Tel
0086-516-83913580
E-mailem
[email protected]

800-voltový elektrický systém – klíč ke zkrácení doby nabíjení nových energetických vozidel

V roce 2021 bude celosvětový prodej EV tvořit 9 % z celkového prodeje osobních automobilů.

Aby se toto číslo zvýšilo, kromě velkých investic do nových obchodních oblastí za účelem urychlení vývoje, výroby a propagace elektrifikace si automobilky a dodavatelé také lámou hlavu, aby se připravili na další generaci automobilových komponentů.

Příklady zahrnují polovodičové baterie, motory s axiálním tokem a 800voltové elektrické systémy, které slibují zkrácení doby nabíjení na polovinu, drastické snížení velikosti baterie a nákladů a zlepšení účinnosti hnacího ústrojí.

800voltový systém zatím místo běžných 400 používala jen hrstka nových aut.

Modely s 800voltovými systémy již na trhu jsou: Porsche Taycan, Audi E-tron GT, Hyundai Ioniq 5 a Kia EV6.Limuzína Lucid Air používá 900voltovou architekturu, ačkoli odborníci z oboru se domnívají, že technicky jde o 800voltový systém.

Z pohledu dodavatelů komponent pro elektromobily bude architektura 800voltových baterií dominantní technologií do konce roku 2020, zvláště když se objeví stále více specializovaných plně elektrických platforem s 800voltovou architekturou, jako jsou E-GMP a PPE společnosti Hyundai. koncernu Volkswagen.

Modulární elektrická platforma E-GMP společnosti Hyundai Motor je poskytována společností Vitesco Technologies, společností vyrábějící pohonné jednotky odštěpenou od společnosti Continental AG, aby poskytla 800voltové měniče;Volkswagen Group PPE je architektura 800voltové baterie, kterou společně vyvinuly Audi a Porsche.Modulární platforma pro elektromobily.

"Do roku 2025 budou modely s 800voltovými systémy běžnější," řekl Dirk Kesselgruber, prezident divize elektrických pohonů GKN, společnosti zabývající se vývojem technologií.GKN je také jedním z několika dodavatelů Tier 1, kteří tuto technologii využívají, a dodává komponenty, jako jsou 800voltové elektrické nápravy, se zaměřením na masovou výrobu v roce 2025.

Pro Automotive News Europe řekl: "Myslíme si, že 800voltový systém se stane hlavním proudem. Hyundai také prokázal, že může být stejně konkurenceschopný za cenu."

Ve Spojených státech začíná Hyundai IQNIQ 5 na 43 650 dolarech, což je více než průměrná cena 60 054 dolarů za elektromobily v únoru 2022 a může být přijato více spotřebiteli.

„800 voltů je logickým dalším krokem ve vývoji čistě elektrických vozidel,“ řekl v rozhovoru Alexander Reich, vedoucí inovativní výkonové elektroniky ve společnosti Vitesco.

Kromě dodávek 800voltových měničů pro modulární elektrickou platformu Hyundai E-GMP získala společnost Vitesco další významné kontrakty, včetně měničů pro velkou severoamerickou automobilku a dvou předních elektromobilů v Číně a Japonsku.Dodavatel dodává motor.

Segment 800voltových elektrických systémů roste rychleji, než se před pár lety očekávalo, a zákazníci jsou stále silnější, řekl e-mailem Harry Husted, technologický ředitel amerického dodavatele autodílů BorgWarner.zájem.Dodavatel také získal některé zakázky, včetně integrovaného pohonného modulu pro čínskou luxusní značku.

图2

1. Proč je 800 voltů „logickým dalším krokem“?

 

Jaké jsou hlavní přednosti 800voltového systému ve srovnání se stávajícím 400voltovým systémem?

Za prvé, mohou dodávat stejný výkon při nižším proudu.Prodlužte dobu nabíjení o 50 % se stejnou velikostí baterie.

V důsledku toho lze baterii, nejdražší součást elektrického vozidla, zmenšit, zvýšit účinnost a zároveň snížit celkovou hmotnost.

Otmar Scharrer, senior viceprezident pro technologii elektrifikovaných pohonných jednotek ve společnosti ZF, řekl: "Náklady na elektrická vozidla ještě nejsou na stejné úrovni jako na benzínová vozidla a menší baterie by byla dobrým řešením. Také mít velmi velkou baterii v mainstreamový kompaktní model, jako je Ioniq 5, sám o sobě nedává smysl.“

"Zdvojnásobením napětí a stejného proudu může vůz získat dvakrát více energie," řekl Reich."Pokud je doba nabíjení dostatečně rychlá, elektromobil nemusí trávit čas ujetím 1000 kilometrů."

Za druhé, protože vyšší napětí poskytuje stejný výkon s menším proudem, kabely a dráty lze také zmenšit a odlehčit, čímž se sníží spotřeba drahé a těžké mědi.

Ztráta energie se také odpovídajícím způsobem sníží, což povede k lepší vytrvalosti a lepšímu výkonu motoru.A k zajištění provozu baterie při optimální teplotě není potřeba žádný složitý systém řízení teploty.

A konečně, ve spojení s nově vznikající technologií mikročipů z karbidu křemíku může 800voltový systém zvýšit účinnost hnacího ústrojí až o 5 procent.Tento čip ztrácí při přepínání málo energie a je zvláště účinný pro rekuperační brzdění.

Protože nové čipy z karbidu křemíku využívají méně čistého křemíku, náklady by mohly být nižší a do automobilového průmyslu lze dodat více čipů, uvedli dodavatelé.Protože jiná průmyslová odvětví mají tendenci používat celokřemíkové čipy, konkurují výrobcům automobilů na výrobní lince polovodičů.

„Na závěr lze říci, že vývoj 800voltových systémů je zásadní,“ uzavírá Kessel Gruber z GKN.

 

2. Uspořádání sítě nabíjecích stanic 800 V

 

Zde je další otázka: Většina stávajících nabíjecích stanic je založena na 400voltovém systému, mají auta využívající 800voltový systém skutečně výhodu?

Odpověď odborníků z oboru je: ano.Ačkoli vozidlo potřebuje 800voltovou nabíjecí infrastrukturu.

"Většina stávající infrastruktury pro rychlé nabíjení stejnosměrným proudem je určena pro 400voltová vozidla," řekl Hursted."Abychom dosáhli 800voltového rychlého nabíjení, potřebujeme nejnovější generaci vysokonapěťových, vysoce výkonných DC rychlých nabíječek."

To pro domácí nabíjení není problém, ale zatím jsou nejrychlejší veřejné nabíjecí sítě v USA omezené.Reich si myslí, že u dálničních dobíjecích stanic je problém ještě těžší.

V Evropě jsou však 800voltové systémové nabíjecí sítě na vzestupu a Ionity má po celé Evropě řadu 800voltových a 350kilowattových dálničních nabíjecích stanic.

Ionity EU je projekt partnerství mezi mnoha výrobci automobilů pro síť vysokovýkonných nabíjecích stanic pro elektromobily, který založily BMW Group, Daimler AG, Ford Motor a Volkswagen.V roce 2020 vstoupil Hyundai Motor jako pátý největší akcionář.

„Nabíječka na 800 voltů a 350 kilowattů znamená dobu nabíjení na 100 kilometrů 5–7 minut,“ říká Schaller ze společnosti ZF."To je jen šálek kávy."

"Je to skutečně převratná technologie. Pomůže také automobilovému průmyslu přesvědčit více lidí, aby přijali elektrická vozidla."

Podle nedávné zprávy od Porsche trvá přidání 250 mil dojezdu v typické 50kW, 400V elektrárně asi 80 minut;40 minut, pokud je to 100 kW;při chlazení nabíjecí zástrčky (náklady, hmotnost a složitost), což může dobu ještě zkrátit na 30 minut.

"Proto je při snaze o dosažení vyšší rychlosti nabíjení nevyhnutelný přechod na vyšší napětí," uzavřela zpráva.Porsche věří, že s 800voltovým nabíjecím napětím by se doba snížila na zhruba 15 minut.

Dobíjení je stejně snadné a rychlé jako tankování – je velká šance, že k tomu dojde.

图3

3. Průkopníci v konzervativních odvětvích

 

Pokud je 800voltová technologie skutečně tak dobrá, stojí za to se ptát, proč s výjimkou výše zmíněných modelů jsou téměř všechna elektrická vozidla stále založena na 400voltových systémech, dokonce i lídři trhu Tesla a Volkswagen.?

Schaller a další odborníci připisují důvody „pohodlí“ a „především průmysl“.

Typický dům používá 380 voltů třífázového střídavého proudu (míra napětí je ve skutečnosti rozsah, nikoli pevná hodnota), takže když automobilky začaly zavádět plug-in hybridy a čistě elektrická vozidla, nabíjecí infrastruktura již existovala.A první vlna elektrických vozidel byla postavena na komponentech vyvinutých pro plug-in hybridy, které byly založeny na 400voltových systémech.

"Když jsou všichni na 400 voltech, znamená to, že toto je úroveň napětí, která je dostupná v infrastruktuře všude," řekl Schaller."Je to nejpohodlnější, je to okamžitě k dispozici. Lidé tak moc nepřemýšlejí. Okamžitě rozhodnuto."

Kessel Gruber považuje Porsche za průkopníka 800voltového systému, protože se soustředilo více na výkon než na praktičnost.

Porsche si troufá přehodnotit, co si průmysl přenesl z minulosti.Ptá se sám sebe: "Je to opravdu nejlepší řešení?""Můžeme to navrhnout úplně od začátku?"To je krása být vysoce výkonným výrobcem automobilů.

Odborníci z oboru se shodli, že je jen otázkou času, kdy se na trh dostanou další 800voltové elektromobily.

Technických problémů není mnoho, ale části je třeba vyvinout a ověřit;cena může být problém, ale s měřítkem, menšími články a méně mědi se nízké náklady brzy dostaví.

Volvo, Polestar, Stellantis a General Motors již uvedly, že budoucí modely budou tuto technologii využívat.

Koncern Volkswagen plánuje uvedení řady vozů na své 800voltové platformě PPE, včetně nového Macanu a kombíku založeného na novém konceptu A6 Avant E-tron.

Řada čínských výrobců automobilů také oznámila přechod na 800voltovou architekturu, včetně Xpeng Motors, NIO, Li Auto, BYD a Lotus vlastněný Geely.

"S Taycanem a E-tronem GT máte vozidlo s nejlepším výkonem ve své třídě. Ioniq 5 je důkazem, že dostupný rodinný vůz je možný," uzavřel Kessel Gruber."Pokud to dokáže těchto pár aut, zvládne to každé auto."


Čas odeslání: 19. dubna 2022