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Cómo una empresa china de vehículos eléctricos hizo que funcionara el intercambio de baterías

Mientras Tesla y otros se centran en baterías más grandes y una carga más rápida, Nio invirtió en la experiencia del cliente, la infraestructura y los programas de arrendamiento.

Por Cheng Yi Lin

Sostenibilidad del medio ambiente

Harvard Business Review

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Resumen. El cambio de batería es una tecnología que podría resolver una barrera clave para la adopción de vehículos eléctricos: la ansiedad de los consumidores por la autonomía y el largo tiempo de espera para cargar la batería. ¿No se sentiría más seguro en un viaje de fin de semana si supiera que puede detenerse en una estación de intercambio y reemplazar las baterías agotadas por otras completamente cargadas en cinco minutos? Pero esto no es fácil de hacer, como lo demuestran los fracasos pasados ​​de Tesla y Better Place. En China, sin embargo, el cambio de baterías es una realidad desde hace un par de años. ¿Cómo lograron empresas chinas como Nio que funcionara con 2.300 estaciones de intercambio en todo el país? ¿Qué pueden aprender las empresas fuera de China de la experiencia china?

La ansiedad por la autonomía ha sido una de las barreras más importantes para la adopción de vehículos eléctricos (EV) entre los consumidores. Por ejemplo, si quisiera conducir un Tesla Model 3 desde París hasta el famoso Mont Saint-Michel, que está aproximadamente a 360 km (o 220 millas de distancia), necesitaría planificar cuidadosamente mi ruta y detenerme en una de las estaciones Supercharger de Tesla. cerca de París antes de dirigirse al este, ya que simplemente no hay otras estaciones Supercharger en el camino.

A pesar de la caída de las ventas de vehículos eléctricos en todo el mundo (excepto China), una mayor adopción de vehículos eléctricos sigue siendo una de las opciones más importantes de la transición energética para combatir el calentamiento global. ¿Cómo pueden las empresas de vehículos eléctricos abordar la ansiedad de los consumidores por la autonomía para permitir una mejor experiencia de viaje y mayores ventas de combustible?

Una dirección es mejorar la tecnología de las baterías, incluidas baterías de carga más rápida y aquellas con mayor autonomía de conducción. A partir de 2023, las baterías de largo alcance pueden recorrer más de 350 millas con una sola carga, y la tecnología de carga rápida puede agregar más de 100 millas a una batería en 15 minutos. Sin embargo, el impulso para mejorar la tecnología de las baterías es costoso y lento.

Recientemente, la empresa china de vehículos eléctricos Nio desafió el enfoque convencional con una alternativa interesante: el cambio de batería. Así es como lo hicieron.

Cómo Nio hizo que funcionara el intercambio de baterías

En 2014, un empresario de la industria automotriz llamado William Li estableció Nio como una marca nacional china para desafiar a Tesla en el segmento de autos deportivos de alta gama. Poco después, Tesla abrió una estación de demostración de intercambio de baterías en Harris Ranch en California, iniciando su exploración en el intercambio de baterías. Pero el sitio recibió poca o ninguna demanda y Tesla lo cerró en menos de un año.

A diferencia de Tesla, Nio no abandonó el cambio de batería. Durante los siguientes ocho años, experimentó y amplió el enfoque de intercambio de baterías en China y Europa. En noviembre de 2023, Nio poseía y operaba más de 2300 estaciones de intercambio de baterías en todo el mundo, incluidas 30 en Europa.

Centrarse en el servicio

El concepto de cambio de batería no es nuevo. La empresa israelí de tecnología limpia Better Place lo desarrolló ya en 2007. En 2015, Tesla había demostrado la posibilidad de cambiar una batería en dos minutos.

Lo que Nio logró hacer de manera diferente fue invertir en la creación de una experiencia perfecta que pudiera hacer que la práctica fuera atractiva para los clientes. Cuando un conductor ingresa a su estación automatizada, la estación se conectará directamente al vehículo, lo conducirá y estacionará en la plataforma, sacará la batería agotada de la parte inferior del vehículo y la reemplazará con una batería completamente cargada mientras se carga la del usuario. cuenta, todo en tres minutos. El conductor ni siquiera necesita controlar ni bajar del coche.

Cree una suscripción para baterías

Desde el lanzamiento de su primer SUV comercial, llamado Nio ES8, Nio se ha diferenciado de otros fabricantes de vehículos eléctricos al ofrecer un modelo de suscripción de batería. (Para su vehículo eléctrico Zoe, el fabricante de automóviles francés Renault solía tener servicios de alquiler de baterías como modelo de ingresos. Esto proporcionó una buena prueba de que los consumidores están abiertos a dichos modelos para reducir el pago inicial y que el alquiler ayuda a la adopción).

Los propietarios de vehículos Nio pueden elegir entre diferentes niveles de servicios de suscripción y alquilar baterías según el uso previsto. Este modelo de batería como servicio (BaaS) tiene muchas ventajas para los consumidores. En primer lugar, los usuarios de Nio disfrutan del riesgo reducido de tener una batería predeterminada y de un precio reducido de la compra inicial. Porque la batería representa casi un tercio del coste de poseer un vehículo eléctrico. En segundo lugar, la calidad de la batería está garantizada, ya que la empresa las inspecciona y mantiene periódicamente. En tercer lugar, los usuarios que compran la suscripción de batería de Nio pueden actualizar a la última generación de tecnología y no preocuparse por los problemas del final de su vida útil.

Esta innovación en el modelo de negocio no sólo acelera la adopción de la nueva tecnología, sino que también ayuda a abordar algunos obstáculos clave de la nueva industria. Mientras que las empresas occidentales suelen centrarse principalmente en las innovaciones tecnológicas, las empresas chinas de vehículos eléctricos, incluida Nio, mantienen las necesidades de los consumidores en el centro de su estrategia para crear una ventaja competitiva entre las feroces competencias nacionales. Esta lección podría ser valiosa a medida que las empresas establecidas exploren nuevas direcciones estratégicas.

Elija la red de infraestructura adecuada

Para establecer su red de estaciones de intercambio de baterías, Nio examinó las necesidades de sus usuarios y formuló una pregunta esencial: ¿Cuáles son los casos de uso más importantes para el intercambio de baterías?

Descubrieron que los usuarios quieren cambiar la batería cuando largas horas de conducción intensiva exacerbar la ansiedad por la autonomía, o cuando pasar mucho tiempo cargando simplemente no es práctico. Como resultado, la empresa construyó estaciones en las principales carreteras y en zonas metropolitanas densamente pobladas.

En 2023, China informó una participación de vehículos eléctricos del 26% en las ventas totales de automóviles del país. Sin embargo, las necesidades de carga de tal volumen difícilmente se satisfacen: un edificio residencial de 30 a 50 pisos en las grandes ciudades de China puede tener sólo un puñado de estaciones de carga.

La situación es peor para los conductores independientes que ofrecen servicios de taxi o de viajes compartidos. Las baterías de los vehículos eléctricos generalmente mantienen la carga entre cuatro y seis horas. Las compañías de taxis pueden tener el poder financiero para rotar su flota, pero los conductores independientes tendrían que parar y cargar durante una hora o más durante el día.

El cambio de batería puede reducir significativamente este tiempo y evitar la pérdida de ingresos al esperar. Además, el precio es comparable al de cargar en una estación de sobrealimentación o en un cargador público. Por eso se valoran mucho las estaciones de intercambio en zonas urbanas densamente pobladas.

Más allá de las áreas metropolitanas, Nio también construyó estaciones a lo largo de las autopistas más transitadas de China, como la autopista G2 entre Beijing y Shanghai. El proyecto casi duplicó el número total de estaciones de intercambio de baterías de la compañía a más de 1.300 en 31 provincias de China.

Esta estrategia de centrarse en sectores y áreas de alto uso dio buenos resultados en términos de uso por parte de los usuarios. Nio alcanzó más de 15 millones de swaps en diciembre de 2022, con un promedio de alrededor de 40.000 swaps diarios.

Nio no estuvo solo en esta estrategia de expansión. En Taiwán, una empresa de scooters eléctricos, Gogoro, había construido una red de 2.000 GoStations que manejarían 265.000 intercambios diarios en las principales ciudades para 2021. Para 2022, se habían expandido a tres ciudades de China continental, con 250 estaciones de intercambio.

Más allá del producto, las empresas de vehículos eléctricos de EE. UU. y Europa también pueden trabajar en la infraestructura de soporte. Un examen de los datos de ventas de automóviles en todos los países revela que los países que invirtieron en infraestructura de carga, como los Países Bajos, Noruega y China, experimentaron un aumento continuo de la participación de vehículos eléctricos, mientras que las ventas de vehículos eléctricos se estabilizaron en otros.

La Unión Europea ha fijado un objetivo agresivo para la transición a los vehículos eléctricos para 2035. La implementación exitosa de ese objetivo dependerá en parte de la infraestructura de apoyo en los países miembros.

Colabora con actores energéticos

La carga de vehículos eléctricos añade presión a la producción, distribución y almacenamiento de electricidad. Para evitar posibles problemas, Nio se ha asociado con productores de electricidad y operadores de redes en China, incluidos Anhui Province Energy Group Company Limited y China Southern Power Grid.

Además de optimizar las ubicaciones de las estaciones de carga de Nio, estas colaboraciones tienen como objetivo mejorar soluciones inteligentes relevantes para cargar las baterías en horas de menor actividad, almacenar la electricidad y suministrarla a la red durante las horas pico, todo ello sin ninguna intervención humana.

Desafíos que Nio aún necesita superar

A pesar de la impresionante expansión hasta el momento, aún es demasiado pronto para confirmar el éxito de Nio en el cambio de baterías. Better Place, que quebró en 2013, y Tesla ofrecen vívidos ejemplos que desafían la viabilidad del modelo de intercambio de baterías.

Aunque el cambio de batería hace que las actualizaciones sean más convenientes y menos costosas, puede aumentar otros costos. Por ejemplo, cuando surja una nueva tecnología, es posible que Nio necesite mantener inventarios de varias generaciones de baterías. Y es mejor que las empresas de vehículos eléctricos mantengan sus diseños de baterías de varias generaciones compatibles con el chasis del vehículo. Hasta ahora, Gogoro logró mantener consistente el diseño de la carcasa de sus baterías mientras actualizaba los componentes internos. En el corto plazo, Nio puede estar seguro en este frente. Además, cargar las baterías agotadas y gestionar la demanda en tiempo real puede resultar costoso. ¿Cuántas baterías completamente cargadas debe tener una estación de carga para hacer frente a la demanda máxima? Si bien el sistema digital de Nio puede brindar visibilidad de la disponibilidad del inventario, todavía queda trabajo por hacer en el soporte logístico en tiempo real.

Otro problema es que no será posible obtener mayores retornos sobre los gastos de capital y los costos operativos gastados en el intercambio sin un estándar industrial común para el diseño de baterías. Al igual que en las estaciones de servicio, es ideal para estaciones de intercambio de baterías para dar servicio a múltiples marcas y vehículos. Sin embargo, no es nada fácil establecer este estándar, ya que la tecnología de baterías patentada es el campo de batalla para los fabricantes de vehículos eléctricos y las tecnologías se actualizan constantemente. Nio ha logrado algunos avances al conseguir acuerdos con otros fabricantes como Chang'an Automobile, Geely, JAC y Chery Automobile. También ha formado una asociación estratégica con el fabricante de baterías CATL.

Finalmente, forjar asociaciones con estaciones de servicio puede ser un desafío debido a los intereses en conflicto entre las partes (pero aún así es más barato que construir sus propias estaciones de intercambio de baterías a lo largo de la carretera). El auge de los vehículos eléctricos ha llevado a muchas gasolineras a instalar cargadores de vehículos eléctricos de nivel 3. La lógica parece natural. Una carga de 60 minutos es incluso mejor que una recarga de gasolina de 10 minutos, cuando el conductor gasta más dinero en comprar bebidas y refrigerios. Un cambio de batería sin que el conductor se baje del coche puede provocar justo lo contrario.

Sin embargo, en 2021, Shell anunció una asociación estratégica con Nio para mejorar las tecnologías de intercambio de baterías, abrir las soluciones de recarga de Shell a los usuarios de Nio en Europa y trabajar juntos en sitios piloto de marca compartida para el intercambio de baterías. Por lo tanto, los actores tradicionales necesitarán encontrar un punto de equilibrio óptimo entre atraer a los usuarios de las empresas de vehículos eléctricos y maximizar sus propios beneficios durante su transición a las energías renovables.

A pesar de estos obstáculos, el éxito inicial de Nio en el intercambio de baterías hasta ahora proporciona un complemento significativo a los modelos de negocio dominantes de la mayoría de las marcas de vehículos eléctricos, es decir, la propiedad de baterías y la supercarga. El cambio de batería aborda directamente la ansiedad por el alcance y permite a una empresa reclamar sus segmentos de seguidores, pero no sin aumentar los costos involucrados en las actualizaciones tecnológicas y las operaciones de oferta y demanda. El 17 de diciembre de 2023, el director ejecutivo de Nio, William Li, completó una prueba de manejo de su última batería de gran capacidad: un paquete de baterías de estado semisólido de 150 kWh, que ofrece una autonomía de 1055 km o 655 millas. Es probable que el paquete de ultracapacidad requiera un tiempo de carga más prolongado. Quizás Nio continúe demostrando casos de uso para el cambio de batería.

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Chengyi Lin es profesor asociado de Estrategia y un destacado experto en transformación digital en INSEAD. Su investigación y docencia exploran los impactos estratégicos de las tecnologías digitales, como la IA, y los impulsores de la innovación para organizaciones globales y multinacionales.