacidad de 50 kilovatios-hora.

Ample tiene una docena de sus estaciones de intercambio de primera generación instaladas en el área de San Francisco. Juntos, realizan unos cientos de intercambios cada día en aproximadamente 10 minutos cada uno, dice de Souza. La startup está asociada con Uber con el objetivo de demostrar que el intercambio de baterías podría ayudar en aplicaciones exigentes como flotas de viajes compartidos. Pero la visión definitiva es un reemplazo directo que permita a las personas que viajan al trabajo o por carretera cambiar la batería de su vehículo eléctrico y seguir su camino.

Construir estaciones de intercambio será más costoso que construir supercargadores: Ample se negó a compartir exactamente cuánto planeaba gastar en cada estación, y solo dijo que serían menos costosas que otras instalaciones de intercambio de baterías cuya construcción puede costar medio millón de dólares y instalar.

Ample está lejos de ser la primera empresa en optar por el cambio de baterías. Tesla Motors exploró el concepto y demostró la tecnología en su Modelo S en 2013 antes de abandonar el plan en favor de su red de sobrealimentación.

Better Place fue una de las empresas de intercambio de baterías más conocidas. La startup se fundó en 2007 y trabajó con el fabricante de automóviles Renault, construyendo una red de unas pocas docenas de estaciones de intercambio en Israel. Pero después de recaudar unos 850 millones de dólares, la compañía no logró conseguir que más fabricantes de automóviles y conductores se unieran y finalmente se declaró en quiebra en 2013.

El espectro de Better Place se cierne sobre los esfuerzos de intercambio de baterías hoy en día, pero de Souza dice que el enfoque de Ample aborda problemas que hundieron versiones anteriores de la tecnología.

Para que una empresa de terceros como Better Place o Ample gane terreno, debe encontrar una manera de ser compatible con los vehículos que circulan por la carretera. Pero lograr que los fabricantes de automóviles converjan en una batería es un desafío: las empresas eligen cada vez más diferentes diseños de baterías y químicas para diferentes modelos.

La solución de Ample es un sistema modular. En lugar de sacar toda la batería de una vez y atornillar una nueva, la startup planea colocar varios paquetes más pequeños en un marco de batería. Esto reduce el costo de la maquinaria necesaria para mover las baterías, ya que las piezas son más pequeñas, afirma de Souza.

Y, lo que es más importante, el diseño modular podría facilitar la inscripción de los fabricantes de automóviles, afirma de Souza. La visión de Ample es que los fabricantes de vehículos entreguen sus coches con un espacio vacío donde debería estar la batería. Luego, Ample puede construir una envolvente para ese vehículo específico y conectar tantos módulos como quepan.

La cantidad de módulos se puede personalizar tanto según el tamaño del vehículo (un automóvil compacto tiene capacidad para menos que un SUV grande) como según las necesidades del conductor: alguien podría instalar solo unos pocos módulos para la conducción diaria, pero cargarlos cuando realiza un viaje largo. , dice de Souza.

Hasta el momento, las estaciones de intercambio de Ample son compatibles con dos modelos de vehículos que llevan instaladas las baterías especiales de la compañía: el Nissan Leaf y el Kia Niro. Según De Souza, el sistema funciona con 13 modelos de vehículos, aunque no se ha anunciado ningún otro fabricante de automóviles asociado.

Algunos expertos se muestran escépticos de que incluso esta visión alterada del cambio de baterías sea práctica. "Creo que es poco probable que el intercambio de baterías sea la forma principal en que gestionamos las baterías para la flota de vehículos en general", dice Jeremy Michalek, profesor de ingeniería y políticas públicas en la Universidad Carnegie Mellon.

Cada marca y modelo de vehículo eléctrico que circula hoy en día tiene un diseño, una forma y una química de batería diferentes. El intercambio requiere estandarización, e incluso si los módulos pueden proporcionar cierta personalización, seguirían siendo una limitación importante para los fabricantes de automóviles. "Colocar módulos del mismo tamaño en diferentes vehículos es muy limitante", afirma.

Mientras que empresas de terceros como Ample apuntan a crear un ecosistema de intercambio estandarizado, algunos fabricantes de automóviles están estableciendo su propia infraestructura que les brinda más control sobre los detalles.

En China, Nio se ha consolidado como un actor importante en el cambio de baterías. El fabricante de automóviles tiene implementadas alrededor de 1.400 estaciones comerciales de intercambio de baterías; la mayoría están en China, aunque la empresa también ha comenzado a expandir sus operaciones a países europeos como Noruega y los Países Bajos. El objetivo es tener 2.300 estaciones instaladas a finales de 2023.

El país es líder en la adopción de vehículos eléctricos, pero el clima extremo está exponiendo las debilidades en su infraestructura de carga.

El principal atractivo de venta para los clientes es la comodidad, afirma Fei Shen, vicepresidente senior de gestión de energía de Nio. "Si cambiamos las baterías, el tiempo es casi equivalente a repostar combustible", afirma.

Las estaciones de intercambio de Nio mueven sus baterías en una sola pieza. La compañía ofrece tres opciones diferentes de baterías con diferentes capacidades, cada una de las cuales se adapta a todos los vehículos que fabrica.

Los clientes de Nio no tienen que cambiar las baterías (los vehículos pueden recargarse en estaciones de carga rápida que Nio también construye), pero la opción está ahí y la gente la está usando, dice Shen. El fabricante de automóviles tiene 300.000 vehículos en circulación y alrededor del 60% de los conductores han utilizado estaciones de intercambio, según datos de la compañía. En total, las estaciones de la compañía han realizado 20 millones de cambios y sus estaciones más nuevas pueden realizar 400 por día.

Nio no es la única empresa que busca el cambio de baterías en China. En total, seis empresas chinas, incluida Nio, planean tener 26.000 estaciones de intercambio de baterías instaladas en el país para 2025, según proyecciones de BNEF, una empresa de investigación energética.

Estos esfuerzos podrían tener éxito en el extremo superior del mercado, pero no es probable que empresas como Nio puedan atender a la gran mayoría de los conductores, dice Gil Tal, director del centro de investigación de vehículos eléctricos e híbridos enchufables de la Universidad de California, Davis. "Creo que es una solución muy cara", afirma.

Las empresas de intercambio de baterías no sólo necesitarán construir costosas estaciones de intercambio (que, según algunas estimaciones iniciales, pueden costar aproximadamente el doble que una estación de carga rápida equivalente), sino que también necesitarán mantener la complicada maquinaria involucrada. "Es muy difícil gestionar muchas estaciones de intercambio; todas ellas deben tener una alta confiabilidad", dice Shen.

Nio y algunas otras empresas de intercambio de baterías planean cobrar a los clientes una tarifa mensual por sus baterías y privilegios de intercambio. En Noruega, el coste de la batería de menor capacidad de Nio es de aproximadamente 135 dólares mensuales (poseer la batería en su totalidad costaría alrededor de 8.500 dólares).

Es posible que el ahorro marginal de tiempo que supone un cambio de batería no valga la pena por ese coste y molestia adicionales. "La mayoría de los conductores de vehículos eléctricos no conducen más que la autonomía del coche", afirma Tal. Para los pocos que lo hacen, añade, detenerse en un cargador rápido durante 15 a 20 minutos no será una barrera mayor que detenerse para realizar un cambio.

Los cargadores rápidos son cada vez más rápidos y la red de sobrealimentación de Tesla ofrece hoy hasta 250 kilovatios de potencia de carga, suficiente para agregar unas 200 millas de autonomía en 15 minutos. Otros cargadores rápidos implementados hoy pueden alcanzar los 350 kilovatios.

Las empresas pueden implementar el intercambio de baterías donde la gente pagará una prima por la velocidad: vehículos de lujo o flotas de camiones de reparto o taxis. Es más probable que sea útil en una gama limitada de casos en los que detenerse en un cargador rápido es un inconveniente importante. Pero al menos por ahora, una vez que dejemos de lado los surtidores de gasolina, estaremos conectados a los viajes por carretera.

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