2021-ben a teljes személygépjármű-eladások 9%-át a globális elektromos járművek teszik ki.
Ennek a számnak a növelése érdekében az autógyártók és a beszállítók azon túl, hogy új üzleti környezetbe fektetnek be, hogy felgyorsítsák a villamosítás fejlesztését, gyártását és népszerűsítését, azon is törik a fejüket, hogy felkészüljenek a járműalkatrészek következő generációjára.
Ilyenek például a szilárdtest akkumulátorok, axiális áramlású motorok és 800 voltos elektromos rendszerek, amelyek a felére csökkentik a töltési időt, drasztikusan csökkentik az akkumulátor méretét és költségét, valamint javítják a hajtáslánc hatékonyságát.
Eddig csak néhány új autó használt 800 voltos rendszert a szokásos 400 helyett.
A már piacon lévő 800 voltos rendszerű modellek a következők: Porsche Taycan, Audi E-tron GT, Hyundai Ioniq 5 és Kia EV6. A Lucid Air limuzin 900 voltos architektúrát használ, bár az iparági szakértők úgy vélik, hogy technikailag 800 voltos rendszerről van szó.
Az elektromos járművek alkatrész-beszállítói szempontjából a 800 voltos akkumulátor architektúra lesz a domináns technológia a 2020-as évek végére, különösen, amikor egyre több dedikált 800 voltos architektúrájú, teljesen elektromos platform jelenik meg, mint például a Hyundai E-GMP és PPE. a Volkswagen csoport.
A Hyundai Motor E-GMP moduláris elektromos platformját a Vitesco Technologies, a Continental AG-tól leválasztott hajtáslánc-vállalat biztosítja 800 voltos inverterek biztosítására; A Volkswagen Group PPE egy 800 voltos akkumulátor-architektúra, amelyet az Audi és a Porsche közösen fejlesztettek ki. Moduláris elektromos jármű platform.
"2025-re a 800 voltos rendszerrel szerelt modellek egyre gyakoribbá válnak" - mondta Dirk Kesselgruber, a GKN elektromos hajtásláncok részlegének elnöke, egy technológiai fejlesztő cég. A GKN ezenkívül egyike annak a számos Tier 1 beszállítónak, amely ezt a technológiát alkalmazza, és olyan alkatrészeket szállít, mint például a 800 voltos elektromos tengelyek, 2025-ben a tömeggyártást szem előtt tartva.
Azt mondta az Automotive News Europe-nak: "Úgy gondoljuk, hogy a 800 voltos rendszer általánossá válik. A Hyundai is bebizonyította, hogy árban is versenyképes lehet."
Az Egyesült Államokban a Hyundai IQNIQ 5 ára 43 650 dollárról indul, ami megalapozottabb, mint az elektromos járművek 2022 februári 60 054 dolláros átlagára, és több fogyasztó fogadhatja el.
"A 800 volt a következő logikus lépés a tisztán elektromos járművek fejlődésében" - mondta Alexander Reich, a Vitesco innovatív teljesítményelektronikai részlegének vezetője egy interjúban.
A Hyundai E-GMP moduláris elektromos platformjához való 800 voltos inverterek szállítása mellett a Vitesco további jelentős szerződéseket is kötött, köztük egy nagy észak-amerikai autógyártó invertereit, valamint két vezető elektromos autót Kínában és Japánban. A motort a szállító biztosítja.
A 800 voltos elektromos rendszerek szegmense a néhány éve vártnál gyorsabban növekszik, az ügyfelek pedig egyre erősebbek – mondta Harry Husted, a BorgWarner amerikai autóalkatrész-szállító technológiai igazgatója e-mailben. kamat. A beszállító néhány megrendelést is nyert, köztük egy kínai luxusmárka integrált meghajtómodulját.
1. Miért a 800 volt a "logikus következő lépés"?
Melyek a 800 voltos rendszer legfontosabb jellemzői a meglévő 400 voltos rendszerhez képest?
Először is ugyanazt a teljesítményt tudják leadni alacsonyabb áramerősséggel. Növelje a töltési időt 50%-kal azonos méretű akkumulátorral.
Ennek eredményeként az akkumulátor, amely az elektromos járművek legdrágább alkatrésze, kisebbre tehető, növelve a hatékonyságot, miközben csökkenti az össztömeget.
Otmar Scharrer, a ZF elektromos hajtáslánc-technológiáért felelős vezető alelnöke a következőket mondta: "Az elektromos járművek ára még nincs olyan szinten, mint a benzinüzemű járműveké, és egy kisebb akkumulátor jó megoldás lenne. Ezenkívül nagyon nagy akkumulátorral rendelkezik egy olyan népszerű kompakt modellnek, mint az Ioniq 5, önmagában nincs értelme.”
"A feszültség és az azonos áramerősség megduplázásával az autó kétszer annyi energiához juthat" - mondta Reich. "Ha a töltési idő elég gyors, előfordulhat, hogy az elektromos autónak nem kell időt töltenie 1000 kilométeres hatótávval."
Másodszor, mivel a magasabb feszültségek kisebb áramerősséggel biztosítják ugyanazt a teljesítményt, a kábelek és vezetékek kisebbek és könnyebbek is, csökkentve a drága és nehéz réz fogyasztását.
Az elveszett energia is ennek megfelelően csökken, ami jobb kitartást és jobb motorteljesítményt eredményez. És nincs szükség bonyolult hőkezelési rendszerre az akkumulátor optimális hőmérsékleten történő működéséhez.
Végül, a feltörekvő szilícium-karbid mikrochip technológiával párosítva a 800 voltos rendszer akár 5 százalékkal növelheti a hajtáslánc hatékonyságát. Ez a chip kevés energiát veszít váltáskor, és különösen hatékony a regeneratív fékezésnél.
Mivel az új szilícium-karbid chipek kevesebb tiszta szilíciumot használnak, a költségek alacsonyabbak lehetnek, és több chipet lehet szállítani az autóiparnak, mondták a beszállítók. Mivel más iparágak általában csak szilícium chipeket használnak, versenyeznek az autógyártókkal a félvezető gyártósoron.
„Összefoglalva, a 800 voltos rendszerek fejlesztése döntő jelentőségű” – összegzi a GKN-től Kessel Gruber.
2. 800 voltos töltőállomás hálózati elrendezése
Még egy kérdés: a legtöbb meglévő töltőállomás 400 voltos rendszeren alapul, valóban előnyt jelent a 800 voltos rendszert használó autók számára?
Az iparági szakértők válasza: igen. Bár a járműnek 800 voltos alapú töltőinfrastruktúrára van szüksége.
"A meglévő egyenáramú gyorstöltési infrastruktúra nagy része 400 voltos járművekhez való" - mondta Hursted. "A 800 V-os gyorstöltés eléréséhez a legújabb generációs nagyfeszültségű, nagy teljesítményű egyenáramú gyorstöltőkre van szükségünk."
Ez nem jelent problémát az otthoni töltésnél, de eddig az Egyesült Államok leggyorsabb nyilvános töltőhálózatai korlátozottak. Reich szerint a probléma még nehezebb az autópálya-töltőállomásoknál.
Európában azonban a 800 voltos rendszerű töltőhálózatok egyre terjednek, és az Ionity számos 800 voltos, 350 kilowattos autópálya-töltőponttal rendelkezik Európa-szerte.
Az Ionity EU egy több autógyártó partnerségi projekt az elektromos járművek nagy teljesítményű töltőállomásainak hálózatára, amelyet a BMW Group, a Daimler AG, a Ford Motor és a Volkswagen alapított. 2020-ban a Hyundai Motor csatlakozott az ötödik legnagyobb részvényesként.
"Egy 800 voltos, 350 kilowattos töltő 100 kilométeres töltési időt jelent, 5-7 perc" - mondja a ZF Schaller. – Ez csak egy csésze kávé.
"Ez valóban bomlasztó technológia. Segít az autóiparnak abban is, hogy több embert győzzön meg az elektromos járművek használatáról."
A Porsche friss jelentése szerint körülbelül 80 percet vesz igénybe 250 mérföldes hatótáv növelése egy tipikus 50 kW-os, 400 V-os erőműben; 40 perc, ha 100 kW; ha hűti a töltődugót (költségek, súly és bonyolultság), ami tovább csökkentheti az időt 30 percre.
"Ezért a nagyobb sebességű töltés elérése érdekében elkerülhetetlen a magasabb feszültségre való átállás" - zárul a jelentés. A Porsche úgy véli, hogy 800 voltos töltőfeszültség mellett az idő körülbelül 15 percre csökkenne.
Az újratöltés olyan egyszerű és gyors, mint a tankolás – jó eséllyel ez meg is fog történni.
3. Úttörők a konzervatív iparágakban
Ha valóban olyan jó a 800 voltos technológia, akkor érdemes feltenni a kérdést, hogy az előbb említett modelleket leszámítva miért épül még mindig szinte minden elektromos jármű 400 voltos rendszerre, még a piacvezető Tesla és Volkswagen is. ?
Schaller és más szakértők a "kényelem" és az "ipar elsőbbsége" okainak tulajdonítják.
Egy tipikus ház 380 V-os háromfázisú váltakozó áramot használ (a feszültségszint valójában egy tartomány, nem egy fix érték), így amikor az autógyártók elkezdték a plug-in hibrideket és a tisztán elektromos járműveket piacra dobni, a töltési infrastruktúra már ott volt. Az elektromos járművek első hulláma pedig konnektorról tölthető hibridekhez fejlesztett alkatrészekre épült, amelyek 400 voltos rendszerekre épültek.
"Ha mindenki 400 V-on van, ez azt jelenti, hogy ez az a feszültségszint, amely mindenhol elérhető az infrastruktúrában" - mondta Schaller. "Ez a legkényelmesebb, azonnal elérhető. Így az emberek nem gondolkodnak túl sokat. Azonnal döntöttek."
Kessel Gruber a Porschét a 800 voltos rendszer úttörőjeként tartja számon, mivel az inkább a teljesítményre, mint a praktikumra összpontosított.
A Porsche át meri értékelni, mit is hozott át az iparág a múltból. Felteszi magának a kérdést: "Valóban ez a legjobb megoldás?" – Megtervezhetjük a semmiből? Ez a szépsége a nagy teljesítményű autógyártónak.
Iparági szakértők egyetértettek abban, hogy csak idő kérdése, mikor jelenik meg több 800 voltos elektromos jármű a piacon.
Nincs sok technikai kihívás, de az alkatrészeket fejleszteni és validálni kell; a költség lehet probléma, de a méretarány, a kisebb cellák és a kevesebb réz miatt hamarosan alacsonyak lesznek a költségek.
A Volvo, a Polestar, a Stellantis és a General Motors már kijelentette, hogy a jövő modelljei is használni fogják a technológiát.
A Volkswagen-csoport egy sor autó bevezetését tervezi 800 voltos PPE platformján, köztük egy új Macant és egy kombit, amely az új A6 Avant E-tron koncepcióra épül.
Számos kínai autógyártó is bejelentette, hogy áttér a 800 voltos architektúrára, köztük az Xpeng Motors, a NIO, a Li Auto, a BYD és a Geely tulajdonában lévő Lotus.
"A Taycannal és az E-tron GT-vel kategóriaelső teljesítményű járművet kap. Az Ioniq 5 bizonyítja, hogy lehetséges megfizethető családi autó" - zárta Kessel Gruber. "Ha ez a néhány autó képes rá, akkor minden autó képes rá."
Feladás időpontja: 2022.04.19