U 2021. globalna prodaja električnih vozila činit će 9% ukupne prodaje osobnih automobila.
Kako bi povećali taj broj, osim velikih ulaganja u nova poslovna okruženja kako bi se ubrzao razvoj, proizvodnja i promicanje elektrifikacije, proizvođači automobila i dobavljači također razbijaju glavu kako bi se pripremili za sljedeću generaciju komponenti vozila.
Primjeri uključuju poluprovodničke baterije, motore s aksijalnim protokom i električne sustave od 800 volti koji obećavaju prepoloviti vrijeme punjenja, drastično smanjiti veličinu i cijenu baterije i poboljšati učinkovitost pogona.
Do sada je samo nekoliko novih automobila koristilo sustav od 800 volti umjesto uobičajenih 400.
Modeli sa 800-voltnim sustavima koji su već na tržištu su: Porsche Taycan, Audi E-tron GT, Hyundai Ioniq 5 i Kia EV6. Lucid Air limuzina koristi arhitekturu od 900 volti, iako stručnjaci vjeruju da se tehnički radi o sustavu od 800 volti.
Iz perspektive dobavljača komponenti za električna vozila, arhitektura baterija od 800 volti bit će dominantna tehnologija do kraja 2020-ih, posebno kako se pojavljuje sve više i više posvećenih potpuno električnih platformi arhitekture od 800 volti, kao što su Hyundai E-GMP i PPE od grupa Volkswagen.
Modularnu električnu platformu E-GMP Hyundai Motora osigurava Vitesco Technologies, tvrtka za pogonske sklopove odvojena od Continental AG, za isporuku pretvarača od 800 volti; Volkswagen Group PPE je arhitektura baterije od 800 volti koju su zajednički razvili Audi i Porsche. Modularna platforma za električna vozila.
"Do 2025. modeli sa sustavima od 800 volti postat će češći", rekao je Dirk Kesselgruber, predsjednik GKN-ovog odjela za električne pogone, tvrtke za tehnološki razvoj. GKN je također jedan od nekoliko Tier 1 dobavljača koji koriste tehnologiju, isporučujući komponente kao što su električne osovine od 800 volti, s ciljem masovne proizvodnje 2025. godine.
Rekao je za Automotive News Europe: "Mislimo da će sustav od 800 volti postati mainstream. Hyundai je također dokazao da može biti jednako konkurentan po cijeni."
U Sjedinjenim Državama, Hyundai IQNIQ 5 počinje s 43.650 USD, što je razumnije od prosječne cijene od 60.054 USD za električna vozila u veljači 2022., i može ga prihvatiti veći broj kupaca.
"800 volti je logičan sljedeći korak u evoluciji čisto električnih vozila", rekao je u intervjuu Alexander Reich, voditelj inovativne energetske elektronike u Vitescu.
Uz isporuku 800-voltnih pretvarača za Hyundaijevu E-GMP modularnu električnu platformu, Vitesco je osigurao druge velike ugovore, uključujući pretvarače za velikog sjevernoameričkog proizvođača automobila i dva vodeća električna vozila u Kini i Japanu. Dobavljač osigurava motor.
Segment električnih sustava od 800 volti raste brže nego što se očekivalo prije samo nekoliko godina, a kupci postaju sve jači, rekao je putem e-pošte Harry Husted, glavni tehnološki direktor američkog dobavljača autodijelova BorgWarner. interes. Dobavljač je također dobio neke narudžbe, uključujući integrirani pogonski modul za kinesku luksuznu marku.
1. Zašto je 800 volti "logičan sljedeći korak"?
Koje su prednosti 800-voltnog sustava u usporedbi s postojećim 400-voltnim sustavom?
Prvo, mogu isporučiti istu snagu pri nižoj struji. Povećajte vrijeme punjenja za 50% s istom veličinom baterije.
Kao rezultat toga, baterija, najskuplja komponenta u električnom vozilu, može biti manja, povećavajući učinkovitost uz smanjenje ukupne težine.
Otmar Scharrer, viši potpredsjednik tehnologije elektrificiranih pogonskih sklopova u ZF-u, rekao je: "Cijena električnih vozila još nije na istoj razini kao kod benzinskih vozila, a manja baterija bila bi dobro rješenje. Također, imati vrlo veliku bateriju u mainstream kompaktni model kao što je Ioniq 5 sam po sebi nema smisla.”
"Udvostručenjem napona i iste struje, automobil može dobiti dvostruko više energije", rekao je Reich. "Ako je vrijeme punjenja dovoljno brzo, električni automobil možda neće morati trošiti vrijeme na domet od 1000 kilometara."
Drugo, budući da viši naponi daju istu snagu s manjom strujom, kabeli i žice također mogu biti manji i lakši, smanjujući potrošnju skupog i teškog bakra.
Izgubljena energija također će se smanjiti, što će rezultirati boljom izdržljivošću i poboljšanom motoričkom izvedbom. I nije potreban složen sustav upravljanja toplinom kako bi se osiguralo da baterija radi na optimalnoj temperaturi.
Konačno, u kombinaciji s tehnologijom mikročipa od silicij karbida u nastajanju, sustav od 800 volti može povećati učinkovitost pogonskog sklopa do 5 posto. Ovaj čip gubi malo energije prilikom prebacivanja i posebno je učinkovit za regenerativno kočenje.
Budući da novi čipovi od silicij-karbida koriste manje čistog silicija, cijena bi mogla biti niža i više čipova može se isporučiti automobilskoj industriji, kažu dobavljači. Budući da druge industrije imaju tendenciju da koriste potpuno silikonske čipove, one se natječu s proizvođačima automobila na liniji za proizvodnju poluvodiča.
"U zaključku, razvoj sustava od 800 volti je ključan", zaključuje Kessel Gruber iz GKN-a.
2. Raspored mreže stanica za punjenje od 800 volti
Evo još jednog pitanja: većina postojećih punionica temelji se na sustavu od 400 volti, postoji li doista prednost automobila koji koriste sustav od 800 volti?
Odgovor stručnjaka iz industrije je: da. Iako vozilo treba infrastrukturu za punjenje od 800 volti.
"Većina postojeće infrastrukture za brzo punjenje istosmjernom strujom je za vozila od 400 volti", rekao je Hursted. "Da bismo postigli brzo punjenje od 800 volti, potrebna nam je najnovija generacija visokonaponskih i snažnih DC brzih punjača."
To nije problem za kućno punjenje, ali do sada su najbrže javne mreže za punjenje u SAD-u ograničene. Reich smatra da je problem još teži za stanice za punjenje na autocestama.
U Europi su, međutim, mreže za punjenje od 800 volti u porastu, a Ionity ima brojne punjačnice za autoceste od 800 volti i snage 350 kilovata diljem Europe.
Ionity EU je projekt partnerstva više proizvođača automobila za mrežu stanica za punjenje velike snage za električna vozila, koju su osnovali BMW Grupa, Daimler AG, Ford Motor i Volkswagen. Godine 2020. Hyundai Motor pridružio se kao peti najveći dioničar.
"Punjač od 800 volti i 350 kilovata znači vrijeme punjenja od 100 kilometara od 5-7 minuta", kaže Schaller iz ZF-a. "To je samo šalica kave."
"Ovo je doista disruptivna tehnologija. Također će pomoći automobilskoj industriji da uvjeri više ljudi da prihvate električna vozila."
Prema nedavnom izvješću Porschea, potrebno je oko 80 minuta da se doda 250 milja dometa u tipičnoj elektrani od 50kW, 400V; 40 minuta ako je 100kW; ako se hladi utikač za punjenje (troškovi, težina i složenost), što može dodatno smanjiti vrijeme na 30 minuta.
"Stoga je, u potrazi za postizanjem veće brzine punjenja, prijelaz na više napone neizbježan", zaključuje se u izvješću. Porsche vjeruje da bi s naponom punjenja od 800 volti vrijeme palo na oko 15 minuta.
Punjenje jednako jednostavno i brzo kao punjenje gorivom - postoje dobre šanse da će se to i dogoditi.
3. Pioniri u konzervativnim industrijama
Ako je 800-voltna tehnologija doista tako dobra, vrijedi se zapitati zašto se, s izuzetkom gore navedenih modela, gotovo sva električna vozila još uvijek temelje na 400-voltnim sustavima, čak i tržišni lideri Tesla i Volkswagen. ?
Schaller i drugi stručnjaci pripisuju razloge "praktičnosti" i "biti na prvom mjestu u industriji".
Tipična kuća koristi 380 volti trofazne izmjenične struje (stopa napona zapravo je raspon, a ne fiksna vrijednost), pa kada su proizvođači automobila počeli izbacivati plug-in hibride i čisto električna vozila, infrastruktura za punjenje je već postojala. A prvi val električnih vozila izgrađen je na komponentama razvijenim za plug-in hibride, koji su se temeljili na sustavima od 400 volti.
"Kada su svi na 400 volti, to znači da je to razina napona koja je svugdje dostupna u infrastrukturi", rekao je Schaller. "Najpovoljnije je, odmah je dostupno. Da ljudi ne razmišljaju previše. Odmah odlučeno."
Kessel Gruber smatra Porsche pionirom 800-voltnog sustava jer se više fokusirao na performanse nego na praktičnost.
Porsche se usuđuje ponovno procijeniti ono što je industrija prenijela iz prošlosti. Pita se: "Je li to stvarno najbolje rješenje?" "Možemo li ga dizajnirati ispočetka?" To je ljepota biti proizvođač automobila visokih performansi.
Stručnjaci iz industrije složili su se da je samo pitanje vremena kada će se na tržište pojaviti još 800-voltnih električnih vozila.
Nema mnogo tehničkih izazova, ali dijelove je potrebno razviti i potvrditi; trošak može biti problem, ali uz kamenac, manje ćelije i manje bakra, niska cijena će uskoro doći.
Volvo, Polestar, Stellantis i General Motors već su izjavili da će budući modeli koristiti tu tehnologiju.
Volkswagen grupa planira lansirati niz automobila na svojoj 800-voltnoj PPE platformi, uključujući novi Macan i karavan temeljen na novom konceptu A6 Avant E-tron.
Brojni kineski proizvođači automobila također su najavili prelazak na 800-voltnu arhitekturu, uključujući Xpeng Motors, NIO, Li Auto, BYD i Lotus u vlasništvu Geelyja.
"S Taycanom i E-tronom GT imate vozilo s vodećim performansama u klasi. Ioniq 5 je dokaz da je pristupačan obiteljski automobil moguć", zaključio je Kessel Gruber. "Ako ovih nekoliko automobila to može, onda to može svaki auto."
Vrijeme objave: 19. travnja 2022