La Chine adore l’échange de batteries électriques, mais arriveront-elles jamais ici ?

Les véhicules électriques promettent des gains d’efficacité par rapport à leurs prédécesseurs à essence, mais la question de la recharge reste un obstacle pour de nombreuses personnes désireuses de se lancer dans la technologie. Le problème n’est amplifié que pour ceux qui garent régulièrement leur véhicule dans la rue ou vivent dans des appartements, sans possibilité de recharger un véhicule pendant la nuit à la maison.

L’échange de batterie promet de résoudre ce problème, permettant aux conducteurs de véhicules électriques de remplacer leur batterie vide par une batterie fraîchement chargée en quelques minutes. La technologie a été largement rejetée et n’a pas réussi à gagner du terrain aux États-Unis.

Cependant, il s’avère que l’échange de batteries contre des véhicules électriques est une réalité en Chine, et il se propage à un rythme rapide.

C’est déjà arrivé

Les voitures de Nio font marche arrière vers les stations et une machine remplace la batterie par en dessous. [Getty Images]

Alors que les programmes pilotes d’entreprises comme Tesla et Better Place ont rapidement échoué il y a près de dix ans, l’industrie en Chine a pris de l’ampleur. En 2019, les seuls véritables acteurs étaient les sociétés chinoises Nio et BAIC Motor Co, mais depuis lors, de nombreux autres ont afflué pour participer à l’action.

L’état actuel des choses place Nio en tête du peloton, le constructeur automobile voyant sa 700e station d’échange de batteries installée en décembre. 5,3 millions d’échanges de batteries ont été effectués à l’aide des installations de l’entreprise, ce qui indique que les stations sont largement utilisées. 258 véhicules Nio sont sur la route pour chaque station d’échange de batteries, et 42 % des propriétaires de Nio vivent dans un rayon de 3 km d’une telle installation. La société espère s’étendre à 4000 stations d’échange de batteries d’ici 2025, dont 1000 en dehors de la Chine.

Le système Nio est hautement automatisé, et conduire une voiture Nio jusqu’à l’installation d’échange de batterie placera automatiquement le véhicule dans la file d’attente. À son arrivée sur l’une des machines d’échange 2.0 de l’entreprise, la voiture se conduira dans la baie d’échange, bien qu’un ajustement manuel soit parfois nécessaire sous la direction des préposés humains. Les installations de la version 2.0 stockent jusqu’à treize batteries, contre seulement cinq dans la conception précédente de la station d’échange 1.0. Le conducteur peut également rester à l’intérieur de la voiture, ce que les chargeurs 1.0 et d’autres sociétés ne permettent pas toujours.

Lors d’un test dans le monde réel, un YouTuber a découvert que l’échange prenait 5 minutes et 25 secondes une fois que la voiture était dans la baie, sans compter les deux minutes passées à attendre qu’une autre voiture parte et à aligner correctement le véhicule. Comme démontré dans une vidéo de démonstration Nio, le chariot robotique glisse sous la voiture, déverrouille le pack, le retire et insère une nouvelle batterie pour envoyer le conducteur sur son chemin.

Les premières solutions d’échange de batterie nécessitaient souvent une intervention humaine, comme ce Zotye M300 EV qui a été changé en 2014. La plupart des réseaux modernes visent à automatiser le processus pour des économies de temps et d’argent, et pour minimiser les erreurs. Crédit : Gavin Anderson, CC-BY-SA-2.0

Il y a plus de stations d’échange de batteries pour piétons là-bas deux ; Le point de vente automobile Jalopnik a récemment rendu compte d’une petite opération délabrée qui a échangé des batteries pour seulement 45 yuans, soit environ 7 USD, bon pour une autonomie supplémentaire d’environ 95 miles, et changée en environ trois minutes. Les chauffeurs de taxi sont un client clé pour l’établissement, qui ne veut pas perdre de temps à recharger alors qu’il pourrait être en train de gagner des billets.

Un facteur qui a contribué à stimuler l’adoption de l’échange de batteries est la politique gouvernementale. Le ministère chinois de l’industrie et des technologies de l’information (MIIT) a expérimenté des subventions. Actuellement, seuls les véhicules électriques dont le prix est inférieur à 300 000 Yuan, soit environ 42 377 USD, bénéficient d’une subvention du gouvernement. Autrement dit, à moins qu’ils n’utilisent l’échange de batterie, auquel cas il n’y a pas de limite.

De plus en plus d’investissements affluent alors que des entreprises comme le fabricant de batteries CATL et le géant automobile Geely ont commencé à se disputer une part de l’action. BAIC Motor et plusieurs autres sociétés associées comme Aulton possèdent également des centaines de stations de swap, ce qui a conduit cette dernière à conclure un partenariat avec le géant pétrolier mondial BP.

Va-t-il se propager partout ?

Les différentes entreprises qui font actuellement un commerce fulgurant en Chine ont résolu les plus grands défis liés à l’échange de batteries. Des milliers, voire des millions de véhicules sont construits avec des architectures de batterie compatibles, du moins parmi les différentes grandes alliances d’entreprises vendant des véhicules en Chine. Un gros investissement consiste à s’assurer qu’il y a des batteries et des stations d’échange disponibles là où les gens en ont besoin, et des modèles commerciaux sont conçus pour s’adapter.

Ce dernier est une grande partie du travail d’échange de batterie. Dans la plupart des régions du monde, un véhicule électrique est vendu avec une batterie. Cette batterie est un composant extrêmement coûteux qui est crucial pour l’autonomie et les performances du véhicule. L’idée d’échanger une « bonne » batterie contre la mauvaise de quelqu’un d’autre détourne beaucoup de l’idée de l’échange de batterie. Cependant, lorsque l’échange de batterie est le modèle principal, cela n’a plus d’importance. Une mauvaise batterie avec des performances inférieures peut simplement être facilement remplacée par une autre bonne avec un minimum de tracas. Les batteries qui ne respectent pas les spécifications de performances appropriées peuvent également être retirées de la circulation par l’opérateur du système et peuvent être recyclées si nécessaire.

Le modèle Battery as a Service (BaaS) de Nio est populaire. les consommateurs peuvent souscrire à un forfait batterie de 100 kWh pour environ 223 $ US par mois. Cela leur permet d’échanger les plus grosses batteries que Nio a disponibles dans ses stations d’échange pour une autonomie maximale, et permet également à ceux qui achètent une voiture Nio d’économiser de l’ordre de 19 000 $ sur le prix d’achat de la voiture, car ils ne paient pas pour posséder la batterie elle-même. Au fur et à mesure que de nouvelles batteries de meilleure qualité arrivent et s’adaptent au même facteur de forme, les utilisateurs peuvent modifier leur abonnement pour s’adapter et débloquer plus d’autonomie pour leurs voitures.

Cela peut-il fonctionner en dehors de la Chine ?

Cependant, de nombreux obstacles empêchent l’échange de batteries de se propager dans des endroits comme les États-Unis et l’Europe. Sur ces marchés, les constructeurs automobiles se font concurrence pour construire des voitures électriques avec les autonomies les plus longues possibles comme principal avantage concurrentiel. Ces entreprises ne souhaitent pas créer une spécification commune pour les facteurs de forme des batteries afin de leur permettre d’être échangées entre différentes marques et modèles. Jusqu’à présent, il y a eu peu de collaboration sur les spécifications du chargeur, sans parler des batteries elles-mêmes. De plus, pour obtenir le meilleur de l’autonomie, des performances, du poids et de la maniabilité de leurs véhicules, les entreprises ont fortement intégré les packs dans la conception des véhicules eux-mêmes. Échanger facilement ces batteries est dans l’ensemble hors de question.

Ample est une startup basée aux États-Unis qui espère déployer dans un premier temps un système d’échange de batteries pour les opérations de la flotte. Crédit : Ample

De plus, de nombreux véhicules électriques sur le marché offrent aujourd’hui des autonomies supérieures à 250 miles ; certains vont jusqu’au double, comme nous l’avons récemment signalé. Les temps de charge diminuent également, de nombreux véhicules étant capables d’ajouter des centaines de kilomètres d’autonomie en moins de 20 minutes lors d’une charge rapide. Cela se compare relativement favorablement aux temps de 5 à 7 minutes que la plupart des systèmes d’échange de batterie semblent prendre, tout en ajoutant une autonomie similaire, étant donné les packs plus petits souvent utilisés dans les véhicules compatibles avec l’échange.

Les véhicules électriques à plus longue portée doivent être rechargés moins souvent, et donc prendre dix minutes supplémentaires pour gagner une autonomie sérieuse ne cause pas vraiment beaucoup d’agitation. Dans le cas de voitures comme la Lucid Air avec plus de 500 miles d’autonomie, la plupart des gens voudraient faire une longue pause après tant de conduite, de sorte qu’attendre quelques minutes de plus pour une charge n’est guère considéré comme une imposition.

Avec l’infrastructure de charge déjà déployée à un rythme rapide en Europe et aux États-Unis, et peu ou pas de véhicules disponibles adaptés aux échanges de batteries, il semble que la technologie ne se propage pas dans ces domaines. Les chargeurs rapides ont déjà une énorme avance sur le marché et fonctionneront avec une gamme de véhicules beaucoup plus large ; aucune architecture globale d’échange de batterie ne peut rivaliser à cet égard.

Certaines startups travaillent sur le problème, comme Ample, mais l’offre n’est pas aussi performante que celle déjà opérationnelle en Chine. Au mieux, la société propose des véhicules Nissan Leaf modifiés avec une autonomie plus courte que ses contemporains comme le Tesla Model 3, avec des temps d’échange de batterie démontrés l’année dernière de l’ordre de 15 minutes, la société affirmant qu’elle est sur le point de la réduire à dix. Ample dit qu’il travaille avec 5 des 10 plus grands constructeurs automobiles au monde sur l’échange de batteries, mais ne nommera pas qui ; pendant ce temps, il n’y a eu aucun coup d’œil de la part des principaux acteurs sur une telle collaboration.

À moins que les constructeurs automobiles non chinois ne soient contraints par une sorte de réglementation de mettre en œuvre la technologie d’échange de batterie, il semble peu probable que des entreprises comme Tesla, GM et Lucid déchireraient dix ans de futurs plans de produits et donneraient leurs avantages concurrentiels pour adopter l’idée. De même, il y a peu de volonté d’abandonner les déploiements de chargeurs rapides, qui nécessitent un peu plus qu’une alimentation électrique, pour abandonner des stations d’échange à plus grande empreinte avec leurs systèmes robotiques plus compliqués qui coûtent plus cher à acheter, à installer et à entretenir.

Quoi qu’il en soit, la technologie s’est fortement implantée en Chine et pourrait encore le faire sur d’autres marchés dans le monde. Les différences régionales ont toujours ajouté du piquant et de l’intérêt à la scène automobile mondiale, et il semble que l’échange de batterie en sera un exemple à l’avenir !