در سال 2021، فروش جهانی خودروهای برقی 9 درصد از کل فروش خودروهای سواری را تشکیل خواهد داد.
برای افزایش این تعداد، علاوه بر سرمایه‌گذاری هنگفت در چشم‌اندازهای تجاری جدید برای تسریع توسعه، تولید و ترویج برق‌رسانی، خودروسازان و تامین‌کنندگان نیز مغز خود را به کار می‌گیرند تا برای نسل بعدی قطعات خودرو آماده شوند.
نمونه‌ها عبارتند از باتری‌های حالت جامد، موتورهای جریان محوری و سیستم‌های الکتریکی 800 ولتی که وعده می‌دهند زمان شارژ را به نصف کاهش می‌دهند، اندازه و هزینه باتری را به شدت کاهش می‌دهند و راندمان پیشرانه را بهبود می‌بخشند.
تاکنون تنها تعداد انگشت شماری از خودروهای جدید از سیستم 800 ولتی به جای 400 معمولی استفاده کرده اند.
مدل هایی با سیستم های 800 ولتی در حال حاضر در بازار عبارتند از: پورشه تایکان، آئودی E-tron GT، هیوندای آیونیک 5 و کیا EV6. لیموزین Lucid Air از معماری 900 ولتی استفاده می کند، اگرچه کارشناسان صنعت معتقدند که از نظر فنی یک سیستم 800 ولتی است.
از دیدگاه تامین کنندگان قطعات EV، معماری باتری 800 ولتی تا پایان دهه 2020 تکنولوژی غالب خواهد بود، به ویژه با ظهور هر چه بیشتر پلت فرم های تمام برقی معماری 800 ولتی، مانند E-GMP و PPE هیوندای. گروه فولکس واگن
پلت فرم الکتریکی مدولار E-GMP هیوندای موتور توسط Vitesco Technologies، یک شرکت پیشرانه که از Continental AG جدا شده است، برای ارائه اینورترهای 800 ولتی ارائه شده است. گروه فولکس واگن PPE یک معماری باتری 800 ولتی است که به طور مشترک توسط آئودی و پورشه ساخته شده است. پلت فرم خودروی برقی مدولار.
Dirk Kesselgruber، رئیس بخش پیشرانه الکتریکی GKN، یک شرکت توسعه فناوری، گفت: «تا سال 2025، مدل‌های با سیستم‌های 800 ولتی رایج‌تر خواهند شد. GKN همچنین یکی از چندین تامین‌کننده سطح 1 است که از این فناوری استفاده می‌کند و قطعاتی مانند محورهای الکتریکی 800 ولتی را با چشم‌انداز تولید انبوه در سال 2025 تامین می‌کند.
او به Automotive News Europe گفت: "ما فکر می کنیم سیستم 800 ولتی تبدیل به جریان اصلی خواهد شد. هیوندای همچنین ثابت کرده است که می تواند به همان اندازه در قیمت رقابت کند."
در ایالات متحده، هیوندای IQNIQ 5 از 43650 دلار شروع می شود که از میانگین قیمت 60054 دلاری خودروهای برقی در فوریه 2022 بیشتر است و می تواند توسط مصرف کنندگان بیشتری پذیرفته شود.
الکساندر رایش، رئیس بخش الکترونیک قدرت نوآورانه در Vitesco در مصاحبه ای گفت: 800 ولت گام منطقی بعدی در تکامل خودروهای الکتریکی خالص است.
ویتسکو علاوه بر تامین اینورترهای 800 ولتی برای پلت فرم الکتریکی مدولار E-GMP هیوندای، قراردادهای عمده دیگری از جمله اینورترها برای یک خودروساز بزرگ آمریکای شمالی و دو خودروی برقی پیشرو در چین و ژاپن را نیز منعقد کرده است. تامین کننده موتور را تامین می کند.
هری هاستد، مدیر ارشد فناوری تامین‌کننده قطعات خودرو در ایالات متحده، BorgWarner، از طریق ایمیل گفت: بخش سیستم‌های الکتریکی 800 ولت سریع‌تر از حد انتظار چند سال پیش رشد می‌کند و مشتریان قوی‌تر می‌شوند. علاقه این تامین کننده همچنین برنده برخی سفارشات از جمله یک ماژول درایو یکپارچه برای یک برند لوکس چینی شده است.
1. چرا 800 ولت "گام بعدی منطقی" است؟
سیستم 800 ولتی در مقایسه با سیستم 400 ولتی موجود چه ویژگی هایی دارد؟
اول، آنها می توانند همان قدرت را در جریان کمتری ارائه دهند. با همان اندازه باتری، زمان شارژ را 50 درصد افزایش دهید.
در نتیجه، باتری، گران‌ترین جزء در یک خودروی الکتریکی، می‌تواند کوچکتر شود و بازدهی را افزایش داده و وزن کلی را کاهش دهد.
Otmar Scharrer، معاون ارشد فناوری پیشرانه الکتریکی در ZF، گفت: "هزینه وسایل نقلیه الکتریکی هنوز در حد خودروهای بنزینی نیست و باتری کوچکتر راه حل خوبی خواهد بود. همچنین، داشتن یک باتری بسیار بزرگ در یک مدل جمع و جور اصلی مانند Ioniq 5 به خودی خود منطقی نیست.
رایش گفت: «با دو برابر کردن ولتاژ و جریان یکسان، خودرو می‌تواند دو برابر انرژی دریافت کند. اگر زمان شارژ به اندازه کافی سریع باشد، ماشین الکتریکی ممکن است نیازی به صرف زمان برای پیگیری مسافت 1000 کیلومتری نداشته باشد.
دوم، از آنجایی که ولتاژهای بالاتر همان توان را با جریان کمتر فراهم می‌کنند، کابل‌ها و سیم‌ها را نیز می‌توان کوچکتر و سبک‌تر کرد و مصرف مس گران‌قیمت و سنگین را کاهش داد.
انرژی از دست رفته نیز بر این اساس کاهش می یابد و در نتیجه استقامت بهتر و عملکرد موتور بهبود می یابد. و هیچ سیستم مدیریت حرارتی پیچیده ای برای اطمینان از عملکرد باتری در دمای مطلوب مورد نیاز نیست.
در نهایت، هنگامی که با فناوری ریزتراشه کاربید سیلیکون در حال ظهور جفت شود، سیستم 800 ولتی می تواند راندمان پیشرانه را تا 5 درصد افزایش دهد. این تراشه هنگام تعویض انرژی کمی از دست می دهد و به ویژه برای ترمزهای احیا کننده موثر است.
به گفته تامین کنندگان، از آنجایی که تراشه های کاربید سیلیکون جدید از سیلیکون خالص کمتری استفاده می کنند، ممکن است هزینه کمتری داشته باشد و تراشه های بیشتری را می توان به صنعت خودرو عرضه کرد. از آنجایی که سایر صنایع تمایل به استفاده از تراشه های تمام سیلیکونی دارند، در خط تولید نیمه هادی با خودروسازان رقابت می کنند.
Kessel Gruber از GKN نتیجه گیری می کند: "در نتیجه، توسعه سیستم های 800 ولتی بسیار مهم است."
2. طرح شبکه ایستگاه شارژ 800 ولت
در اینجا یک سوال دیگر وجود دارد: اکثر ایستگاه های شارژ موجود مبتنی بر سیستم 400 ولتی هستند، آیا واقعاً خودروهایی که از سیستم 800 ولت استفاده می کنند مزیتی دارند؟
پاسخ کارشناسان صنعت این است: بله. اگرچه خودرو به زیرساخت شارژ 800 ولتی نیاز دارد.
هرستد گفت: "بیشتر زیرساخت های شارژ سریع DC موجود برای خودروهای 400 ولتی است." برای دستیابی به شارژ سریع 800 ولتی، ما به آخرین نسل شارژرهای سریع DC با ولتاژ بالا و توان بالا نیاز داریم.
این مشکلی برای شارژ خانگی نیست، اما تا کنون سریع‌ترین شبکه‌های شارژ عمومی در ایالات متحده محدود هستند. رایش فکر می‌کند که مشکل برای ایستگاه‌های شارژ بزرگراه‌ها سخت‌تر است.
با این حال، در اروپا، شبکه‌های شارژ سیستم 800 ولتی در حال افزایش هستند و Ionity دارای تعداد 800 ولت و 350 کیلووات نقاط شارژ بزرگراه در سراسر اروپا است.
Ionity EU یک پروژه مشارکت چند خودروساز برای شبکه ای از ایستگاه های شارژ پرقدرت برای وسایل نقلیه الکتریکی است که توسط گروه BMW، Daimler AG، Ford Motor و Volkswagen تاسیس شده است. در سال 2020، هیوندای موتور به عنوان پنجمین سهامدار بزرگ به آن پیوست.
شالر از ZF می گوید: یک شارژر 800 ولتی 350 کیلووات به معنای زمان شارژ 100 کیلومتری 5-7 دقیقه است. "این فقط یک فنجان قهوه است."
"این واقعاً یک فناوری مخرب است. همچنین به صنعت خودرو کمک می کند تا افراد بیشتری را متقاعد کند تا از وسایل نقلیه الکتریکی استقبال کنند."
طبق گزارش اخیر پورشه، حدود 80 دقیقه طول می کشد تا 250 مایل برد در یک نیروگاه معمولی 50 کیلووات و 400 ولت اضافه شود. 40 دقیقه اگر 100 کیلووات باشد. در صورت خنک کردن دوشاخه شارژ (هزینه، وزن و پیچیدگی)، که می تواند زمان را تا 30 دقیقه کاهش دهد.
در پایان این گزارش آمده است: «بنابراین، در تلاش برای دستیابی به شارژ با سرعت بالاتر، انتقال به ولتاژهای بالاتر اجتناب ناپذیر است. پورشه معتقد است که با ولتاژ شارژ 800 ولت، زمان به حدود 15 دقیقه کاهش می یابد.
شارژ مجدد به آسانی و سریع مانند سوخت گیری - احتمال زیادی وجود دارد که این اتفاق بیفتد.
3. پیشگامان در صنایع محافظه کار
اگر فناوری 800 ولت واقعاً خوب است، باید پرسید که چرا، به استثنای مدل‌های فوق، تقریباً همه خودروهای الکتریکی هنوز بر اساس سیستم‌های 400 ولتی هستند، حتی پیشروهای بازار تسلا و فولکس واگن. ?
شالر و دیگر کارشناسان دلایل را به «راحتی» و «ابتدا صنعت بودن» نسبت می دهند.
یک خانه معمولی از 380 ولت AC سه فاز استفاده می کند (نرخ ولتاژ در واقع یک محدوده است، نه یک مقدار ثابت)، بنابراین زمانی که خودروسازان شروع به عرضه خودروهای برقی خالص و پلاگین هیبریدی کردند، زیرساخت شارژ از قبل وجود داشت. و اولین موج از وسایل نقلیه الکتریکی بر روی اجزای توسعه یافته برای پلاگین هیبریدی ساخته شد که بر اساس سیستم های 400 ولتی بود.
شالر گفت: "وقتی همه روی 400 ولت هستند، به این معنی است که این سطح ولتاژی است که در زیرساخت ها در همه جا موجود است." "این راحت ترین است، بلافاصله در دسترس است. بنابراین مردم زیاد فکر نمی کنند. بلافاصله تصمیم گرفت."
کسل گروبر پورشه را پیشگام سیستم 800 ولتی می داند زیرا بیشتر بر عملکرد تمرکز داشت تا عملی.
پورشه جرأت دارد آنچه را که صنعت از گذشته به ارمغان آورده است، دوباره ارزیابی کند. او از خود می پرسد: آیا واقعا این بهترین راه حل است؟ "آیا می توانیم آن را از ابتدا طراحی کنیم؟" این زیبایی یک خودروساز با عملکرد بالاست.
کارشناسان صنعت توافق کرده اند که ورود خودروهای برقی 800 ولتی بیشتر به بازار فقط مسئله زمان است.
چالش های فنی زیادی وجود ندارد، اما قطعات نیاز به توسعه و تایید دارند. هزینه ممکن است مشکل ساز باشد، اما با مقیاس، سلول های کوچکتر و مس کمتر، هزینه کم به زودی خواهد آمد.
Volvo، Polestar، Stellantis و جنرال موتورز قبلاً اعلام کرده اند که مدل های آینده از این فناوری استفاده خواهند کرد.
گروه فولکس واگن در حال برنامه ریزی برای عرضه طیف وسیعی از خودروها بر روی پلت فرم 800 ولتی PPE خود است، از جمله یک ماکان جدید و یک استیشن واگن مبتنی بر مفهوم جدید A6 Avant E-tron.
تعدادی از خودروسازان چینی از جمله Xpeng Motors، NIO، Li Auto، BYD و Lotus متعلق به جیلی، از حرکت به سمت معماری 800 ولتی خبر داده اند.
کسل گروبر در پایان گفت: "با تایکان و E-tron GT، شما خودرویی با عملکرد پیشرو در کلاس دارید. Ioniq 5 گواه این است که یک خودروی خانوادگی مقرون به صرفه امکان پذیر است." "اگر این چند ماشین می توانند این کار را انجام دهند، پس هر ماشینی می تواند این کار را انجام دهد."
زمان ارسال: آوریل-19-2022