През 2021 г. глобалните продажби на EV ще представляват 9% от общите продажби на леки автомобили.
За да увеличат този брой, в допълнение към сериозните инвестиции в нови бизнес пейзажи за ускоряване на разработването, производството и насърчаването на електрификацията, производителите на автомобили и доставчиците също натоварват мозъка си, за да се подготвят за следващото поколение автомобилни компоненти.
Примерите включват твърдотелни батерии, двигатели с аксиален поток и 800-волтови електрически системи, които обещават да намалят наполовина времето за зареждане, драстично да намалят размера и цената на батерията и да подобрят ефективността на задвижването.
Досега само няколко нови коли са използвали 800-волтова система вместо обичайните 400.
Модели с 800-волтови системи вече на пазара са: Porsche Taycan, Audi E-tron GT, Hyundai Ioniq 5 и Kia EV6.Лимузината Lucid Air използва 900-волтова архитектура, въпреки че експерти от индустрията смятат, че технически е 800-волтова система.
От гледна точка на доставчиците на EV компоненти, архитектурата на 800-волтовата батерия ще бъде доминиращата технология до края на 2020-те години, особено след като се появяват все повече и повече специализирани изцяло електрически платформи с 800-волтова архитектура, като E-GMP и PPE на Hyundai Volkswagen Group.
Модулната електрическа платформа E-GMP на Hyundai Motor се предоставя от Vitesco Technologies, компания за задвижване, отделена от Continental AG, за осигуряване на 800-волтови инвертори;Volkswagen Group PPE е архитектура на 800-волтова батерия, разработена съвместно от Audi и Porsche.Модулна платформа за електрически превозни средства.
„До 2025 г. моделите с 800-волтови системи ще станат по-често срещани“, каза Дирк Кеселгрубер, президент на отдела за електрическо задвижване на GKN, компания за технологично развитие.GKN също е един от няколкото доставчици от ниво 1, които използват технологията, доставяйки компоненти като 800-волтови електрически оси, с поглед към масово производство през 2025 г.
Той каза пред Automotive News Europe: „Смятаме, че 800-волтовата система ще стане масова. Hyundai също доказа, че може да бъде еднакво конкурентна на цена.“
В Съединените щати Hyundai IQNIQ 5 започва от $43 650, което е по-обосновано от средната цена от $60 054 за електрически превозни средства през февруари 2022 г. и може да бъде прието от повече потребители.
„800 волта е логичната следваща стъпка в еволюцията на чисто електрически превозни средства“, каза в интервю Александър Райх, ръководител на иновативната силова електроника във Vitesco.
В допълнение към доставката на 800-волтови инвертори за модулната електрическа платформа E-GMP на Hyundai, Vitesco осигури други големи договори, включително инвертори за голям северноамерикански автомобилен производител и два водещи електромобила в Китай и Япония.Доставчикът осигурява двигателя.
Сегментът на 800-волтовите електрически системи расте по-бързо от очакваното само преди няколко години и клиентите стават все по-силни, каза Хари Хъстед, главен технологичен директор в американския доставчик на авточасти BorgWarner, по имейл.интерес.Доставчикът също така спечели някои поръчки, включително интегриран задвижващ модул за китайска луксозна марка.
1. Защо 800 волта е "логичната следваща стъпка"?
Какви са акцентите на 800-волтовата система в сравнение със съществуващата 400-волтова система?
Първо, те могат да доставят същата мощност при по-нисък ток.Увеличете времето за зареждане с 50% със същия размер на батерията.
В резултат на това батерията, най-скъпият компонент в електрическо превозно средство, може да бъде направена по-малка, увеличавайки ефективността, като същевременно намалява общото тегло.
Отмар Шарер, старши вицепрезидент по технологиите за електрифицирано задвижване в ZF, каза: „Цената на електрическите превозни средства все още не е на същото ниво като на бензиновите превозни средства и по-малка батерия би била добро решение. Освен това наличието на много голяма батерия в масовият компактен модел като Ioniq 5 няма смисъл сам по себе си.”
„Чрез удвояване на напрежението и същия ток, колата може да получи два пъти повече енергия“, каза Райх.„Ако времето за зареждане е достатъчно бързо, електрическата кола може да не прекарва време в преследване на обхват от 1000 километра.“
Второ, тъй като по-високите напрежения осигуряват същата мощност с по-малко ток, кабелите и проводниците също могат да бъдат направени по-малки и по-леки, намалявайки потреблението на скъпа и тежка мед.
Загубената енергия също ще бъде съответно намалена, което води до по-добра издръжливост и подобрена двигателна ефективност.И не е необходима сложна система за управление на топлината, за да се гарантира, че батерията работи при оптимална температура.
И накрая, в комбинация с нововъзникващата технология за микрочипове от силициев карбид, 800-волтовата система може да повиши ефективността на задвижването с до 5 процента.Този чип губи малко енергия при превключване и е особено ефективен за регенеративно спиране.
Тъй като новите чипове от силициев карбид използват по-малко чист силиций, цената може да бъде по-ниска и повече чипове могат да бъдат доставени на автомобилната индустрия, казаха доставчици.Тъй като други индустрии са склонни да използват изцяло силициеви чипове, те се конкурират с автомобилните производители на линията за производство на полупроводници.
„В заключение, разработването на 800-волтови системи е от решаващо значение“, заключава Кесел Грубер от GKN.
2. Оформление на мрежата на 800-волтова станция за зареждане
Ето още един въпрос: Повечето от съществуващите зарядни станции са базирани на 400-волтова система, има ли наистина предимство автомобилите, използващи 800-волтовата система?
Отговорът на експертите в бранша е: да.Въпреки че превозното средство се нуждае от 800-волтова инфраструктура за зареждане.
„По-голямата част от съществуващата инфраструктура за бързо зареждане с постоянен ток е за 400-волтови превозни средства“, каза Хърстед.„За да постигнем 800-волтово бързо зареждане, се нуждаем от най-новото поколение бързи зарядни устройства с постоянен ток с високо напрежение и висока мощност.“
Това не е проблем за домашното зареждане, но досега най-бързите обществени мрежи за зареждане в САЩ са ограничени.Райх смята, че проблемът е още по-труден за станциите за зареждане по магистралите.
В Европа обаче 800-волтовите системи за зареждане се увеличават и Ionity разполага с редица 800-волтови, 350-киловатови точки за зареждане на магистрали в цяла Европа.
Ionity EU е партньорски проект на множество автомобилни производители за мрежа от високомощни зарядни станции за електрически превозни средства, основана от BMW Group, Daimler AG, Ford Motor и Volkswagen.През 2020 г. Hyundai Motor се присъедини като пети по големина акционер.
„Зарядно устройство от 800 волта и 350 киловата означава време за зареждане на 100 километра от 5-7 минути“, казва Шалер от ZF.— Това е само чаша кафе.
„Това наистина е разрушителна технология. Освен това ще помогне на автомобилната индустрия да убеди повече хора да възприемат електрическите превозни средства.“
Според скорошен доклад от Porsche са необходими около 80 минути, за да се добавят 250 мили пробег в типична 50kW, 400V електроцентрала;40 минути, ако е 100kW;ако охлаждате щепсела за зареждане (разходи, тегло и сложност), което може допълнително да намали времето до 30 минути.
„Следователно, в стремежа да се постигне по-висока скорост на зареждане, преходът към по-високи напрежения е неизбежен“, заключава докладът.Porsche вярва, че с 800-волтово напрежение на зареждане времето ще падне до около 15 минути.
Презареждането е толкова лесно и бързо, колкото и зареждането с гориво – има голям шанс това да се случи.
3. Пионери в консервативните индустрии
Ако 800-волтовата технология наистина е толкова добра, струва си да се запитаме защо, с изключение на гореспоменатите модели, почти всички електрически превозни средства все още са базирани на 400-волтови системи, дори пазарните лидери Tesla и Volkswagen.?
Шалер и други експерти отдават причините на „удобството“ и „на първо място в индустрията“.
Една типична къща използва 380 волта трифазен променлив ток (степента на напрежение всъщност е диапазон, а не фиксирана стойност), така че когато производителите на автомобили започнаха да пускат plug-in хибриди и чисто електрически превозни средства, инфраструктурата за зареждане вече беше налице.И първата вълна от електрически превозни средства беше изградена върху компоненти, разработени за plug-in хибриди, които бяха базирани на 400-волтови системи.
„Когато всички са на 400 волта, това означава, че това е нивото на напрежение, което е налично в инфраструктурата навсякъде“, каза Шалер."Това е най-удобното, веднага е достъпно. Така че хората не мислят много. Веднага се решава."
Кесел Грубер признава Porsche за пионер на 800-волтовата система, защото се фокусира повече върху производителността, отколкото върху практичността.
Porsche се осмелява да преоцени това, което индустрията е пренесла от миналото.Той се пита: "Това наистина ли е най-доброто решение?"„Можем ли да го проектираме от нулата?“Това е красотата да бъдеш високопроизводителен автомобилен производител.
Експертите в индустрията са единодушни, че е само въпрос на време още 800-волтови електромобили да излязат на пазара.
Няма много технически предизвикателства, но частите трябва да бъдат разработени и валидирани;цената може да е проблем, но с мащаба, по-малките клетки и по-малкото мед, ниската цена ще дойде скоро.
Volvo, Polestar, Stellantis и General Motors вече заявиха, че бъдещите модели ще използват технологията.
Volkswagen Group планира да пусне гама от автомобили на своята 800-волтова PPE платформа, включително нов Macan и комби, базирано на новата концепция A6 Avant E-tron.
Редица китайски производители на автомобили също обявиха преминаване към 800-волтова архитектура, включително Xpeng Motors, NIO, Li Auto, BYD и Lotus, собственост на Geely.
„С Taycan и E-tron GT вие имате превозно средство с водеща в класа производителност. Ioniq 5 е доказателство, че една достъпна семейна кола е възможна“, заключи Кесел Грубер.„Ако тези няколко коли могат да го направят, тогава всяка кола може да го направи.“
Време на публикуване: 19 април 2022 г