У 2021 році світові продажі електромобілів становитимуть 9% від загального обсягу продажів легкових автомобілів.
Щоб збільшити цю кількість, окрім значних інвестицій у нові бізнес-ландшафти для прискорення розробки, виробництва та просування електрифікації, автовиробники та постачальники також ламають голову, щоб підготуватися до наступного покоління компонентів транспортних засобів.
Приклади включають твердотільні батареї, осьові двигуни та електричні системи на 800 вольт, які обіцяють скоротити час зарядки вдвічі, різко зменшити розмір і вартість батареї та підвищити ефективність трансмісії.
Поки що лише кілька нових автомобілів використовували 800-вольтну систему замість звичайних 400.
На ринку вже представлені моделі з 800-вольтовими системами: Porsche Taycan, Audi E-tron GT, Hyundai Ioniq 5 і Kia EV6.Лімузин Lucid Air використовує 900-вольтову архітектуру, хоча експерти галузі вважають, що технічно це 800-вольтова система.
З точки зору постачальників компонентів для електромобілів, 800-вольтова архітектура батареї стане домінуючою технологією до кінця 2020-х років, особливо з появою все більшої кількості повністю електричних платформ з 800-вольтовою архітектурою, таких як E-GMP і PPE від Hyundai. Volkswagen Group.
Модульна електрична платформа Hyundai Motor E-GMP надається компанією Vitesco Technologies, компанією з виробництва силових агрегатів, що відокремилася від Continental AG, для забезпечення інверторів на 800 вольт;PPE Volkswagen Group — це 800-вольтова архітектура батареї, спільно розроблена Audi та Porsche.Модульна електромобільна платформа.
«До 2025 року моделі з 800-вольтовими системами стануть більш поширеними», — сказав Дірк Кессельгрубер, президент підрозділу електричних приводів GKN, компанії з розробки технологій.GKN також є одним із кількох постачальників Tier 1, які використовують цю технологію, постачаючи такі компоненти, як 800-вольтові електричні осі, з метою масового виробництва в 2025 році.
Він сказав Automotive News Europe: «Ми думаємо, що 800-вольтова система стане основною. Hyundai також довів, що вона може бути однаково конкурентоспроможною за ціною».
У Сполучених Штатах Hyundai IQNIQ 5 починається з 43 650 доларів, що є більш обґрунтованим, ніж середня ціна на електромобілі в 60 054 долари в лютому 2022 року, і може бути прийнята більшою кількістю споживачів.
«800 вольт — логічний наступний крок в еволюції чисто електричних транспортних засобів», — сказав в інтерв’ю Олександр Райх, керівник відділу інноваційної силової електроніки Vitesco.
Окрім постачання 800-вольтових інверторів для модульної електричної платформи Hyundai E-GMP, Vitesco уклала інші великі контракти, зокрема інвертори для великого північноамериканського автовиробника та двох провідних електромобілів у Китаї та Японії.Постачальник надає двигун.
Сегмент 800-вольтових електричних систем зростає швидше, ніж очікувалося всього кілька років тому, і клієнти стають сильнішими, повідомив Гаррі Хастед, головний технічний директор американського постачальника автозапчастин BorgWarner, електронною поштою.інтерес.Постачальник також отримав кілька замовлень, зокрема інтегрований модуль приводу для китайського бренду класу люкс.
1. Чому 800 вольт є «логічним наступним кроком»?
Які основні переваги 800-вольтової системи порівняно з існуючою 400-вольтовою системою?
По-перше, вони можуть видавати таку ж потужність при меншому струмі.Збільште час заряджання на 50% з тим самим розміром акумулятора.
У результаті акумулятор, найдорожчий компонент в електромобілі, можна зробити меншим, підвищивши ефективність і одночасно зменшивши загальну вагу.
Отмар Шаррер, старший віце-президент з технологій електрифікованих силових агрегатів у ZF, сказав: «Вартість електромобілів ще не на такому ж рівні, як бензинові транспортні засоби, і менший акумулятор був би хорошим рішенням. Крім того, мати дуже великий акумулятор у така масова компактна модель, як Ioniq 5, сама по собі не має сенсу».
«Подвоюючи напругу та зберігаючи той самий струм, автомобіль може отримати вдвічі більше енергії», — сказав Райх.«Якщо час зарядки досить швидкий, електромобілю, можливо, не доведеться витрачати час на пробіг 1000 кілометрів».
По-друге, оскільки вищі напруги забезпечують таку ж потужність з меншим струмом, кабелі та дроти також можна зробити меншими та легшими, зменшуючи споживання дорогої та важкої міді.
Втрата енергії також буде відповідно зменшена, що призведе до кращої витривалості та кращої моторики.І не потрібна складна система управління температурою, щоб забезпечити оптимальну температуру роботи акумулятора.
Нарешті, у поєднанні з новою технологією мікрочіпів із карбіду кремнію 800-вольтова система може підвищити ефективність трансмісії до 5 відсотків.Ця мікросхема втрачає мало енергії під час перемикання та особливо ефективна для рекуперативного гальмування.
Оскільки нові чіпи з карбіду кремнію використовують менш чистий кремній, вартість може бути нижчою, і більше чіпів можна постачати в автомобільну промисловість, кажуть постачальники.Оскільки інші галузі, як правило, використовують повністю кремнієві мікросхеми, вони конкурують з автовиробниками на лінії виробництва напівпровідників.
«На завершення розробка 800-вольтових систем має вирішальне значення», — підсумовує Кессель Грубер з GKN.
2. Схема розташування зарядної станції 800 вольт
Ось ще одне запитання: більшість існуючих зарядних станцій базуються на системі 400 вольт, чи справді є перевага для автомобілів, які використовують систему 800 вольт?
Відповідь експертів галузі: так.Хоча транспортному засобу потрібна зарядна інфраструктура на 800 вольт.
«Більшість існуючої інфраструктури швидкої зарядки постійного струму призначено для транспортних засобів на 400 вольт», — сказав Херстед.«Щоб досягти швидкої зарядки 800 вольт, нам потрібні швидкі зарядні пристрої постійного струму високої напруги високої потужності останнього покоління».
Це не проблема для домашньої зарядки, але наразі кількість найшвидших громадських зарядних мереж у США обмежена.Райх вважає, що проблема ще більш складна для зарядних станцій на шосе.
Проте в Європі мережа зарядних станцій на 800 вольт зростає, і Ionity має ряд пунктів зарядки на шосе напругою 800 вольт і потужністю 350 кіловат по всій Європі.
Ionity EU — це проект партнерства кількох автовиробників для мережі потужних зарядних станцій для електромобілів, заснований BMW Group, Daimler AG, Ford Motor і Volkswagen.У 2020 році Hyundai Motor приєдналася як п’ятий найбільший акціонер.
«Зарядний пристрій на 800 вольт і потужністю 350 кіловат означає час зарядки на 100 кілометрів за 5-7 хвилин», — каже Шаллер із ZF.«Це просто чашка кави».
«Це справді революційна технологія. Вона також допоможе автомобільній промисловості переконати більше людей прийняти електромобілі».
Відповідно до нещодавнього звіту Porsche, для того, щоб додати 250 миль запасу ходу типовій електростанції 50 кВт, 400 В, потрібно близько 80 хвилин;40 хвилин, якщо це 100 кВт;якщо охолоджувати зарядний штекер (вартість, вага та складність), що може додатково скоротити час до 30 хвилин.
«Тому в прагненні досягти більш високошвидкісної зарядки перехід на більш високу напругу неминучий», — йдеться у звіті.У Porsche вважають, що при зарядній напрузі 800 вольт час скоротиться приблизно до 15 хвилин.
Перезарядка така ж легка та швидка, як і заправка – велика ймовірність, що це станеться.
3. Піонери в консервативних галузях
Якщо 800-вольтова технологія справді така хороша, варто запитати, чому, за винятком вищезгаданих моделей, майже всі електромобілі досі базуються на 400-вольтових системах, навіть лідери ринку Tesla та Volkswagen.?
Шаллер та інші експерти пояснюють причини «зручністю» та «першістю в галузі».
Типовий будинок використовує 380 вольт трифазного змінного струму (напруга насправді є діапазоном, а не фіксованим значенням), тому, коли автовиробники почали розгортати гібриди та чисто електричні транспортні засоби, зарядна інфраструктура вже була там.І перша хвиля електромобілів була побудована на компонентах, розроблених для гібридів, що підключаються до електромережі, які базувалися на 400-вольтових системах.
«Коли всі знаходяться під напругою 400 вольт, це означає, що це рівень напруги, який доступний в інфраструктурі скрізь», — сказав Шаллер."Це найзручніше, це відразу доступно. Щоб люди не дуже думали. Відразу вирішили".
Кессель Грубер вважає Porsche піонером 800-вольтової системи, оскільки вона більше зосереджена на продуктивності, ніж на практичності.
Porsche наважується переоцінити те, що індустрія перенесла з минулого.Він запитує себе: «Чи справді це найкраще рішення?»«Чи можемо ми спроектувати це з нуля?»Це краса бути високопродуктивним автовиробником.
Експерти галузі погоджуються, що це лише питання часу, коли на ринок з’явиться більше 800-вольтових електромобілів.
Технічних проблем небагато, але деталі потрібно розробити та перевірити;вартість може бути проблемою, але з масштабом, меншими комірками та меншою кількістю міді низька вартість скоро стане доступною.
Volvo, Polestar, Stellantis і General Motors вже заявили, що майбутні моделі використовуватимуть цю технологію.
Volkswagen Group планує випустити ряд автомобілів на своїй 800-вольтовій платформі PPE, включаючи новий Macan і універсал на основі нового концепту A6 Avant E-tron.
Кілька китайських автовиробників також оголосили про перехід на 800-вольтну архітектуру, включаючи Xpeng Motors, NIO, Li Auto, BYD і Lotus, що належить Geely.
«З Taycan і E-tron GT у вас є автомобіль із найкращими у своєму класі характеристиками. Ioniq 5 — це доказ того, що доступний сімейний автомобіль можливий», — підсумував Кессель Грубер.«Якщо ці кілька машин можуть це зробити, то кожна машина може це зробити».
Час публікації: 19 квітня 2022 р