2021. aastal moodustab elektriautode müük ülemaailmne 9% sõiduautode kogumüügist.
Selle arvu suurendamiseks, lisaks investeeringutele uutesse ärimaastikesse elektrifitseerimise arendamise, tootmise ja edendamise kiirendamiseks, panevad autotootjad ja tarnijad pead murdma ka järgmise põlvkonna sõidukikomponentide ettevalmistamisele.
Näideteks on tahkisakud, aksiaalvoolumootorid ja 800-voldised elektrisüsteemid, mis lubavad laadimisaega poole võrra vähendada, aku suurust ja maksumust drastiliselt vähendada ning jõuülekande efektiivsust parandada.
Siiani on vaid käputäis uusi autosid kasutanud 800-voldist süsteemi tavalise 400 asemel.
Turul on juba 800-voldise süsteemiga mudelid: Porsche Taycan, Audi E-tron GT, Hyundai Ioniq 5 ja Kia EV6. Lucid Airi limusiin kasutab 900-voldist arhitektuuri, kuigi valdkonna eksperdid usuvad, et tehniliselt on tegemist 800-voldise süsteemiga.
Elektrisõidukite komponentide tarnijate vaatenurgast saab 800-voldise aku arhitektuurist 2020. aastate lõpuks domineeriv tehnoloogia, eriti kuna tekib üha rohkem spetsiaalseid 800-voldise arhitektuuriga täiselektrilisi platvorme, näiteks Hyundai E-GMP ja Volkswageni kontserni PPE.
Hyundai Motori E-GMP moodulelektriplatvormi pakub Vitesco Technologies, Continental AG-st eraldatud jõuülekandeettevõte, mis pakub 800-voldiseid invertereid; Volkswagen Group PPE on Audi ja Porsche ühiselt välja töötatud 800-voldine akuarhitektuur. Modulaarne elektriautode platvorm.
„2025. aastaks muutuvad 800-voldise süsteemiga mudelid levinumaks,“ ütles Dirk Kesselgruber, tehnoloogiaarendusettevõtte GKN elektrilise jõuülekande osakonna president. GKN on ka üks mitmest esimese taseme tarnijast, kes seda tehnoloogiat kasutab, tarnides komponente, näiteks 800-voldiseid elektrilisi telgi, eesmärgiga jõuda masstootmisse 2025. aastal.
Ta ütles Automotive News Europe'ile: "Meie arvates saab 800-voldisest süsteemist laialdane kasutus. Hyundai on ka tõestanud, et see suudab olla hinna poolest sama konkurentsivõimeline."
Ameerika Ühendriikides algab Hyundai IQNIQ 5 hind 43 650 dollarist, mis on soodsam kui elektriautode keskmine hind 60 054 dollarit 2022. aasta veebruaris ja võib olla vastuvõetav rohkematele tarbijatele.
„800 volti on loogiline järgmine samm täiselektriliste sõidukite arengus,“ ütles Vitesco uuendusliku jõuelektroonika juht Alexander Reich intervjuus.
Lisaks 800-voldistele inverteritele Hyundai E-GMP modulaarsele elektriplatvormile on Vitesco sõlminud ka teisi olulisi lepinguid, sealhulgas inverterid ühele suurele Põhja-Ameerika autotootjale ja kahele juhtivale elektrisõidukile Hiinas ja Jaapanis. Tarnija pakub ka mootorit.
800-voldiste elektrisüsteemide segment kasvab kiiremini, kui veel paar aastat tagasi oodati, ja kliendid muutuvad aina tugevamaks, ütles USA autoosade tarnija BorgWarneri tehnoloogiajuht Harry Husted e-posti teel. Tarnija on saanud ka mõned tellimused, sealhulgas integreeritud ajamimooduli Hiina luksusbrändile.
1. Miks on 800 volti "loogiline järgmine samm"?
Millised on 800-voldise süsteemi olulisemad omadused võrreldes olemasoleva 400-voldise süsteemiga?
Esiteks suudavad nad pakkuda sama võimsust väiksema voolutugevusega. Sama aku suurusega suurendavad laadimisaega 50%.
Selle tulemusel saab akut, mis on elektriauto kõige kallim komponent, muuta väiksemaks, suurendades seeläbi efektiivsust ja vähendades samal ajal kogukaalu.
ZF-i elektrifitseeritud jõuülekandetehnoloogia vanem asepresident Otmar Scharrer ütles: „Elektriautode hind ei ole veel bensiiniautodega samal tasemel ja väiksem aku oleks hea lahendus. Samuti pole Ioniq 5-suguses tavapärases kompaktmudelis väga suure aku omamine iseenesest mõistlik.“
„Pinge kahekordistamise ja sama voolutugevuse korral saab auto kaks korda rohkem energiat,“ ütles Reich. „Kui laadimisaeg on piisavalt kiire, ei pruugi elektriautol vaja minna aega 1000 kilomeetri läbimiseks.“
Teiseks, kuna kõrgemad pinged annavad sama võimsuse väiksema voolutugevusega, saab ka kaableid ja juhtmeid muuta väiksemaks ja kergemaks, vähendades kalli ja raske vase tarbimist.
Kaotatud energia väheneb vastavalt, mille tulemuseks on parem vastupidavus ja mootori jõudlus. Aku optimaalse temperatuuri tagamiseks pole vaja keerukat termilist juhtimissüsteemi.
Lõpuks, koos areneva ränikarbiidist mikrokiibitehnoloogiaga suudab 800-voldine süsteem suurendada jõuülekande efektiivsust kuni 5 protsenti. See kiip kaotab lülitamisel vähe energiat ja on eriti efektiivne regeneratiivpidurdusel.
Tarnijate sõnul võivad uued ränikarbiidist kiibid, kuna need sisaldavad vähem puhast räni, olla madalamad ja autotööstusele saab tarnida rohkem kiipe. Kuna teised tööstusharud kipuvad kasutama täisränist kiipe, konkureerivad nad autotootjatega pooljuhtide tootmisliinil.
„Kokkuvõtteks võib öelda, et 800-voldiste süsteemide arendamine on ülioluline,“ võtab GKN-i esindaja Kessel Gruber kokku.
2. 800-voldise laadimisjaama võrgu paigutus
Siin on veel üks küsimus: enamik olemasolevaid laadimisjaamu põhineb 400-voldisel süsteemil, kas 800-voldise süsteemi kasutavatel autodel on tõesti eelis?
Valdkonnaekspertide vastus on: jah. Kuigi sõiduk vajab 800-voldist laadimistaristut.
„Suurem osa olemasolevast alalisvoolu kiirlaadimise infrastruktuurist on mõeldud 400-voldistele sõidukitele,“ ütles Hursted. „800-voldise kiirlaadimise saavutamiseks vajame uusima põlvkonna kõrgepinge ja suure võimsusega alalisvoolu kiirlaadijaid.“
Koduse laadimise puhul see probleemiks ei ole, aga seni on USA kiireimad avalikud laadimisvõrgud piiratud. Reichi arvates on probleem veelgi suurem maanteede laadimisjaamade puhul.
Euroopas on aga 800-voldise süsteemiga laadimisvõrgud tõusuteel ning Ionityl on üle Euroopa mitu 800-voldist ja 350-kilovatti maanteelaadimispunkti.
Ionity EU on mitme autotootja partnerlusprojekt elektriautode suure võimsusega laadimisjaamade võrgustiku loomiseks, mille asutasid BMW Group, Daimler AG, Ford Motor ja Volkswagen. 2020. aastal liitus Hyundai Motor suuruselt viienda aktsionärina.
„800-voldise ja 350-kilovatise laadijaga on 100-kilomeetrine läbisõit 5–7 minutiga laetav,“ ütleb ZF-i esindaja Schaller. „See on ju kõigest tass kohvi.“
"See on tõeliselt murranguline tehnoloogia. See aitab ka autotööstusel veenda rohkem inimesi elektriautosid omaks võtma."
Porsche hiljutise aruande kohaselt kulub tüüpilises 50 kW ja 400 V elektrijaamas 400 km pikkuse sõiduulatuse lisamiseks umbes 80 minutit; 100 kW jaama puhul 40 minutit; laadimispistiku jahutamiseks (kulud, kaal ja keerukus), mis võib aega veelgi lühendada 30 minutini.
„Seega on kiirema laadimise saavutamiseks üleminek kõrgematele pingetele vältimatu,“ järeldati aruandes. Porsche usub, et 800-voldise laadimispinge korral lüheneks aeg umbes 15 minutini.
Laadimine on sama lihtne ja kiire kui tankimine – on suur tõenäosus, et see juhtub.
3. Konservatiivsete tööstusharude pioneerid
Kui 800-voldine tehnoloogia on tõepoolest nii hea, tasub küsida, miks peale eelmainitud mudelite põhinevad peaaegu kõik elektriautod endiselt 400-voldistel süsteemidel, isegi turuliidrid Tesla ja Volkswagen.
Schaller ja teised eksperdid omistavad põhjuseid "mugavusele" ja "tööstuses esmakordseks olemisele".
Tüüpiline majapidamine kasutab 380 volti kolmefaasilist vahelduvvoolu (pinge on tegelikult vahemik, mitte fikseeritud väärtus), seega kui autotootjad hakkasid turule tooma pistikhübriide ja täiselektrilisi sõidukeid, oli laadimistaristu juba olemas. Ja esimene elektrisõidukite laine ehitati pistikhübriidide jaoks välja töötatud komponentidele, mis põhinesid 400-voldistel süsteemidel.
„Kui kõik on 400 voldi peal, tähendab see, et see pingetase on kõikjal infrastruktuuris saadaval,“ ütles Schaller. „See on kõige mugavam, see on kohe saadaval. Nii et inimesed ei mõtle liiga palju. Otsus tehakse kohe.“
Kessel Gruber peab Porschet 800-voldise süsteemi teerajajaks, kuna see keskendus rohkem jõudlusele kui praktilisusele.
Porsche julgeb ümber hinnata seda, mida tööstus on minevikust üle kandnud. Ta küsib endalt: "Kas see on tõesti parim lahendus?", "Kas me saame selle nullist välja töötada?". See ongi tipptasemel autotootja olemise ilu.
Tööstuseksperdid on kokku leppinud, et on vaid aja küsimus, enne kui turule jõuab rohkem 800-voldiseid elektriautosid.
Tehnilisi väljakutseid pole palju, kuid osi tuleb arendada ja valideerida; hind võib olla probleemiks, kuid mastaabi, väiksemate elementide ja väiksema vasekoguse korral saabuvad madalad kulud peagi.
Volvo, Polestar, Stellantis ja General Motors on juba öelnud, et tulevased mudelid hakkavad seda tehnoloogiat kasutama.
Volkswageni kontsern plaanib oma 800-voldisel PPE platvormil turule tuua mitmeid autosid, sealhulgas uue Macani ja uuel A6 Avant E-tron kontseptsioonil põhineva universaali.
Mitmed Hiina autotootjad on samuti teatanud üleminekust 800-voldisele arhitektuurile, sealhulgas Xpeng Motors, NIO, Li Auto, BYD ja Geelyle kuuluv Lotus.
„Taycani ja E-tron GT-ga on teil sõiduk, millel on oma klassi parim jõudlus. Ioniq 5 on tõestus, et taskukohane pereauto on võimalik,“ lõpetas Kessel Gruber. „Kui need vähesed autod suudavad seda teha, siis suudab seda iga auto.“
Postituse aeg: 19. aprill 2022