Árið 2021 mun sala rafbíla á heimsvísu vera 9% af heildarsölu fólksbíla.
Til að auka þann fjölda, auk þess að fjárfesta mikið í nýju viðskiptalandslagi til að flýta fyrir þróun, framleiðslu og kynningu á rafvæðingu, eru bílaframleiðendur og birgjar einnig að leggja kapp á að undirbúa sig fyrir næstu kynslóð ökutækjaíhluta.
Sem dæmi má nefna solid-state rafhlöður, axial-flæði mótora og 800 volta rafkerfi sem lofa að stytta hleðslutíma um helming, draga verulega úr rafhlöðumstærð og kostnaði og bæta skilvirkni drifrásarinnar.
Hingað til hafa aðeins örfáir nýir bílar notað 800 volta kerfi í stað venjulegs 400.
Gerðir með 800 volta kerfi sem þegar eru á markaðnum eru: Porsche Taycan, Audi E-tron GT, Hyundai Ioniq 5 og Kia EV6. Lucid Air eðalvagninn notar 900 volta arkitektúr, þó að sérfræðingar í iðnaði telji að þetta sé tæknilega séð 800 volta kerfi.
Frá sjónarhóli EV íhluta birgja mun 800 volta rafhlöðu arkitektúr vera ríkjandi tækni í lok 2020, sérstaklega þar sem fleiri og fleiri sérstakar 800 volta arkitektúr alrafmagns pallar koma fram, eins og Hyundai E-GMP og PPE af Volkswagen Group.
Hyundai Motor E-GMP mát rafmagns pallur er útvegaður af Vitesco Technologies, aflrásarfyrirtæki spunnið frá Continental AG, til að útvega 800 volta invertera; Volkswagen Group PPE er 800 volta rafhlöðuarkitektúr sem er þróaður í sameiningu af Audi og Porsche. Modular rafbílapallur.
„Árið 2025 munu gerðir með 800 volta kerfi verða algengari,“ sagði Dirk Kesselgruber, forseti rafdrifnadeildar GKN, tækniþróunarfyrirtækis. GKN er einnig einn af nokkrum Tier 1 birgjum sem nota tæknina og útvega íhluti eins og 800 volta rafmagnsöxla, með auga fyrir fjöldaframleiðslu árið 2025.
Hann sagði við Automotive News Europe: "Við teljum að 800 volta kerfið verði almennt. Hyundai hefur líka sannað að það getur verið jafn samkeppnishæft í verði."
Í Bandaríkjunum byrjar Hyundai IQNIQ 5 á $43.650, sem er meira jarðbundið en meðalverðið sem var $60.054 fyrir rafbíla í febrúar 2022, og fleiri neytendur geta samþykkt.
„800 volt er rökrétt næsta skref í þróun hreinna rafknúinna farartækja,“ sagði Alexander Reich, yfirmaður nýsköpunar rafeindatækni hjá Vitesco, í viðtali.
Auk þess að útvega 800 volta invertara fyrir Hyundai E-GMP mát rafmagnspallinn, hefur Vitesco tryggt sér aðra stóra samninga, þar á meðal invertara fyrir stóran bílaframleiðanda í Norður-Ameríku og tvo leiðandi rafbíla í Kína og Japan. Birgir útvegar mótorinn.
800 volta rafkerfishlutinn vex hraðar en búist var við fyrir örfáum árum og viðskiptavinir eflast, sagði Harry Husted, yfirmaður tæknimála hjá bandaríska bílavarahlutaframleiðandanum BorgWarner, í tölvupósti. áhuga. Birgir hefur einnig unnið nokkrar pantanir, þar á meðal samþætta drifeiningu fyrir kínverskt lúxusmerki.
1. Af hverju er 800 volt "rökrétt næsta skrefið"?
Hverjir eru hápunktar 800 volta kerfisins miðað við núverandi 400 volta kerfi?
Í fyrsta lagi geta þeir skilað sama afli við lægri straum. Auktu hleðslutímann um 50% með sömu rafhlöðustærð.
Fyrir vikið er hægt að gera rafhlöðuna, dýrasta íhlutinn í rafknúnum ökutækjum, minni, sem eykur skilvirkni en dregur úr heildarþyngd.
Otmar Scharrer, aðstoðarforstjóri rafknúinnar aflrásartækni hjá ZF, sagði: "Kostnaður rafknúinna farartækja er ekki enn á sama stigi og bensínbíla og minni rafhlaða væri góð lausn. Einnig að hafa mjög stóra rafhlöðu í almenn fyrirferðarlítil gerð eins og Ioniq 5 er ekki skynsamleg í sjálfu sér.“
„Með því að tvöfalda spennuna og sama strauminn getur bíllinn fengið tvöfalt meiri orku,“ sagði Reich. „Ef hleðslutíminn er nógu hraður þarf rafbíllinn kannski ekki að eyða tíma í að keyra 1.000 kílómetra drægni.“
Í öðru lagi, vegna þess að hærri spenna veita sama afl með minni straumi, er einnig hægt að gera snúrur og vír smærri og léttari, sem dregur úr neyslu á dýrum og þungum kopar.
Töpuð orka mun einnig minnka að sama skapi, sem leiðir til betra þols og betri hreyfigetu. Og ekkert flókið hitastjórnunarkerfi er nauðsynlegt til að tryggja að rafhlaðan virki við besta hitastigið.
Að lokum, þegar það er parað við nýja kísilkarbíð örflögutækni, getur 800 volta kerfið aukið skilvirkni aflrásarinnar um allt að 5 prósent. Þessi flís missir litla orku þegar skipt er og er sérstaklega áhrifarík fyrir endurnýjandi hemlun.
Vegna þess að nýju kísilkarbíðflögurnar nota minna af hreinu kísli gæti kostnaðurinn verið lægri og hægt er að útvega fleiri flís til bílaiðnaðarins, sögðu birgjar. Vegna þess að aðrar atvinnugreinar hafa tilhneigingu til að nota kísilflögur, keppa þær við bílaframleiðendur á hálfleiðara framleiðslulínunni.
„Að lokum er þróun 800 volta kerfa mikilvæg,“ segir Kessel Gruber hjá GKN að lokum.
2. 800 volta netkerfi hleðslustöðvar
Hér er önnur spurning: Flestar núverandi hleðslustöðvar eru byggðar á 400 volta kerfinu, er virkilega kostur við bíla sem nota 800 volta kerfið?
Svarið frá sérfræðingum iðnaðarins er: já. Þó að ökutækið þurfi 800 volta hleðslumannvirki.
„Mest af núverandi DC hraðhleðslumannvirkjum er fyrir 400 volta farartæki,“ sagði Hursted. "Til að ná 800 volta hraðhleðslu þurfum við nýjustu kynslóð háspennu, aflmikils DC hraðhleðslutæki."
Það er ekki vandamál fyrir hleðslu heima, en hingað til eru hröðustu almennu hleðslukerfin í Bandaríkjunum takmörkuð. Reich telur að vandamálið sé enn erfiðara fyrir hleðslustöðvar þjóðvega.
Í Evrópu eru 800 volta hleðslukerfi hins vegar að aukast og Ionity er með fjölda 800 volta, 350 kílóvatta hraðbrautahleðslustöðva um alla Evrópu.
Ionity EU er samstarfsverkefni margra bílaframleiðenda fyrir net af kraftmiklum hleðslustöðvum fyrir rafbíla, stofnað af BMW Group, Daimler AG, Ford Motor og Volkswagen. Árið 2020 kom Hyundai Motor inn sem fimmti stærsti hluthafinn.
„800 volta, 350 kílóvatta hleðslutæki þýðir 100 kílómetra hleðslutíma upp á 5-7 mínútur,“ segir Schaller hjá ZF. "Þetta er bara kaffibolli."
"Þetta er sannarlega truflandi tækni. Hún mun einnig hjálpa bílaiðnaðinum að sannfæra fleira fólk um að tileinka sér rafknúin farartæki."
Samkvæmt nýlegri skýrslu frá Porsche tekur það um 80 mínútur að bæta við 250 mílna drægni í dæmigerðri 50kW, 400V rafstöð; 40 mínútur ef það er 100kW; ef hleðslutengið er kælt (kostnaður , þyngd og flókið), sem getur minnkað tímann enn frekar í 30 mínútur.
„Þess vegna, í leitinni að ná meiri hraða hleðslu, er umskipti yfir í hærri spennu óumflýjanleg,“ segir í niðurstöðum skýrslunnar. Porsche telur að með 800 volta hleðsluspennu myndi tíminn fara niður í um 15 mínútur.
Hleðsla jafn auðveld og hröð og eldsneyti – það eru miklar líkur á að það gerist.
3. Frumkvöðlar í íhaldssömum atvinnugreinum
Ef 800 volta tæknin er í raun svo góð er rétt að spyrja hvers vegna, að undanskildum fyrrnefndum gerðum, eru næstum öll rafknúin farartæki enn byggð á 400 volta kerfum, jafnvel markaðsleiðtogarnir Tesla og Volkswagen. ?
Schaller og aðrir sérfræðingar rekja ástæðurnar til "þæginda" og "að vera iðnaður fyrst."
Dæmigert hús notar 380 volt þriggja fasa AC (spennuhraðinn er í raun svið, ekki fast gildi), þannig að þegar bílaframleiðendur byrjuðu að setja út tengitvinnbíla og hrein rafknúin farartæki var hleðsluinnviðurinn þegar til staðar. Og fyrsta bylgja rafbíla var byggð á íhlutum sem þróaðir voru fyrir tengiltvinnbíla, sem byggðu á 400 volta kerfum.
„Þegar allir eru á 400 voltum þýðir það að það er spennustigið sem er til staðar í innviðum alls staðar,“ sagði Schaller. "Þetta er þægilegast, það er strax í boði. Þannig að fólk hugsar ekki of mikið. Ákveðið strax."
Kessel Gruber segir Porsche vera brautryðjanda 800 volta kerfisins vegna þess að það einbeitti sér meira að frammistöðu en hagkvæmni.
Porsche þorir að endurmeta það sem iðnaðurinn hefur flutt frá fyrri tíð. Hann spyr sjálfan sig: "Er þetta virkilega besta lausnin?" "Getum við hannað það frá grunni?" Það er fegurðin við að vera afkastamikill bílaframleiðandi.
Iðnaðarsérfræðingar hafa verið sammála um að það sé aðeins tímaspursmál hvenær fleiri 800 volta rafbílar komi á markaðinn.
Það eru ekki margar tæknilegar áskoranir, en hluti þarf að þróa og staðfesta; kostnaður gæti verið vandamál, en með stærð, smærri frumum og minni kopar, mun lítill kostnaður koma fljótlega.
Volvo, Polestar, Stellantis og General Motors hafa þegar lýst því yfir að framtíðargerðir muni nota tæknina.
Volkswagen Group ætlar að setja á markað úrval bíla á 800 volta PPE palli sínum, þar á meðal nýjan Macan og stationvagn sem byggður er á nýju A6 Avant E-tron hugmyndinni.
Nokkrir kínverskir bílaframleiðendur hafa einnig tilkynnt um að fara yfir í 800 volta arkitektúr, þar á meðal Xpeng Motors, NIO, Li Auto, BYD og Lotus í eigu Geely.
"Með Taycan og E-tron GT ertu með farartæki með frammistöðu í flokki. Ioniq 5 er sönnun þess að fjölskyldubíll á viðráðanlegu verði er mögulegur," sagði Kessel Gruber að lokum. "Ef ef þessir fáu bílar geta það, þá getur hver bíll gert það."
Birtingartími: 19. apríl 2022