U 2021. godini, globalna prodaja električnih vozila će činiti 9% ukupne prodaje putničkih automobila.
Kako bi povećali taj broj, pored velikih ulaganja u nove poslovne pejzaže radi ubrzanja razvoja, proizvodnje i promocije elektrifikacije, proizvođači automobila i dobavljači također naprežu snage kako bi se pripremili za sljedeću generaciju komponenti vozila.
Primjeri uključuju baterije u čvrstom stanju, aksijalne motore i električne sisteme od 800 volti koji obećavaju prepolovljenje vremena punjenja, drastično smanjenje veličine i troškova baterije te poboljšanje efikasnosti pogonskog sklopa.
Do sada je samo nekoliko novih automobila koristilo sistem od 800 volti umjesto uobičajenog od 400.
Modeli sa 800-voltnim sistemima koji su već na tržištu su: Porsche Taycan, Audi E-tron GT, Hyundai Ioniq 5 i Kia EV6. Limuzina Lucid Air koristi 900-voltnu arhitekturu, iako stručnjaci iz industrije vjeruju da se tehnički radi o 800-voltnom sistemu.
Iz perspektive dobavljača komponenti za električna vozila, arhitektura baterija od 800 volti bit će dominantna tehnologija do kraja 2020-ih, posebno kako se pojavljuje sve više i više namjenskih platformi za potpuno električne automobile s arhitekturom od 800 volti, kao što su Hyundaijev E-GMP i PPE Volkswagen grupe.
Modularnu električnu platformu E-GMP kompanije Hyundai Motor obezbijedila je kompanija Vitesco Technologies, kompanija za pogonske sklopove izdvojena iz kompanije Continental AG, koja proizvodi invertere od 800 volti; Volkswagen Group PPE je arhitektura baterija od 800 volti koju su zajednički razvili Audi i Porsche. Modularna platforma za električna vozila.
„Do 2025. godine, modeli sa sistemima od 800 volti postat će češći“, rekao je Dirk Kesselgruber, predsjednik odjela za električne pogonske sklopove kompanije GKN, kompanije za razvoj tehnologije. GKN je također jedan od nekoliko dobavljača prvog nivoa koji koriste ovu tehnologiju, isporučujući komponente poput električnih osovina od 800 volti, s ciljem masovne proizvodnje 2025. godine.
Izjavio je za Automotive News Europe: "Mislimo da će sistem od 800 volti postati mainstream. Hyundai je također dokazao da može biti podjednako konkurentan po cijeni."
U Sjedinjenim Američkim Državama, Hyundai IQNIQ 5 počinje od 43.650 dolara, što je povoljnije od prosječne cijene od 60.054 dolara za električna vozila u februaru 2022. godine, a prihvatljiva je i za veći broj potrošača.
„800 volti je logičan sljedeći korak u evoluciji potpuno električnih vozila“, rekao je u intervjuu Alexander Reich, šef inovativne energetske elektronike u Vitescu.
Pored isporuke 800-voltnih invertora za Hyundaijevu modularnu električnu platformu E-GMP, Vitesco je osigurao i druge velike ugovore, uključujući invertore za velikog sjevernoameričkog proizvođača automobila i dva vodeća električna vozila u Kini i Japanu. Dobavljač obezbjeđuje motor.
Segment električnih sistema od 800 volti raste brže nego što se očekivalo prije samo nekoliko godina, a kupci su sve jači, rekao je putem e-maila Harry Husted, glavni tehnološki direktor američkog dobavljača autodijelova BorgWarnera. Dobavljač je također dobio neke narudžbe, uključujući integrirani pogonski modul za kineski luksuzni brend.
1. Zašto je 800 volti "logičan sljedeći korak"?
Koje su glavne karakteristike sistema od 800 volti u poređenju sa postojećim sistemom od 400 volti?
Prvo, mogu isporučiti istu snagu pri nižoj struji. Povećajte vrijeme punjenja za 50% s istom veličinom baterije.
Kao rezultat toga, baterija, najskuplja komponenta u električnom vozilu, može se smanjiti, povećavajući efikasnost uz smanjenje ukupne težine.
Otmar Scharrer, viši potpredsjednik za tehnologiju elektrificiranih pogonskih sklopova u ZF-u, rekao je: „Cijena električnih vozila još nije na istom nivou kao kod benzinskih vozila, a manja baterija bi bila dobro rješenje. Također, imati vrlo veliku bateriju u mainstream kompaktnom modelu poput Ioniqa 5 samo po sebi nema smisla.“
„Udvostručavanjem napona i iste struje, automobil može dobiti dvostruko više energije“, rekao je Reich. „Ako je vrijeme punjenja dovoljno brzo, električni automobil možda neće morati trošiti vrijeme na prelazak dometa od 1.000 kilometara.“
Drugo, budući da viši naponi pružaju istu snagu s manjom strujom, kablovi i žice mogu biti i manji i lakši, smanjujući potrošnju skupog i teškog bakra.
Gubitak energije će se također smanjiti u skladu s tim, što će rezultirati boljom izdržljivošću i poboljšanim performansama motora. Također, nije potreban složeni sistem upravljanja temperaturom kako bi se osiguralo da baterija radi na optimalnoj temperaturi.
Konačno, kada se upari s novom tehnologijom silicijum-karbidnih mikročipova, sistem od 800 volti može povećati efikasnost pogonskog sklopa do 5 posto. Ovaj čip gubi malo energije prilikom prebacivanja i posebno je efikasan za regenerativno kočenje.
Budući da novi silicijum-karbidni čipovi koriste manje čistog silicija, cijena bi mogla biti niža i više čipova bi se moglo isporučiti automobilskoj industriji, rekli su dobavljači. Budući da druge industrije imaju tendenciju da koriste čipove od čistog silicija, one se takmiče s proizvođačima automobila na proizvodnoj liniji poluprovodnika.
„Zaključno, razvoj sistema od 800 volti je ključan“, zaključuje Kessel Gruber iz GKN-a.
2. Raspored mreže stanica za punjenje od 800 volti
Evo još jednog pitanja: Većina postojećih stanica za punjenje zasnovana je na sistemu od 400 volti, da li zaista postoji prednost za automobile koji koriste sistem od 800 volti?
Odgovor koji su dali stručnjaci iz industrije je: da. Iako je vozilu potrebna infrastruktura za punjenje na bazi 800 volti.
„Većina postojeće infrastrukture za brzo punjenje istosmjernom strujom namijenjena je vozilima od 400 volti“, rekao je Hursted. „Da bismo postigli brzo punjenje od 800 volti, potrebna nam je najnovija generacija brzih punjača istosmjernom strujom visokog napona i velike snage.“
To nije problem za punjenje kod kuće, ali za sada su najbrže mreže za javno punjenje u SAD-u ograničene. Reich smatra da je problem još veći za stanice za punjenje na autoputevima.
Međutim, u Evropi su u porastu mreže za punjenje od 800 volti, a Ionity ima niz autoputnih punionica od 800 volti i 350 kilovata širom Evrope.
Ionity EU je partnerski projekat više proizvođača automobila za mrežu visokonaponskih stanica za punjenje električnih vozila, koji su osnovali BMW Grupa, Daimler AG, Ford Motor i Volkswagen. Hyundai Motor se 2020. godine pridružio kao peti najveći dioničar.
„Punjač od 800 volti i 350 kilovata znači da je vrijeme punjenja za 100 kilometara potrebno 5-7 minuta“, kaže Schaller iz ZF-a. „To je samo jedna šoljica kafe.“
"Ovo je zaista revolucionarna tehnologija. Također će pomoći automobilskoj industriji da uvjeri više ljudi da prihvate električna vozila."
Prema nedavnom izvještaju Porschea, potrebno je oko 80 minuta da se doda domet od 400 kilometara u tipičnoj elektrani od 50 kW i 400 V; 40 minuta ako je u pitanju elektrana od 100 kW; ako se hladi utikač za punjenje (troškovi, težina i složenost), što može dodatno smanjiti vrijeme na 30 minuta.
„Stoga je, u nastojanju da se postigne brže punjenje, prelazak na više napone neizbježan“, zaključuje se u izvještaju. Porsche vjeruje da bi se s naponom punjenja od 800 volti vrijeme smanjilo na oko 15 minuta.
Punjenje je jednostavno i brzo kao i sipanje goriva - velika je vjerovatnoća da će se to dogoditi.
3. Pioniri u konzervativnim industrijama
Ako je tehnologija od 800 volti zaista toliko dobra, vrijedi se zapitati zašto su, s izuzetkom spomenutih modela, gotovo sva električna vozila i dalje bazirana na sistemima od 400 volti, čak i lideri na tržištu Tesla i Volkswagen.
Schaller i drugi stručnjaci razloge pripisuju "praktičnosti" i "činjenici da je to prvi u industriji".
Tipična kuća koristi 380 volti trofazne naizmjenične struje (napon je zapravo raspon, a ne fiksna vrijednost), tako da kada su proizvođači automobila počeli uvoditi plug-in hibride i potpuno električna vozila, infrastruktura za punjenje je već bila tu. A prvi val električnih vozila izgrađen je na komponentama razvijenim za plug-in hibride, koji su bili bazirani na 400-voltnim sistemima.
„Kada su svi na 400 volti, to znači da je to nivo napona koji je dostupan u infrastrukturi svugdje“, rekao je Schaller. „To je najpogodnije, odmah je dostupno. Tako ljudi ne razmišljaju previše. Odmah se odlučuje.“
Kessel Gruber pripisuje Porscheu priznanje za pionira 800-voltnog sistema jer se više fokusirao na performanse nego na praktičnost.
Porsche se usuđuje da preispita ono što je industrija prenijela iz prošlosti. On se pita: "Je li ovo zaista najbolje rješenje?" "Možemo li ga dizajnirati od nule?" To je ljepota visokoperformansnog proizvođača automobila.
Stručnjaci iz industrije slažu se da je samo pitanje vremena kada će se na tržištu pojaviti više električnih vozila od 800 volti.
Nema mnogo tehničkih izazova, ali dijelove je potrebno razviti i validirati; cijena može biti problem, ali s obzirom na veličinu, manje ćelije i manje bakra, niska cijena će uskoro doći.
Volvo, Polestar, Stellantis i General Motors su već izjavili da će budući modeli koristiti ovu tehnologiju.
Volkswagen grupa planira lansirati niz automobila na svojoj 800-voltnoj PPE platformi, uključujući novi Macan i karavan baziran na novom konceptu A6 Avant E-tron.
Brojni kineski proizvođači automobila također su najavili prelazak na 800-voltnu arhitekturu, uključujući Xpeng Motors, NIO, Li Auto, BYD i Lotus, koji je u vlasništvu Geelyja.
„Sa Taycanom i E-tron GT-om, imate vozilo s vodećim performansama u klasi. Ioniq 5 je dokaz da je pristupačan porodični automobil moguć“, zaključio je Kessel Gruber. „Ako ovo nekoliko automobila to može, onda to može svaki automobil.“
Vrijeme objave: 19. april 2022.