Το 2021, οι παγκόσμιες πωλήσεις EV θα αντιπροσωπεύουν το 9% των συνολικών πωλήσεων επιβατικών αυτοκινήτων.
Για να ενισχύσουν αυτόν τον αριθμό, εκτός από τις μεγάλες επενδύσεις σε νέα επιχειρηματικά τοπία για να επιταχύνουν την ανάπτυξη, την κατασκευή και την προώθηση της ηλεκτροκίνησης, οι αυτοκινητοβιομηχανίες και οι προμηθευτές κινητοποιούν επίσης το μυαλό τους για να προετοιμαστούν για την επόμενη γενιά εξαρτημάτων οχημάτων.
Παραδείγματα περιλαμβάνουν μπαταρίες στερεάς κατάστασης, κινητήρες αξονικής ροής και ηλεκτρικά συστήματα 800 volt που υπόσχονται να μειώσουν τους χρόνους φόρτισης στο μισό, να μειώσουν δραστικά το μέγεθος και το κόστος της μπαταρίας και να βελτιώσουν την απόδοση του συστήματος μετάδοσης κίνησης.
Μέχρι στιγμής, μόνο λίγα νέα αυτοκίνητα έχουν χρησιμοποιήσει σύστημα 800 volt αντί για το κοινό 400.
Τα μοντέλα με συστήματα 800 volt που κυκλοφορούν ήδη στην αγορά είναι τα: Porsche Taycan, Audi E-tron GT, Hyundai Ioniq 5 και Kia EV6. Η λιμουζίνα Lucid Air χρησιμοποιεί αρχιτεκτονική 900 βολτ, αν και οι ειδικοί του κλάδου πιστεύουν ότι είναι τεχνικά ένα σύστημα 800 βολτ.
Από την οπτική γωνία των προμηθευτών εξαρτημάτων EV, η αρχιτεκτονική μπαταριών 800 volt θα είναι η κυρίαρχη τεχνολογία μέχρι το τέλος της δεκαετίας του 2020, ειδικά καθώς εμφανίζονται όλο και περισσότερες αποκλειστικά ηλεκτρικές πλατφόρμες αρχιτεκτονικής 800 volt, όπως το E-GMP και το PPE της Hyundai ο Όμιλος Volkswagen.
Η αρθρωτή ηλεκτρική πλατφόρμα E-GMP της Hyundai Motor παρέχεται από τη Vitesco Technologies, μια εταιρεία συστημάτων μετάδοσης κίνησης από την Continental AG, για την παροχή μετατροπέων 800 volt. Το Volkswagen Group PPE είναι μια αρχιτεκτονική μπαταρίας 800 volt που αναπτύχθηκε από κοινού από την Audi και την Porsche. Αρθρωτή πλατφόρμα ηλεκτρικών οχημάτων.
«Μέχρι το 2025, τα μοντέλα με συστήματα 800 volt θα γίνουν πιο κοινά», δήλωσε ο Dirk Kesselgruber, πρόεδρος του τμήματος ηλεκτρικών συστημάτων μετάδοσης κίνησης της GKN, μιας εταιρείας ανάπτυξης τεχνολογίας. Η GKN είναι επίσης ένας από τους αρκετούς προμηθευτές Tier 1 που χρησιμοποιούν την τεχνολογία, προμηθεύοντας εξαρτήματα όπως ηλεκτρικούς άξονες 800 volt, με στόχο τη μαζική παραγωγή το 2025.
Είπε στο Automotive News Europe, "Πιστεύουμε ότι το σύστημα 800 volt θα γίνει mainstream. Η Hyundai έχει επίσης αποδείξει ότι μπορεί να είναι εξίσου ανταγωνιστικό στην τιμή."
Στις Ηνωμένες Πολιτείες, το Hyundai IQNIQ 5 ξεκινά από 43.650 $, το οποίο είναι πιο προσιτό από τη μέση τιμή των 60.054 $ για ηλεκτρικά οχήματα τον Φεβρουάριο του 2022 και μπορεί να γίνει αποδεκτό από περισσότερους καταναλωτές.
«Τα 800 βολτ είναι το λογικό επόμενο βήμα στην εξέλιξη των αμιγώς ηλεκτρικών οχημάτων», δήλωσε σε συνέντευξή του ο Alexander Reich, επικεφαλής καινοτόμων ηλεκτρονικών ισχύος στη Vitesco.
Εκτός από την προμήθεια μετατροπέων 800 volt για τη σπονδυλωτή ηλεκτρική πλατφόρμα E-GMP της Hyundai, η Vitesco έχει εξασφαλίσει άλλα μεγάλα συμβόλαια, συμπεριλαμβανομένων μετατροπέων για μια μεγάλη αυτοκινητοβιομηχανία της Βόρειας Αμερικής και δύο κορυφαίων EV στην Κίνα και την Ιαπωνία. Ο προμηθευτής παρέχει τον κινητήρα.
Το τμήμα ηλεκτρικών συστημάτων των 800 volt αυξάνεται ταχύτερα από το αναμενόμενο μόλις πριν από λίγα χρόνια και οι πελάτες γίνονται ισχυρότεροι, δήλωσε μέσω email ο Harry Husted, επικεφαλής τεχνολογίας στον προμηθευτή ανταλλακτικών αυτοκινήτων στις ΗΠΑ, BorgWarner. τόκος. Ο προμηθευτής έχει επίσης κερδίσει ορισμένες παραγγελίες, συμπεριλαμβανομένης μιας ενσωματωμένης μονάδας κίνησης για μια κινεζική μάρκα πολυτελείας.
1. Γιατί τα 800 βολτ είναι το «λογικό επόμενο βήμα»;
Ποια είναι τα κυριότερα σημεία του συστήματος 800 βολτ σε σύγκριση με το υπάρχον σύστημα 400 βολτ;
Πρώτον, μπορούν να παρέχουν την ίδια ισχύ σε χαμηλότερο ρεύμα. Αυξήστε τον χρόνο φόρτισης κατά 50% με το ίδιο μέγεθος μπαταρίας.
Ως αποτέλεσμα, η μπαταρία, το πιο ακριβό εξάρτημα σε ένα ηλεκτρικό όχημα, μπορεί να γίνει μικρότερη, αυξάνοντας την απόδοση και μειώνοντας το συνολικό βάρος.
Ο Otmar Scharrer, ανώτερος αντιπρόεδρος τεχνολογίας ηλεκτροκίνητων συστημάτων μετάδοσης κίνησης στη ZF, δήλωσε: "Το κόστος των ηλεκτρικών οχημάτων δεν είναι ακόμη στο ίδιο επίπεδο με τα βενζινοκίνητα οχήματα και μια μικρότερη μπαταρία θα ήταν μια καλή λύση. Επίσης, έχοντας μια πολύ μεγάλη μπαταρία στο ένα mainstream συμπαγές μοντέλο όπως το Ioniq 5 δεν έχει νόημα από μόνο του».
«Διπλασιάζοντας την τάση και το ίδιο ρεύμα, το αυτοκίνητο μπορεί να πάρει διπλάσια ενέργεια», είπε ο Ράιχ. "Εάν ο χρόνος φόρτισης είναι αρκετά γρήγορος, το ηλεκτρικό αυτοκίνητο μπορεί να μην χρειάζεται να αφιερώσει χρόνο για να κυνηγήσει μια αυτονομία 1.000 χιλιομέτρων."
Δεύτερον, επειδή οι υψηλότερες τάσεις παρέχουν την ίδια ισχύ με λιγότερο ρεύμα, τα καλώδια και τα καλώδια μπορούν επίσης να γίνουν μικρότερα και ελαφρύτερα, μειώνοντας την κατανάλωση ακριβού και βαρύ χαλκού.
Η χαμένη ενέργεια θα μειωθεί επίσης ανάλογα, με αποτέλεσμα καλύτερη αντοχή και βελτιωμένη απόδοση κινητήρα. Και δεν απαιτείται πολύπλοκο σύστημα θερμικής διαχείρισης για να διασφαλιστεί ότι η μπαταρία λειτουργεί στη βέλτιστη θερμοκρασία.
Τέλος, όταν συνδυάζεται με την αναδυόμενη τεχνολογία μικροτσίπ καρβιδίου του πυριτίου, το σύστημα 800 volt μπορεί να αυξήσει την απόδοση του συστήματος μετάδοσης κίνησης έως και 5 τοις εκατό. Αυτό το τσιπ χάνει λίγη ενέργεια κατά την εναλλαγή και είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικό για αναγεννητική πέδηση.
Επειδή τα νέα τσιπ καρβιδίου του πυριτίου χρησιμοποιούν λιγότερο καθαρό πυρίτιο, το κόστος θα μπορούσε να είναι χαμηλότερο και περισσότερα τσιπ μπορούν να παρέχονται στην αυτοκινητοβιομηχανία, είπαν οι προμηθευτές. Επειδή άλλες βιομηχανίες τείνουν να χρησιμοποιούν τσιπ αποκλειστικά από πυρίτιο, ανταγωνίζονται τις αυτοκινητοβιομηχανίες στη γραμμή παραγωγής ημιαγωγών.
«Συμπερασματικά, η ανάπτυξη συστημάτων 800 volt είναι κρίσιμη», καταλήγει ο Kessel Gruber του GKN.
2. Διάταξη δικτύου σταθμών φόρτισης 800 volt
Ακολουθεί μια άλλη ερώτηση: Οι περισσότεροι από τους υπάρχοντες σταθμούς φόρτισης βασίζονται στο σύστημα 400 volt, υπάρχει πραγματικά πλεονέκτημα στα αυτοκίνητα που χρησιμοποιούν το σύστημα 800 volt;
Η απάντηση που δίνουν οι ειδικοί του κλάδου είναι: ναι. Αν και το όχημα χρειάζεται υποδομή φόρτισης 800 volt.
"Το μεγαλύτερο μέρος της υπάρχουσας υποδομής γρήγορης φόρτισης DC είναι για οχήματα 400 volt", είπε ο Hursted. «Για να επιτύχουμε γρήγορη φόρτιση 800 volt, χρειαζόμαστε την τελευταία γενιά ταχέων φορτιστών DC υψηλής τάσης και υψηλής ισχύος».
Αυτό δεν αποτελεί πρόβλημα για τη φόρτιση στο σπίτι, αλλά μέχρι στιγμής τα ταχύτερα δημόσια δίκτυα φόρτισης στις ΗΠΑ είναι περιορισμένα. Ο Ράιχ πιστεύει ότι το πρόβλημα είναι ακόμη πιο δύσκολο για τους σταθμούς φόρτισης αυτοκινητοδρόμων.
Στην Ευρώπη, ωστόσο, τα δίκτυα φόρτισης συστημάτων 800 Volt βρίσκονται σε άνοδο και το Ionity διαθέτει έναν αριθμό σημείων φόρτισης αυτοκινητόδρομων 800 volt, 350 κιλοβάτ σε όλη την Ευρώπη.
Το Ionity EU είναι ένα έργο συνεργασίας πολλών αυτοκινητοβιομηχανιών για ένα δίκτυο σταθμών φόρτισης υψηλής ισχύος για ηλεκτρικά οχήματα, που ιδρύθηκε από το BMW Group, τη Daimler AG, τη Ford Motor και τη Volkswagen. Το 2020, η Hyundai Motor έγινε ο πέμπτος μεγαλύτερος μέτοχος.
«Ένας φορτιστής 800 volt, 350 κιλοβάτ σημαίνει χρόνος φόρτισης 100 χιλιομέτρων 5-7 λεπτών», λέει ο Schaller της ZF. «Αυτό είναι απλώς ένα φλιτζάνι καφέ».
"Αυτή είναι πραγματικά μια ανατρεπτική τεχνολογία. Θα βοηθήσει επίσης την αυτοκινητοβιομηχανία να πείσει περισσότερους ανθρώπους να αγκαλιάσουν τα ηλεκτρικά οχήματα."
Σύμφωνα με μια πρόσφατη αναφορά της Porsche, χρειάζονται περίπου 80 λεπτά για να προστεθούν 250 μίλια εμβέλειας σε έναν τυπικό σταθμό παραγωγής ενέργειας 50 kW, 400 V. 40 λεπτά αν είναι 100 kW. κατά την ψύξη του βύσματος φόρτισης (κόστος, βάρος και πολυπλοκότητα), γεγονός που μπορεί να μειώσει περαιτέρω το χρόνο στα 30 λεπτά.
«Ως εκ τούτου, στην προσπάθεια επίτευξης φόρτισης υψηλότερης ταχύτητας, η μετάβαση σε υψηλότερες τάσεις είναι αναπόφευκτη», καταλήγει η έκθεση. Η Porsche πιστεύει ότι με μια τάση φόρτισης 800 volt, ο χρόνος θα πέσει στα 15 λεπτά περίπου.
Επαναφόρτιση τόσο εύκολη και γρήγορη όσο ο ανεφοδιασμός - υπάρχει μεγάλη πιθανότητα να συμβεί.
3. Πρωτοπόροι σε συντηρητικές βιομηχανίες
Αν η τεχνολογία των 800 βολτ είναι πράγματι τόσο καλή, αξίζει να αναρωτηθούμε γιατί, με εξαίρεση τα προαναφερθέντα μοντέλα, σχεδόν όλα τα ηλεκτρικά οχήματα εξακολουθούν να βασίζονται σε συστήματα 400 βολτ, ακόμη και οι ηγέτες της αγοράς Tesla και Volkswagen. ?
Ο Schaller και άλλοι ειδικοί αποδίδουν τους λόγους στην «ευκολία» και «το να είσαι πρώτα βιομηχανία».
Ένα τυπικό σπίτι χρησιμοποιεί 380 βολτ τριφασικού εναλλασσόμενου ρεύματος (ο ρυθμός τάσης είναι στην πραγματικότητα ένα εύρος, όχι μια σταθερή τιμή), οπότε όταν οι αυτοκινητοβιομηχανίες άρχισαν να κυκλοφορούν plug-in υβριδικά και αμιγώς ηλεκτρικά οχήματα, η υποδομή φόρτισης ήταν ήδη εκεί . Και το πρώτο κύμα ηλεκτρικών οχημάτων χτίστηκε σε εξαρτήματα που αναπτύχθηκαν για plug-in υβριδικά, τα οποία βασίστηκαν σε συστήματα 400 volt.
«Όταν όλοι είναι στα 400 βολτ, σημαίνει ότι αυτό είναι το επίπεδο τάσης που είναι διαθέσιμο στην υποδομή παντού», είπε ο Schaller. "Είναι το πιο βολικό, είναι άμεσα διαθέσιμο. Έτσι ο κόσμος δεν σκέφτεται πολύ. Αποφασίστηκε αμέσως."
Ο Kessel Gruber πιστώνει την Porsche ως πρωτοπόρο του συστήματος 800 volt επειδή εστίασε περισσότερο στην απόδοση παρά στην πρακτικότητα.
Η Porsche τολμά να επαναξιολογήσει τι έχει μεταφέρει η βιομηχανία από το παρελθόν. Αναρωτιέται: «Είναι όντως αυτή η καλύτερη λύση;». «Μπορούμε να το σχεδιάσουμε από την αρχή;» Αυτή είναι η ομορφιά του να είσαι κατασκευαστής αυτοκινήτων υψηλών επιδόσεων.
Οι ειδικοί του κλάδου συμφώνησαν ότι είναι θέμα χρόνου να βγουν στην αγορά περισσότερα EV 800 volt.
Δεν υπάρχουν πολλές τεχνικές προκλήσεις, αλλά τα μέρη πρέπει να αναπτυχθούν και να επικυρωθούν. Το κόστος μπορεί να είναι ένα πρόβλημα, αλλά με κλίμακα, μικρότερες κυψέλες και λιγότερο χαλκό, το χαμηλό κόστος θα έρθει σύντομα.
Η Volvo, η Polestar, η Stellantis και η General Motors έχουν ήδη δηλώσει ότι τα μελλοντικά μοντέλα θα χρησιμοποιούν την τεχνολογία.
Ο Όμιλος Volkswagen σχεδιάζει να λανσάρει μια σειρά από αυτοκίνητα στην πλατφόρμα PPE των 800 volt, συμπεριλαμβανομένου ενός νέου Macan και ενός station wagon βασισμένο στο νέο concept A6 Avant E-tron.
Ορισμένες κινεζικές αυτοκινητοβιομηχανίες έχουν επίσης ανακοινώσει μια μετάβαση στην αρχιτεκτονική των 800 volt, συμπεριλαμβανομένων των Xpeng Motors, NIO, Li Auto, BYD και της Lotus που ανήκει στην Geely.
"Με το Taycan και το E-tron GT, έχετε ένα όχημα με κορυφαίες επιδόσεις στην κατηγορία του. Το Ioniq 5 είναι η απόδειξη ότι ένα οικονομικό οικογενειακό αυτοκίνητο είναι δυνατό", κατέληξε ο Kessel Gruber. «Αν αυτά τα λίγα αυτοκίνητα μπορούν να το κάνουν, τότε κάθε αυτοκίνητο μπορεί να το κάνει».
Ώρα δημοσίευσης: Απρ-19-2022