În 2021, vânzările globale de vehicule electrice vor reprezenta 9% din vânzările totale de autoturisme.
Pentru a spori acest număr, pe lângă investițiile masive în noi peisaje de afaceri pentru a accelera dezvoltarea, fabricarea și promovarea electrificării, producătorii de automobile și furnizorii își frământă mintea pentru a se pregăti pentru următoarea generație de componente pentru vehicule.
Exemplele includ bateriile cu stare solidă, motoarele cu flux axial și sistemele electrice de 800 de volți care promit să reducă timpii de încărcare la jumătate, să reducă drastic dimensiunea și costul bateriei și să îmbunătățească eficiența transmisiei.
Până acum, doar o mână de mașini noi au folosit un sistem de 800 de volți în loc de cel obișnuit 400.
Modelele cu sisteme de 800 de volți deja pe piață sunt: Porsche Taycan, Audi E-tron GT, Hyundai Ioniq 5 și Kia EV6. Limuzina Lucid Air folosește o arhitectură de 900 de volți, deși experții din industrie cred că din punct de vedere tehnic este un sistem de 800 de volți.
Din perspectiva furnizorilor de componente EV, arhitectura bateriei de 800 de volți va fi tehnologia dominantă până la sfârșitul anilor 2020, mai ales pe măsură ce apar din ce în ce mai multe platforme electrice dedicate cu arhitectură de 800 de volți, cum ar fi E-GMP și PPE de la Hyundai. Grupul Volkswagen.
Platforma electrică modulară E-GMP a Hyundai Motor este furnizată de Vitesco Technologies, o companie de trenuri propulsoare desprinsă de la Continental AG, pentru a furniza invertoare de 800 de volți; Volkswagen Group PPE este o arhitectură de baterie de 800 de volți dezvoltată în comun de Audi și Porsche. Platformă modulară pentru vehicule electrice.
„Până în 2025, modelele cu sisteme de 800 de volți vor deveni mai comune”, a declarat Dirk Kesselgruber, președintele diviziei de transmisii electrice a GKN, o companie de dezvoltare tehnologică. GKN este, de asemenea, unul dintre câțiva furnizori de nivel 1 care utilizează tehnologia, furnizând componente precum axe electrice de 800 de volți, cu ochii către producția de masă în 2025.
El a declarat pentru Automotive News Europe: „Credem că sistemul de 800 de volți va deveni mainstream. Hyundai a demonstrat, de asemenea, că poate fi la fel de competitiv la preț”.
În Statele Unite, Hyundai IQNIQ 5 pornește de la 43.650 USD, ceea ce este mai bine bazat decât prețul mediu de 60.054 USD pentru vehiculele electrice în februarie 2022 și poate fi acceptat de mai mulți consumatori.
„800 de volți este următorul pas logic în evoluția vehiculelor pur electrice”, a declarat Alexander Reich, șeful departamentului de electronice inovatoare de putere la Vitesco, într-un interviu.
Pe lângă furnizarea de invertoare de 800 de volți pentru platforma electrică modulară E-GMP a Hyundai, Vitesco a obținut alte contracte majore, inclusiv invertoare pentru un mare producător auto nord-american și două vehicule electrice de top din China și Japonia. Furnizorul furnizează motorul.
Segmentul sistemelor electrice de 800 de volți crește mai rapid decât se aștepta în urmă cu doar câțiva ani, iar clienții sunt din ce în ce mai puternici, a declarat Harry Husted, director de tehnologie la furnizorul american de piese auto BorgWarner, prin e-mail. interes. Furnizorul a câștigat, de asemenea, unele comenzi, inclusiv un modul de acționare integrat pentru un brand chinezesc de lux.
1. De ce 800 de volți este „următorul pas logic”?
Care sunt punctele importante ale sistemului de 800 de volți în comparație cu sistemul existent de 400 de volți?
În primul rând, pot furniza aceeași putere la un curent mai mic. Creșteți timpul de încărcare cu 50% cu aceeași dimensiune a bateriei.
Ca urmare, bateria, cea mai scumpă componentă dintr-un vehicul electric, poate fi redusă, crescând eficiența, reducând în același timp greutatea totală.
Otmar Scharrer, vicepreședinte senior al tehnologiei grupului motopropulsor electrificat la ZF, a declarat: „Costul vehiculelor electrice nu este încă la același nivel cu cel al vehiculelor pe benzină, iar o baterie mai mică ar fi o soluție bună. De asemenea, având o baterie foarte mare în un model compact ca Ioniq 5 nu are sens în sine.”
„Dubland tensiunea și același curent, mașina poate obține de două ori mai multă energie”, a spus Reich. „Dacă timpul de încărcare este suficient de rapid, este posibil ca mașina electrică să nu fie nevoie să petreacă timp urmărind o autonomie de 1.000 de kilometri.”
În al doilea rând, deoarece tensiunile mai mari oferă aceeași putere cu mai puțin curent, cablurile și firele pot fi, de asemenea, mai mici și mai ușoare, reducând consumul de cupru scump și greu.
Energia pierdută va fi, de asemenea, redusă în consecință, rezultând o rezistență mai bună și o performanță motorie îmbunătățită. Și nu este necesar un sistem complex de management termic pentru a se asigura că bateria funcționează la temperatura optimă.
În cele din urmă, atunci când este asociat cu tehnologia emergentă cu microcip cu carbură de siliciu, sistemul de 800 de volți poate crește eficiența grupului de propulsie cu până la 5%. Acest cip pierde puțină energie la comutare și este deosebit de eficient pentru frânarea regenerativă.
Deoarece noile cipuri cu carbură de siliciu folosesc mai puțin siliciu pur, costul ar putea fi mai mic și mai multe cipuri pot fi furnizate industriei auto, au spus furnizorii. Deoarece alte industrii tind să folosească cipuri din siliciu, ele concurează cu producătorii de automobile pe linia de producție a semiconductoarelor.
„În concluzie, dezvoltarea sistemelor de 800 de volți este crucială”, conchide Kessel Gruber de la GKN.
2. Dispunerea rețelei stației de încărcare de 800 de volți
Iată o altă întrebare: majoritatea stațiilor de încărcare existente se bazează pe sistemul de 400 de volți, există într-adevăr un avantaj pentru mașinile care folosesc sistemul de 800 de volți?
Răspunsul dat de experții din industrie este: da. Deși vehiculul are nevoie de o infrastructură de încărcare bazată pe 800 de volți.
„Majoritatea infrastructurii de încărcare rapidă DC existentă este pentru vehicule de 400 de volți”, a spus Hursted. „Pentru a obține o încărcare rapidă de 800 de volți, avem nevoie de cea mai recentă generație de încărcătoare rapide DC de înaltă tensiune și putere.”
Aceasta nu este o problemă pentru încărcarea acasă, dar până acum cele mai rapide rețele publice de încărcare din SUA sunt limitate. Reich crede că problema este și mai grea pentru stațiile de încărcare pe autostradă.
În Europa, totuși, rețelele de încărcare ale sistemelor de 800 de volți sunt în creștere, iar Ionity are un număr de puncte de încărcare pe autostradă de 800 de volți și 350 de kilowați în toată Europa.
Ionity EU este un proiect de parteneriat cu mai mulți producători auto pentru o rețea de stații de încărcare de mare putere pentru vehicule electrice, fondat de BMW Group, Daimler AG, Ford Motor și Volkswagen. În 2020, Hyundai Motor s-a alăturat ca al cincilea cel mai mare acționar.
„Un încărcător de 800 de volți și 350 de kilowați înseamnă un timp de încărcare de 100 de kilometri de 5-7 minute”, spune Schaller de la ZF. — E doar o ceașcă de cafea.
„Aceasta este cu adevărat o tehnologie disruptivă. De asemenea, va ajuta industria auto să convingă mai mulți oameni să adopte vehiculele electrice”.
Potrivit unui raport recent de la Porsche, este nevoie de aproximativ 80 de minute pentru a adăuga 250 de mile de autonomie într-o stație electrică tipică de 50 kW, 400 V; 40 de minute dacă este de 100kW; dacă se răcește mufa de încărcare (costuri, greutate și complexitate), ceea ce poate reduce și mai mult timpul la 30 de minute.
„Prin urmare, în încercarea de a obține o încărcare cu viteză mai mare, o tranziție la tensiuni mai mari este inevitabilă”, se concluzionează raportul. Porsche crede că, cu o tensiune de încărcare de 800 de volți, timpul ar scădea la aproximativ 15 minute.
Reîncărcarea la fel de ușoară și rapidă ca și realimentarea - există șanse mari să se întâmple.
3. Pionierii în industriile conservatoare
Dacă tehnologia de 800 de volți este într-adevăr atât de bună, merită să ne întrebăm de ce, cu excepția modelelor menționate mai sus, aproape toate vehiculele electrice sunt încă bazate pe sisteme de 400 de volți, chiar și liderii de piață Tesla și Volkswagen. ?
Schaller și alți experți atribuie motivele „convenienței” și „a fi o industrie pe primul loc”.
O casă tipică folosește 380 de volți de curent alternativ trifazat (rata de tensiune este de fapt un interval, nu o valoare fixă), așa că atunci când producătorii de automobile au început să lanseze hibrizi plug-in și vehicule pur electrice, infrastructura de încărcare era deja acolo. Iar primul val de vehicule electrice a fost construit pe componente dezvoltate pentru hibrizi plug-in, care se bazau pe sisteme de 400 de volți.
„Când toată lumea este la 400 de volți, înseamnă că acesta este nivelul de tensiune disponibil peste tot în infrastructură”, a spus Schaller. "Este cel mai convenabil, este disponibil imediat. Deci oamenii nu se gândesc prea mult. Hotărât imediat."
Kessel Gruber consideră că Porsche este un pionier al sistemului de 800 de volți, deoarece sa concentrat mai mult pe performanță decât pe practic.
Porsche îndrăznește să reevalueze ceea ce industria a transferat din trecut. El se întreabă: „Este aceasta cu adevărat cea mai bună soluție?” „Putem să-l proiectăm de la zero?” Aceasta este frumusețea de a fi un producător auto de înaltă performanță.
Experții din industrie au convenit că este doar o chestiune de timp până când mai multe vehicule electrice de 800 de volți să ajungă pe piață.
Nu există multe provocări tehnice, dar părțile trebuie dezvoltate și validate; costul poate fi o problemă, dar cu scară, celule mai mici și mai puțin cupru, costul scăzut va veni în curând.
Volvo, Polestar, Stellantis și General Motors au declarat deja că modelele viitoare vor folosi tehnologia.
Grupul Volkswagen intenționează să lanseze o gamă de mașini pe platforma sa PPE de 800 de volți, inclusiv un nou Macan și un break bazat pe noul concept A6 Avant E-tron.
O serie de producători auto chinezi au anunțat, de asemenea, trecerea la arhitectura de 800 de volți, inclusiv Xpeng Motors, NIO, Li Auto, BYD și Lotus, deținută de Geely.
"Cu Taycan și E-tron GT, aveți un vehicul cu performanțe de vârf în clasă. Ioniq 5 este dovada că este posibilă o mașină de familie la prețuri accesibile", a concluzionat Kessel Gruber. „Dacă aceste câteva mașini pot face asta, atunci fiecare mașină o poate face.”
Ora postării: 19.04.2022