Vuonna 2021 sähköautojen maailmanlaajuinen myynti on 9 % henkilöautojen kokonaismyynnistä.
Nostaakseen tätä määrää, sen lisäksi, että autonvalmistajat ja toimittajat investoivat voimakkaasti uusiin liiketoimintaympäristöihin nopeuttaakseen sähköistyksen kehitystä, valmistusta ja edistämistä, ne myös ryöstävät aivojaan valmistautuakseen seuraavan sukupolven ajoneuvokomponentteihin.
Esimerkkejä ovat puolijohdeakut, aksiaalivirtausmoottorit ja 800 voltin sähköjärjestelmät, jotka lupaavat lyhentää latausajat puoleen, pienentää merkittävästi akun kokoa ja hintaa sekä parantaa voimansiirron tehokkuutta.
Toistaiseksi vain muutama uusi auto on käyttänyt 800 voltin järjestelmää tavallisen 400:n sijaan.
Markkinoilla jo 800 voltin järjestelmillä varustetut mallit ovat: Porsche Taycan, Audi E-tron GT, Hyundai Ioniq 5 ja Kia EV6. Lucid Air -limusiini käyttää 900 voltin arkkitehtuuria, vaikka alan asiantuntijat uskovat sen olevan teknisesti 800 voltin järjestelmä.
Sähköajoneuvojen komponenttitoimittajien näkökulmasta 800 voltin akkuarkkitehtuuri on hallitseva teknologia 2020-luvun loppuun mennessä, varsinkin kun ilmaantuu yhä enemmän omistautuneita 800 voltin arkkitehtuurin täysin sähköisiä alustoja, kuten Hyundain E-GMP ja PPE. Volkswagen-konserni.
Hyundai Motorin modulaarisen E-GMP-sähköalustan toimittaa Vitesco Technologies, Continental AG:sta erotettu voimansiirtoyhtiö, joka toimittaa 800 voltin invertterit; Volkswagen Group PPE on Audin ja Porschen yhdessä kehittämä 800 voltin akkuarkkitehtuuri. Modulaarinen sähköautoalusta.
"Vuoteen 2025 mennessä 800 voltin järjestelmillä varustetut mallit yleistyvät", sanoi Dirk Kesselgruber, teknologiakehitysyhtiön GKN:n sähkövoimansiirtodivisioonan puheenjohtaja. GKN on myös yksi useista teknologiaa käyttävistä Tier 1 -toimittajista, jotka toimittavat komponentteja, kuten 800 voltin sähköakseleita, tavoitteena massatuotanto vuonna 2025.
Hän kertoi Automotive News Europelle: "Uskomme, että 800 voltin järjestelmästä tulee valtavirtaa. Hyundai on myös osoittanut, että se voi olla yhtä kilpailukykyinen hinnan suhteen."
Yhdysvalloissa Hyundai IQNIQ 5 alkaa 43 650 dollarista, mikä on maadoitettua sähköautojen keskihintaa 60 054 dollaria helmikuussa 2022, ja useammat kuluttajat voivat hyväksyä sen.
"800 volttia on looginen seuraava askel puhtaiden sähköajoneuvojen kehityksessä", Vitescon innovatiivisen tehoelektroniikan johtaja Alexander Reich sanoi haastattelussa.
Sen lisäksi, että Vitesco on toimittanut 800 voltin invertterit Hyundain modulaariseen E-GMP-sähköalustaan, se on tehnyt muita merkittäviä sopimuksia, mukaan lukien invertterit suurelle pohjoisamerikkalaiselle autonvalmistajalle ja kahdelle johtavalle sähköautolle Kiinassa ja Japanissa. Toimittaja toimittaa moottorin.
800 voltin sähköjärjestelmien segmentti kasvaa nopeammin kuin odotettiin vain muutama vuosi sitten, ja asiakkaat vahvistuvat, Harry Husted, Yhdysvaltain autonosien toimittajan BorgWarnerin teknologiajohtaja, sanoi sähköpostitse. kiinnostaa. Toimittaja on myös voittanut joitain tilauksia, mukaan lukien integroidun käyttömoduulin kiinalaiselle luksusbrändille.
1. Miksi 800 volttia on "looginen seuraava askel"?
Mitkä ovat 800 voltin järjestelmän kohokohdat verrattuna nykyiseen 400 voltin järjestelmään?
Ensinnäkin ne voivat tuottaa saman tehon pienemmällä virralla. Pidennä latausaikaa 50 % samalla akulla.
Tämän seurauksena akku, sähköauton kallein komponentti, voidaan pienentää, mikä lisää tehokkuutta ja vähentää kokonaispainoa.
Otmar Scharrer, ZF:n sähköistettyjen voimansiirtoteknologian varatoimitusjohtaja, sanoi: "Sähköajoneuvojen hinta ei ole vielä samalla tasolla kuin bensiinikäyttöisten ajoneuvojen, ja pienempi akku olisi hyvä ratkaisu. Myös erittäin suuri akku valtavirran kompakti malli, kuten Ioniq 5, ei sinänsä ole järkevää."
"Kaksinkertaistamalla jännite ja sama virta, auto voi saada kaksi kertaa enemmän energiaa", Reich sanoi. "Jos latausaika on riittävän nopea, sähköauton ei välttämättä tarvitse käyttää aikaa 1000 kilometrin toimintamatkaan."
Toiseksi, koska korkeammat jännitteet tuottavat saman tehon pienemmällä virralla, kaapeleita ja johtoja voidaan myös tehdä pienemmiksi ja kevyemmiksi, mikä vähentää kalliin ja raskaan kuparin kulutusta.
Menetetty energia vähenee myös vastaavasti, mikä parantaa kestävyyttä ja parantaa moottorin suorituskykyä. Eikä tarvita monimutkaista lämmönhallintajärjestelmää, jotta akku toimii optimaalisessa lämpötilassa.
Lopuksi, kun 800 voltin järjestelmä yhdistetään kehittyvän piikarbidimikrosiruteknologiaan, se voi lisätä voimansiirron tehokkuutta jopa 5 prosenttia. Tämä siru menettää vähän energiaa kytkettäessä ja on erityisen tehokas regeneratiivisessa jarrutuksessa.
Koska uudet piikarbidisirut käyttävät vähemmän puhdasta piitä, kustannukset voivat olla alhaisemmat ja enemmän siruja voidaan toimittaa autoteollisuudelle, toimittajat sanoivat. Koska muilla teollisuudenaloilla on taipumus käyttää vain piisiruja, ne kilpailevat autonvalmistajien kanssa puolijohteiden tuotantolinjalla.
"Johtopäätös: 800 voltin järjestelmien kehittäminen on ratkaisevan tärkeää", päättää GKN:n Kessel Gruber.
2. 800 voltin latausaseman verkkoasetelma
Tässä on toinen kysymys: Suurin osa olemassa olevista latausasemista perustuu 400 voltin järjestelmään, onko 800 voltin järjestelmää käyttävillä autoilla todella etua?
Alan asiantuntijoiden vastaus on: kyllä. Vaikka ajoneuvo tarvitsee 800 volttiin perustuvan latausinfrastruktuurin.
"Suurin osa nykyisestä DC-pikalatausinfrastruktuurista on tarkoitettu 400 voltin ajoneuvoille", Hursted sanoi. "800 voltin nopean latauksen saavuttamiseksi tarvitsemme uusimman sukupolven suurjännitteisiä, suuritehoisia tasavirta-pikalatajia."
Se ei ole ongelma kotilataukselle, mutta toistaiseksi nopeimmat julkiset latausverkot Yhdysvalloissa ovat rajalliset. Reich uskoo, että ongelma on vielä vaikeampi maanteiden latausasemille.
Euroopassa 800 voltin järjestelmälatausverkot ovat kuitenkin nousussa, ja Ionityllä on useita 800 voltin ja 350 kilowatin valtatielatauspisteitä eri puolilla Eurooppaa.
Ionity EU on BMW Groupin, Daimler AG:n, Ford Motorin ja Volkswagenin perustama usean autonvalmistajan kumppanuushanke sähköajoneuvojen suuritehoisten latauspisteiden verkostolle. Vuonna 2020 Hyundai Motor liittyi viidenneksi suurimmaksi osakkeenomistajaksi.
"800 voltin, 350 kilowatin laturi tarkoittaa 100 kilometrin latausaikaa 5-7 minuuttia", sanoo ZF:n Schaller. "Se on vain kuppi kahvia."
"Tämä on todella häiritsevää tekniikkaa. Se auttaa myös autoteollisuutta vakuuttamaan useammat ihmiset omaksumaan sähköajoneuvot."
Porschen tuoreen raportin mukaan kestää noin 80 minuuttia lisätä 250 mailia tyypilliseen 50 kW:n 400 V voimalaitokseen. 40 minuuttia, jos se on 100 kW; jos jäähdytät latauspistoketta (kustannukset, paino ja monimutkaisuus), mikä voi lyhentää aikaa edelleen 30 minuuttiin.
"Siksi pyrittäessä saavuttamaan nopeampi lataus, siirtyminen korkeampiin jännitteisiin on väistämätöntä", raportti totesi. Porsche uskoo, että 800 voltin latausjännitteellä aika putoaisi noin 15 minuuttiin.
Lataaminen yhtä helppoa ja nopeaa kuin tankkaus – on hyvä mahdollisuus, että se tapahtuu.
3. Pioneerit konservatiivisilla aloilla
Jos 800 voltin tekniikka on todellakin niin hyvää, kannattaa kysyä, miksi edellä mainittuja malleja lukuun ottamatta lähes kaikki sähköautot perustuvat edelleen 400 voltin järjestelmiin, jopa markkinajohtajat Tesla ja Volkswagen. ?
Schaller ja muut asiantuntijat pitävät syynä "mukavuutta" ja "toimialan etusijaa".
Tyypillinen talo käyttää 380 volttia kolmivaiheista vaihtovirtaa (jännitenopeus on itse asiassa alue, ei kiinteä arvo), joten kun autonvalmistajat alkoivat ottaa käyttöön ladattavia hybridejä ja puhtaita sähköajoneuvoja, latausinfrastruktuuri oli jo olemassa. Ja ensimmäinen sähköajoneuvojen aalto rakennettiin ladattavia hybridejä varten kehitettyihin komponentteihin, jotka perustuivat 400 voltin järjestelmiin.
"Kun kaikilla on 400 volttia, se tarkoittaa, että tämä jännite on käytettävissä infrastruktuurissa kaikkialla", Schaller sanoi. "Se on kätevin, se on heti saatavilla. Joten ihmiset eivät ajattele liikaa. Päätetään heti."
Kessel Gruber pitää Porschea 800 voltin järjestelmän edelläkävijänä, koska se keskittyi enemmän suorituskykyyn kuin käytännöllisyyteen.
Porsche uskaltaa arvioida uudelleen, mitä ala on siirtänyt menneisyydestä. Hän kysyy itseltään: "Onko tämä todella paras ratkaisu?" "Voimmeko suunnitella sen tyhjästä?" Se on korkean suorituskyvyn autonvalmistajan kauneus.
Alan asiantuntijat ovat yhtä mieltä siitä, että on vain ajan kysymys, milloin lisää 800 voltin sähköautoja tulee markkinoille.
Teknisiä haasteita ei ole paljon, mutta osia on kehitettävä ja validoitava; kustannukset voivat olla ongelma, mutta mittakaavassa, pienemmissä kennoissa ja vähemmän kuparia, alhaiset kustannukset tulevat pian.
Volvo, Polestar, Stellantis ja General Motors ovat jo ilmoittaneet, että tulevat mallit käyttävät tekniikkaa.
Volkswagen-konserni suunnittelee tuovansa markkinoille 800 voltin PPE-alustaan erilaisia autoja, mukaan lukien uuden Macanin ja uuteen A6 Avant E-tron -konseptiin perustuvan farmariauton.
Useat kiinalaiset autonvalmistajat ovat myös ilmoittaneet siirtyvänsä 800 voltin arkkitehtuuriin, mukaan lukien Xpeng Motors, NIO, Li Auto, BYD ja Geelyn omistama Lotus.
"Taycanin ja E-tron GT:n avulla sinulla on ajoneuvo, jonka suorituskyky on luokkansa johtava. Ioniq 5 on todiste siitä, että edullinen perheauto on mahdollista", Kessel Gruber totesi. "Jos nämä muutamat autot pystyvät siihen, niin jokainen auto pystyy siihen."
Postitusaika: 19.4.2022