2021. gadā elektrotransportlīdzekļu pārdošanas apjomi pasaulē veidos 9% no kopējā vieglo automašīnu pārdošanas apjoma.
Lai palielinātu šo skaitli, papildus lieliem ieguldījumiem jaunās uzņēmējdarbības vidēs, lai paātrinātu elektrifikācijas izstrādi, ražošanu un popularizēšanu, autoražotāji un piegādātāji arī strādā pie tā, lai sagatavotos nākamās paaudzes transportlīdzekļu komponentiem.
Piemēri ir cietvielu akumulatori, aksiālās plūsmas motori un 800 voltu elektriskās sistēmas, kas sola samazināt uzlādes laiku uz pusi, ievērojami samazināt akumulatora izmēru un izmaksas, kā arī uzlabot piedziņas efektivitāti.
Līdz šim tikai nedaudzās jaunās automašīnās ir izmantota 800 voltu sistēma ierastās 400 voltu sistēmas vietā.
Tirgū jau ir pieejami šādi modeļi ar 800 voltu sistēmām: Porsche Taycan, Audi E-tron GT, Hyundai Ioniq 5 un Kia EV6. Lucid Air limuzīns izmanto 900 voltu arhitektūru, lai gan nozares eksperti uzskata, ka tehniski tā ir 800 voltu sistēma.
No elektrotransportlīdzekļu komponentu piegādātāju viedokļa 800 voltu akumulatoru arhitektūra būs dominējošā tehnoloģija līdz 2020. gadu beigām, jo īpaši tāpēc, ka parādās arvien vairāk specializētu 800 voltu arhitektūras pilnībā elektrisku platformu, piemēram, Hyundai E-GMP un Volkswagen grupas PPE.
Hyundai Motor E-GMP modulāro elektrisko platformu nodrošina Vitesco Technologies, no Continental AG atvasināts spēka agregātu uzņēmums, kas ražo 800 voltu invertorus; Volkswagen Group PPE ir 800 voltu akumulatora arhitektūra, ko kopīgi izstrādājuši Audi un Porsche. Modulāra elektrisko transportlīdzekļu platforma.
"Līdz 2025. gadam modeļi ar 800 voltu sistēmām kļūs arvien izplatītāki," sacīja Dirks Keselgrubers, tehnoloģiju izstrādes uzņēmuma GKN elektriskās piedziņas nodaļas prezidents. GKN ir arī viens no vairākiem pirmā līmeņa piegādātājiem, kas izmanto šo tehnoloģiju, piegādājot tādus komponentus kā 800 voltu elektriskās asis, ar mērķi sākt masveida ražošanu 2025. gadā.
Viņš pastāstīja Automotive News Europe: "Mēs uzskatām, ka 800 voltu sistēma kļūs par plaši izplatītu. Hyundai ir arī pierādījis, ka tā var būt tikpat konkurētspējīga cenas ziņā."
Amerikas Savienotajās Valstīs Hyundai IQNIQ 5 cena sākas no 43 650 ASV dolāru, kas ir zemāka par elektromobiļu vidējo cenu 60 054 ASV dolāru apmērā 2022. gada februārī, un to varētu pieņemt vairāk patērētāju.
"800 volti ir loģisks nākamais solis tīri elektrisko transportlīdzekļu evolūcijā," intervijā sacīja Aleksandrs Reihs, Vitesco inovatīvās jaudas elektronikas vadītājs.
Papildus 800 voltu invertoru piegādei Hyundai E-GMP modulārajai elektriskajai platformai, Vitesco ir noslēdzis arī citus nozīmīgus līgumus, tostarp invertoru piegādi vienam no lielākajiem Ziemeļamerikas autoražotājiem un diviem vadošajiem elektroautomobiļiem Ķīnā un Japānā. Piegādātājs nodrošina arī motoru.
800 voltu elektrisko sistēmu segments aug straujāk nekā tika prognozēts tikai pirms dažiem gadiem, un klientu skaits kļūst arvien lielāks, e-pastā sacīja Harijs Husteds, ASV auto detaļu piegādātāja BorgWarner galvenais tehnoloģiju direktors. Piegādātājs ir ieguvis arī dažus pasūtījumus, tostarp integrētu piedziņas moduli ķīniešu luksusa zīmolam.
1. Kāpēc 800 volti ir "loģisks nākamais solis"?
Kādas ir 800 voltu sistēmas priekšrocības salīdzinājumā ar esošo 400 voltu sistēmu?
Pirmkārt, tie var nodrošināt tādu pašu jaudu ar mazāku strāvas stiprumu. Palieliniet uzlādes laiku par 50% ar tādu pašu akumulatora izmēru.
Tā rezultātā akumulatoru, kas ir visdārgākā elektriskā transportlīdzekļa sastāvdaļa, var samazināt, palielinot efektivitāti un vienlaikus samazinot kopējo svaru.
Otmārs Šarrers, ZF elektrificēto spēka piedziņas tehnoloģiju vecākais viceprezidents, sacīja: "Elektrotransportlīdzekļu izmaksas vēl nav tādā pašā līmenī kā benzīna transportlīdzekļiem, un mazāks akumulators būtu labs risinājums. Turklāt ļoti liela akumulatora uzstādīšana tādā plaša patēriņa kompaktajā modelī kā Ioniq 5 pati par sevi nav jēgpilna."
"Divkāršojot spriegumu un tādu pašu strāvas stiprumu, automašīna var iegūt divreiz vairāk enerģijas," sacīja Reihs. "Ja uzlādes laiks ir pietiekami ātrs, elektromobilim, iespējams, nebūs jātērē laiks, lai nobrauktu 1000 kilometru attālumu."
Otrkārt, tā kā augstāks spriegums nodrošina tādu pašu jaudu ar mazāku strāvu, kabeļus un vadus var izgatavot arī mazākus un vieglākus, samazinot dārgā un smagā vara patēriņu.
Attiecīgi samazināsies arī enerģijas zudumi, kā rezultātā uzlabosies izturība un motora veiktspēja. Un nav nepieciešama sarežģīta termiskās pārvaldības sistēma, lai nodrošinātu akumulatora darbību optimālā temperatūrā.
Visbeidzot, apvienojumā ar jauno silīcija karbīda mikroshēmu tehnoloģiju, 800 voltu sistēma var palielināt spēka piedziņas efektivitāti līdz pat 5 procentiem. Šī mikroshēma pārslēgšanas laikā zaudē maz enerģijas un ir īpaši efektīva reģeneratīvajā bremzēšanā.
Tā kā jaunajās silīcija karbīda mikroshēmās tiek izmantots mazāk tīra silīcija, izmaksas varētu būt zemākas un autobūves nozarei varētu piegādāt vairāk mikroshēmu, norādīja piegādātāji. Tā kā citas nozares mēdz izmantot mikroshēmas, kas pilnībā izgatavotas no silīcija, tās konkurē ar autoražotājiem pusvadītāju ražošanas līnijā.
"Noslēgumā jāsaka, ka 800 voltu sistēmu attīstība ir ļoti svarīga," secina GKN pārstāvis Kesels Grūbers.
2. 800 voltu uzlādes staciju tīkla izkārtojums
Vēl viens jautājums: lielākā daļa esošo uzlādes staciju ir balstītas uz 400 voltu sistēmu, vai automašīnām, kas izmanto 800 voltu sistēmu, tiešām ir priekšrocības?
Nozares ekspertu sniegtā atbilde ir: jā. Lai gan transportlīdzeklim ir nepieciešama 800 voltu uzlādes infrastruktūra.
"Lielākā daļa esošās līdzstrāvas ātrās uzlādes infrastruktūras ir paredzēta 400 voltu transportlīdzekļiem," sacīja Hērsteds. "Lai panāktu 800 voltu ātro uzlādi, mums ir nepieciešamas jaunākās paaudzes augstsprieguma, lielas jaudas līdzstrāvas ātrās uzlādes stacijas."
Tā nav problēma mājas uzlādei, taču līdz šim ātrākie publiskie uzlādes tīkli ASV ir ierobežoti. Reičs uzskata, ka problēma ir vēl lielāka automaģistrāļu uzlādes stacijās.
Tomēr Eiropā 800 voltu sistēmu uzlādes tīkli kļūst arvien populārāki, un Ionity ir vairāki 800 voltu, 350 kilovatu automaģistrāļu uzlādes punkti visā Eiropā.
Ionity EU ir vairāku autoražotāju partnerības projekts elektrotransportlīdzekļu lieljaudas uzlādes staciju tīkla izveidei, ko dibinājuši BMW Group, Daimler AG, Ford Motor un Volkswagen. 2020. gadā Hyundai Motor pievienojās kā piektais lielākais akcionārs.
"800 voltu, 350 kilovatu lādētājs nozīmē 100 kilometru uzlādes laiku 5–7 minūtēs," saka ZF pārstāvis Šallers. "Tā ir tikai tase kafijas."
"Šī patiesi ir revolucionāra tehnoloģija. Tā arī palīdzēs autobūves nozarei pārliecināt vairāk cilvēku pieņemt elektroautomobiļus."
Saskaņā ar nesen publicētu Porsche ziņojumu, tipiskai 50 kW, 400 V elektrostacijai 250 jūdžu (400 km) nobraukuma palielināšana aizņem aptuveni 80 minūtes; 40 minūtes, ja tā ir 100 kW elektrostacija; ja tiek atdzesēts uzlādes spraudnis (izmaksas, svars un sarežģītība), kas var vēl vairāk samazināt laiku līdz 30 minūtēm.
"Tāpēc, cenšoties panākt ātrāku uzlādi, pāreja uz augstāku spriegumu ir neizbēgama," secināts ziņojumā. Porsche uzskata, ka ar 800 voltu uzlādes spriegumu laiks samazinātos līdz aptuveni 15 minūtēm.
Uzlāde ir tikpat vienkārša un ātra kā degvielas uzpildīšana — pastāv liela iespēja, ka tā arī notiks.
3. Pionieri konservatīvās nozarēs
Ja 800 voltu tehnoloģija patiešām ir tik laba, ir vērts pajautāt, kāpēc, izņemot iepriekšminētos modeļus, gandrīz visi elektriskie transportlīdzekļi joprojām ir balstīti uz 400 voltu sistēmām, pat tirgus līderi Tesla un Volkswagen.
Šallers un citi eksperti iemeslus skaidro ar "ērtībām" un "to, ka ir nozares pirmie".
Tipiskā mājā tiek izmantota 380 voltu trīsfāzu maiņstrāva (sprieguma līmenis patiesībā ir diapazons, nevis fiksēta vērtība), tāpēc, kad autoražotāji sāka ieviest spraudkontakta hibrīdus un pilnībā elektriskus transportlīdzekļus, uzlādes infrastruktūra jau bija pieejama. Un pirmais elektrotransportlīdzekļu vilnis tika būvēts uz komponentiem, kas izstrādāti spraudkontakta hibrīdiem, kuru pamatā bija 400 voltu sistēmas.
"Kad visiem ir 400 volti, tas nozīmē, ka tieši tāds sprieguma līmenis ir pieejams infrastruktūrā visur," sacīja Šallers. "Tas ir visērtāk, tas ir pieejams nekavējoties. Tāpēc cilvēki pārāk daudz nedomā. Lēmums tiek pieņemts nekavējoties."
Kesels Grūbers uzskata Porsche par 800 voltu sistēmas pionieri, jo tā vairāk koncentrējās uz veiktspēju, nevis praktiskumu.
Porsche uzdrošinās pārvērtēt to, ko nozare ir pārņēmusi no pagātnes. Viņš sev jautā: "Vai tas tiešām ir labākais risinājums?" "Vai mēs varam to izstrādāt no nulles?" Tā ir augstas veiktspējas autoražotāja burvība.
Nozares eksperti ir vienisprātis, ka ir tikai laika jautājums, pirms tirgū parādīsies vēl vairāk 800 voltu elektrisko transportlīdzekļu.
Tehnisku izaicinājumu nav daudz, taču detaļas ir jāizstrādā un jāapstiprina; izmaksas var būt problēma, taču, pateicoties mērogam, mazākām šūnām un mazākam vara daudzumam, zemas izmaksas drīz parādīsies.
Volvo, Polestar, Stellantis un General Motors jau ir paziņojuši, ka nākotnes modeļos tiks izmantota šī tehnoloģija.
Volkswagen grupa plāno laist klajā virkni automašīnu uz savas 800 voltu PPE platformas, tostarp jaunu Macan un universāli, kas balstīts uz jauno A6 Avant E-tron konceptauto.
Vairāki Ķīnas autoražotāji ir paziņojuši arī par pāreju uz 800 voltu arhitektūru, tostarp Xpeng Motors, NIO, Li Auto, BYD un Geely piederošais Lotus.
“Ar Taycan un E-tron GT jums ir automobilis ar klasē vadošo veiktspēju. Ioniq 5 ir pierādījums tam, ka pieejama ģimenes automašīna ir iespējama,” secināja Kesels Grūbers. “Ja šīs dažas automašīnas to var izdarīt, tad to var izdarīt ikviena automašīna.”
Publicēšanas laiks: 2022. gada 19. aprīlis