2021 m. pasauliniai elektromobilių pardavimai sudarys 9 % visų lengvųjų automobilių pardavimų.
Siekdami padidinti šį skaičių, automobilių gamintojai ir tiekėjai ne tik investuoja į naujas verslo aplinkas, skirtas paspartinti elektrifikacijos kūrimą, gamybą ir skatinimą, bet ir ruošiasi naujos kartos transporto priemonių komponentams.
Pavyzdžiai: kietojo kūno baterijos, ašinio srauto varikliai ir 800 voltų elektros sistemos, kurios žada perpus sutrumpinti įkrovimo laiką, smarkiai sumažinti baterijos dydį ir kainą bei pagerinti pavaros efektyvumą.
Iki šiol tik keli nauji automobiliai naudojo 800 voltų sistemą vietoj įprastos 400 voltų.
Rinkoje jau esantys modeliai su 800 voltų sistemomis yra šie: „Porsche Taycan“, „Audi E-tron GT“, „Hyundai Ioniq 5“ ir „Kia EV6“. „Lucid Air“ limuzinas naudoja 900 voltų architektūrą, nors pramonės ekspertai mano, kad techniškai tai yra 800 voltų sistema.
Elektromobilių komponentų tiekėjų požiūriu, 800 voltų akumuliatorių architektūra taps dominuojančia technologija iki 2020-ųjų pabaigos, ypač atsirandant vis daugiau specializuotų 800 voltų architektūros visiškai elektrinių platformų, tokių kaip „Hyundai“ E-GMP ir „Volkswagen“ grupės PPE.
„Hyundai Motor“ modulinę elektrinę platformą E-GMP tiekia „Vitesco Technologies“ – iš „Continental AG“ atskirta jėgos agregatų bendrovė, gaminanti 800 voltų keitiklius; „Volkswagen Group PPE“ – tai 800 voltų akumuliatorių architektūra, kurią kartu sukūrė „Audi“ ir „Porsche“. Modulinė elektrinių transporto priemonių platforma.
„Iki 2025 m. modeliai su 800 voltų sistemomis taps labiau paplitę“, – teigė Dirkas Kesselgruberis, technologijų plėtros bendrovės „GKN“ elektrinių pavarų padalinio prezidentas. „GKN“ taip pat yra viena iš kelių pirmos pakopos tiekėjų, naudojančių šią technologiją, tiekianti tokius komponentus kaip 800 voltų elektrinės ašys, o 2025 m. planuojama pradėti masinę gamybą.
Jis „Automotive News Europe“ sakė: „Manome, kad 800 voltų sistema taps įprasta. „Hyundai“ taip pat įrodė, kad gali būti lygiai taip pat konkurencinga kainos atžvilgiu.“
Jungtinėse Valstijose „Hyundai IQNIQ 5“ kaina prasideda nuo 43 650 USD, tai yra pigiau nei vidutinė elektromobilių kaina 2022 m. vasarį – 60 054 USD, ir gali būti priimtinesnė daugiau vartotojų.
„800 voltų yra logiškas kitas žingsnis grynai elektrinių transporto priemonių evoliucijoje“, – interviu sakė Aleksandras Reichas, „Vitesco“ inovatyvios galios elektronikos vadovas.
Be 800 voltų keitiklių tiekimo „Hyundai“ E-GMP modulinei elektrinei platformai, „Vitesco“ sudarė ir kitų svarbių sutarčių, įskaitant keitiklių tiekimą vienam didžiausių Šiaurės Amerikos automobilių gamintojų ir dviem pirmaujantiems elektromobiliams Kinijoje ir Japonijoje. Tiekėjas tiekia ir variklį.
800 voltų elektros sistemų segmentas auga sparčiau nei tikėtasi vos prieš kelerius metus, o klientų ratas stiprėja, el. paštu teigė Harry Hustedas, JAV automobilių dalių tiekėjos „BorgWarner“ vyriausiasis technologijų vadovas. Tiekėjas taip pat yra gavęs keletą užsakymų, įskaitant integruotą pavaros modulį Kinijos prabangos prekės ženklui.
1. Kodėl 800 voltų yra „logiškas kitas žingsnis“?
Kokie yra 800 voltų sistemos privalumai, palyginti su esama 400 voltų sistema?
Pirma, jie gali tiekti tą pačią galią esant mažesnei srovei. Pailginkite įkrovimo laiką 50 %, naudojant tą patį akumuliatoriaus dydį.
Dėl to akumuliatorius, brangiausias elektromobilio komponentas, gali būti pagamintas mažesnis, padidinant efektyvumą ir sumažinant bendrą svorį.
Otmaras Scharreris, „ZF“ elektrifikuotų jėgos agregatų technologijų vyresnysis viceprezidentas, teigė: „Elektromobilių kaina dar nėra tokia pati kaip benzininių transporto priemonių, todėl mažesnis akumuliatorius būtų geras sprendimas. Be to, labai didelis akumuliatorius tokiame populiariame kompaktiškame modelyje kaip „Ioniq 5“ savaime neturi prasmės.“
„Padvigubinus įtampą ir tiek pat srovės, automobilis gali gauti dvigubai daugiau energijos“, – teigė Reichas. „Jei įkrovimo laikas yra pakankamai greitas, elektromobiliui gali nereikėti gaišti laiko 1000 kilometrų atstumui įveikti.“
Antra, kadangi aukštesnė įtampa užtikrina tą pačią galią su mažesne srove, kabeliai ir laidai taip pat gali būti mažesni ir lengvesni, taip sumažinant brangaus ir sunkaus vario sunaudojimą.
Atitinkamai sumažės ir energijos nuostoliai, todėl padidės ištvermė ir pagerės variklio veikimas. Be to, nereikia jokios sudėtingos šilumos valdymo sistemos, kad akumuliatorius veiktų optimalioje temperatūroje.
Galiausiai, kartu su besiformuojančia silicio karbido mikroschemų technologija, 800 voltų sistema gali padidinti jėgos agregato efektyvumą iki 5 procentų. Šis lustas perjungiant praranda mažai energijos ir yra ypač efektyvus regeneraciniam stabdymui.
Kadangi naujuose silicio karbido lustuose naudojama mažiau gryno silicio, kaina gali būti mažesnė ir automobilių pramonei galima tiekti daugiau lustų, teigė tiekėjai. Kadangi kitos pramonės šakos linkusios naudoti lustus, pagamintus vien iš silicio, jos konkuruoja su automobilių gamintojais puslaidininkių gamybos linijoje.
„Apibendrinant, 800 voltų sistemų kūrimas yra labai svarbus“, – apibendrina GKN atstovas Keselis Gruberis.
2. 800 voltų įkrovimo stotelių tinklo išdėstymas
Štai dar vienas klausimas: dauguma esamų įkrovimo stotelių yra pagrįstos 400 voltų sistema, ar automobiliai, naudojantys 800 voltų sistemą, tikrai turi pranašumą?
Pramonės ekspertų atsakymas yra: taip. Nors transporto priemonei reikalinga 800 voltų įkrovimo infrastruktūra.
„Didžioji dalis esamos nuolatinės srovės greitojo įkrovimo infrastruktūros skirta 400 voltų transporto priemonėms“, – teigė Hurstedas. „Norint pasiekti 800 voltų greitąjį įkrovimą, mums reikia naujausios kartos aukštos įtampos, didelės galios nuolatinės srovės greitųjų įkroviklių.“
Tai nėra problema įkrovimui namuose, tačiau kol kas greičiausi viešieji įkrovimo tinklai JAV yra riboti. Reichas mano, kad problema dar didesnė greitkelių įkrovimo stotelėms.
Tačiau Europoje populiarėja 800 voltų įkrovimo stotelių tinklai, o „Ionity“ turi keletą 800 voltų, 350 kilovatų galios greitkelių įkrovimo stotelių visoje Europoje.
„Ionity EU“ yra kelių automobilių gamintojų partnerystės projektas, skirtas sukurti didelės galios elektromobilių įkrovimo stotelių tinklą. Jį įkūrė „BMW Group“, „Daimler AG“, „Ford Motor“ ir „Volkswagen“. 2020 m. prie jo prisijungė penkta pagal dydį akcininkė „Hyundai Motor“.
„800 voltų, 350 kilovatų įkroviklis reiškia, kad 100 kilometrų įkrovimo laikas yra 5–7 minutės“, – sako ZF atstovas Schalleris. „Tai tik puodelis kavos.“
„Tai išties novatoriška technologija. Ji taip pat padės automobilių pramonei įtikinti daugiau žmonių rinktis elektrines transporto priemones.“
Remiantis naujausia „Porsche“ ataskaita, tipinėje 50 kW, 400 V elektrinėje 400 km atstumą padidinti reikia apie 80 minučių; 40 minučių, jei tai 100 kW stotelė; jei reikia aušinti įkrovimo kištuką (sąnaudos, svoris ir sudėtingumas), tai gali dar labiau sutrumpinti laiką iki 30 minučių.
„Todėl, siekiant didesnio įkrovimo greičio, perėjimas prie aukštesnės įtampos yra neišvengiamas“, – daroma išvada ataskaitoje. „Porsche“ mano, kad naudojant 800 voltų įkrovimo įtampą laikas sutrumpėtų iki maždaug 15 minučių.
Įkrauti taip pat paprasta ir greita, kaip ir degalų papildymą – yra didelė tikimybė, kad tai įvyks.
3. Konservatyvių pramonės šakų pionieriai
Jei 800 voltų technologija iš tiesų tokia gera, verta paklausti, kodėl, išskyrus minėtus modelius, beveik visos elektrinės transporto priemonės vis dar yra pagrįstos 400 voltų sistemomis, net rinkos lyderiai „Tesla“ ir „Volkswagen“.
Schalleris ir kiti ekspertai priežastis priskiria „patogumui“ ir „pirmavimui pramonėje“.
Įprastame name naudojama 380 voltų trifazė kintamoji srovė (įtampos lygis iš tikrųjų yra diapazonas, o ne fiksuota vertė), todėl, kai automobilių gamintojai pradėjo platinti įkraunamus hibridus ir grynai elektrines transporto priemones, įkrovimo infrastruktūra jau buvo sukurta. O pirmoji elektromobilių banga buvo sukurta naudojant įkraunamiems hibridams sukurtus komponentus, kurie buvo pagrįsti 400 voltų sistemomis.
„Kai visi turi 400 voltų elektros tinklą, tai reiškia, kad tokia įtampa yra prieinama visoje infrastruktūroje“, – sakė Schalleris. „Tai patogiausia, ji prieinama iš karto. Taigi žmonės per daug negalvoja. Sprendimas priimamas iš karto.“
Kesselis Gruberis „Porsche“ laiko 800 voltų sistemos pradininke, nes ji labiau orientuota į našumą, o ne į praktiškumą.
„Porsche“ išdrįsta iš naujo įvertinti tai, ką pramonė perėmė iš praeities. Jis savęs klausia: „Ar tai tikrai geriausias sprendimas?“, „Ar galime jį sukurti nuo nulio?“ Tai yra našių automobilių gamintojo grožis.
Pramonės ekspertai sutarė, kad tik laiko klausimas, kada rinkoje pasirodys daugiau 800 voltų elektromobilių.
Techninių iššūkių nėra daug, tačiau dalis reikia sukurti ir patvirtinti; kaina gali būti problema, tačiau dėl masto, mažesnių elementų ir mažesnio vario kiekio mažos kainos netrukus ateis.
„Volvo“, „Polestar“, „Stellantis“ ir „General Motors“ jau pareiškė, kad ateities modeliuose bus naudojama ši technologija.
„Volkswagen“ grupė planuoja pristatyti automobilių gamą, pagrįstą 800 voltų PPE platforma, įskaitant naują „Macan“ ir universalą, pagrįstą naujuoju „A6 Avant E-tron“ koncepciniu automobiliu.
Nemažai Kinijos automobilių gamintojų, įskaitant „Xpeng Motors“, „NIO“, „Li Auto“, „BYD“ ir „Geely“ priklausančią „Lotus“, taip pat paskelbė apie perėjimą prie 800 voltų architektūros.
„Su „Taycan“ ir „E-tron GT“ turite automobilį, pasižymintį geriausiomis klasėje našumo savybėmis. „Ioniq 5“ įrodo, kad įperkamas šeimos automobilis yra įmanomas“, – apibendrino Kesselis Gruberis. „Jei šie keli automobiliai gali tai padaryti, tai gali kiekvienas automobilis.“
Įrašo laikas: 2022 m. balandžio 19 d.