En 2021, tutmondaj vendoj de elektraj veturiloj konsistigos 9% de la totalaj vendoj de personaŭtoj.
Por pliigi tiun nombron, krom multe investi en novajn komercajn pejzaĝojn por akceli la disvolvon, fabrikadon kaj antaŭenigon de elektrizado, aŭtoproduktantoj kaj provizantoj ankaŭ turmentas siajn cerbojn por prepari sin por la sekva generacio de veturilaj komponantoj.
Ekzemploj inkluzivas solidstatajn bateriojn, aksajn fluajn motorojn kaj 800-voltajn elektrajn sistemojn, kiuj promesas duonigi ŝargtempojn, draste redukti bateriograndecon kaj koston, kaj plibonigi transmisioefikecon.
Ĝis nun, nur manpleno da novaj aŭtoj uzis 800-voltan sistemon anstataŭ la komuna 400.
Modeloj kun 800-voltaj sistemoj jam sur la merkato estas: Porsche Taycan, Audi E-tron GT, Hyundai Ioniq 5 kaj Kia EV6. La limuzino Lucid Air uzas 900-voltan arkitekturon, kvankam fakuloj kredas, ke teknike ĝi estas 800-volta sistemo.
El la perspektivo de provizantoj de elektraj veturiloj, 800-volta bateria arkitekturo estos la domina teknologio antaŭ la fino de la 2020-aj jaroj, precipe ĉar pli kaj pli da dediĉitaj tute elektraj platformoj kun 800-volta arkitekturo aperos, kiel ekzemple E-GMP de Hyundai kaj PPE de la Volkswagen Grupo.
La modula elektra platformo E-GMP de Hyundai Motor estas provizita de Vitesco Technologies, potenco-trajna kompanio disigita de Continental AG, por provizi 800-voltajn invetilojn; Volkswagen Group PPE estas 800-volta bateria arkitekturo komune evoluigita de Audi kaj Porsche. Modula elektra veturila platformo.
"Antaŭ 2025, modeloj kun 800-voltaj sistemoj fariĝos pli oftaj," diris Dirk Kesselgruber, prezidanto de la elektra transmisia divido de GKN, teknologia evoluiga kompanio. GKN ankaŭ estas unu el pluraj Tier 1-provizantoj uzantaj la teknologion, liverante komponantojn kiel 800-voltajn elektrajn aksojn, kun la celo amasproduktado en 2025.
Li diris al Automotive News Europe, "Ni pensas, ke la 800-volta sistemo fariĝos ĉefa. Hyundai ankaŭ pruvis, ke ĝi povas esti same konkurenciva laŭ prezo."
En Usono, la Hyundai IQNIQ 5 komenciĝas je 43 650 usonaj dolaroj, kio estas pli fidinda ol la averaĝa prezo de 60 054 usonaj dolaroj por elektraj veturiloj en februaro 2022, kaj povas esti akceptita de pli da konsumantoj.
"800 voltoj estas la logika sekva paŝo en la evoluo de pure elektraj veturiloj," diris Alexander Reich, estro de noviga potencelektroniko ĉe Vitesco, en intervjuo.
Aldone al liverado de 800-voltaj invetiloj por la modula elektra platformo E-GMP de Hyundai, Vitesco certigis aliajn gravajn kontraktojn, inkluzive de invetiloj por grava nordamerika aŭtoproduktanto kaj du ĉefaj elektraj veturiloj en Ĉinio kaj Japanio. La provizanto provizas la motoron.
La segmento de 800-voltaj elektraj sistemoj kreskas pli rapide ol atendite antaŭ nur kelkaj jaroj, kaj klientoj fariĝas pli fortaj, diris per retpoŝto Harry Husted, ĉefa teknologia oficisto ĉe la usona aŭtoparta provizanto BorgWarner. La provizanto ankaŭ gajnis kelkajn mendojn, inkluzive de integra transmisia modulo por ĉina luksa marko.
1. Kial 800 voltoj estas la "logika sekva paŝo"?
Kiuj estas la ĉefaj avantaĝoj de la 800-volta sistemo kompare kun la ekzistanta 400-volta sistemo?
Unue, ili povas liveri la saman potencon je pli malalta kurento. Pliigu la ŝargtempon je 50% kun la sama bateriograndeco.
Rezulte, la baterio, la plej multekosta komponanto en elektra veturilo, povas esti malgrandigita, pliigante efikecon kaj reduktante la totalan pezon.
Otmar Scharrer, ĉefvicprezidanto pri elektrigita potenco-teknologio ĉe ZF, diris: "La kosto de elektraj veturiloj ankoraŭ ne estas samnivela kiel tiu de benzinaj veturiloj, kaj pli malgranda baterio estus bona solvo. Ankaŭ, havi tre grandan baterion en ĉefa kompakta modelo kiel la Ioniq 5 ne havas sencon en si mem."
"Duobligante la tension kaj la saman kurenton, la aŭto povas ricevi duoble pli da energio," diris Reich. "Se la ŝarĝtempo estas sufiĉe rapida, la elektra aŭto eble ne bezonos pasigi tempon persekutante distancon de 1 000 kilometroj."
Due, ĉar pli altaj tensioj provizas la saman potencon kun malpli da kurento, kabloj kaj dratoj ankaŭ povas esti faritaj pli malgrandaj kaj pli malpezaj, reduktante la konsumon de multekosta kaj peza kupro.
Perdita energio ankaŭ estos reduktita laŭe, rezultante en pli bona eltenivo kaj plibonigita motora rendimento. Kaj neniu kompleksa termika mastruma sistemo estas necesa por certigi, ke la baterio funkcias je la optimuma temperaturo.
Fine, kiam parigita kun emerĝanta siliciokarbida mikroĉipa teknologio, la 800-volta sistemo povas pliigi la potenco-trajno-efikecon je ĝis 5 procentoj. Ĉi tiu ĉipo perdas malmulte da energio dum ŝaltado kaj estas precipe efika por regenera bremsado.
Ĉar la novaj siliciaj karbidaj ĉipoj uzas malpli da pura silicio, la kosto povus esti pli malalta kaj pli da ĉipoj povus esti liveritaj al la aŭtoindustrio, diris provizantoj. Ĉar aliaj industrioj emas uzi tute siliciajn ĉipojn, ili konkurencas kun aŭtoproduktantoj sur la duonkonduktaĵa produktadlinio.
"Konklude, la evoluigo de 800-voltaj sistemoj estas decida," finas Kessel Gruber de GKN.
2. Aranĝo de 800-volta ŝargstacio
Jen alia demando: Plej multaj el la ekzistantaj ŝargstacioj baziĝas sur la 400-volta sistemo, ĉu vere ekzistas avantaĝo por aŭtoj uzi la 800-voltan sistemon?
La respondo donita de industriaj fakuloj estas: jes. Kvankam la veturilo bezonas 800-voltan ŝargan infrastrukturon.
"Plejparto de la ekzistanta infrastrukturo por rapida ŝargado per kontinua kurento estas por 400-voltaj veturiloj," diris Hursted. "Por atingi 800-voltan rapidan ŝargadon, ni bezonas la plej novan generacion de alttensiaj, altpotencaj rapidaj ŝargiloj per kontinua kurento."
Tio ne estas problemo por hejma ŝargado, sed ĝis nun la plej rapidaj publikaj ŝargaj retoj en Usono estas limigitaj. Reich opinias, ke la problemo estas eĉ pli malfacila por aŭtovojaj ŝargstacioj.
En Eŭropo, tamen, 800-voltaj ŝargretoj pliiĝas, kaj Ionity havas kelkajn 800-voltajn, 350-kilovatajn aŭtovojajn ŝargpunktojn tra Eŭropo.
Ionity EU estas partnereca projekto de pluraj aŭtoproduktantoj por reto de altpotencaj ŝargstacioj por elektraj veturiloj, fondita de BMW Group, Daimler AG, Ford Motor kaj Volkswagen. En 2020, Hyundai Motor aliĝis kiel la kvina plej granda akciulo.
"800-volta, 350-kilovatta ŝargilo signifas 100-kilometran ŝargtempon de 5-7 minutoj," diras Schaller de ZF. "Tio estas nur taso da kafo."
"Ĉi tio estas vere interrompa teknologio. Ĝi ankaŭ helpos la aŭtoindustrion konvinki pli da homoj ampleksi elektrajn veturilojn."
Laŭ freŝdata raporto de Porsche, necesas ĉirkaŭ 80 minutoj por aldoni 400 kilometrojn da atingopovo en tipa 50 kW, 400 V elektrocentralo; 40 minutoj se temas pri 100 kW; se oni malvarmigas la ŝargilon (kostoj, pezo kaj komplekseco), kio povas plue redukti la tempon al 30 minutoj.
"Tial, en la klopodo atingi pli rapidan ŝargadon, transiro al pli altaj tensioj estas neevitebla," finis la raporto. Porsche kredas, ke kun 800-volta ŝarga tensio, la tempo falus al ĉirkaŭ 15 minutoj.
Reŝargi tiel facile kaj rapide kiel benzinumi - estas bona ŝanco, ke ĝi okazos.
3. Pioniroj en konservativaj industrioj
Se 800-volta teknologio efektive estas tiel bona, indas demandi kial, escepte de la supre menciitaj modeloj, preskaŭ ĉiuj elektraj veturiloj ankoraŭ baziĝas sur 400-voltaj sistemoj, eĉ la merkatgvidantoj Tesla kaj Volkswagen.
Schaller kaj aliaj fakuloj atribuas la kialojn al "oportuneco" kaj "esti industri-unitaĵo."
Tipa domo uzas 380 voltojn da trifaza alterna kurento (la tensio-intervalo estas fakte intervalo, ne fiksa valoro), do kiam aŭtoproduktantoj komencis lanĉi konekteblajn hibridajn veturilojn kaj pure elektrajn veturilojn, la ŝarga infrastrukturo jam ekzistis. Kaj la unua ondo de elektraj veturiloj estis konstruita sur komponantoj evoluigitaj por konekteblaj hibridaj veturiloj, kiuj baziĝis sur 400-voltaj sistemoj.
"Kiam ĉiuj havas 400 voltojn, tio signifas, ke tio estas la nivelo de tensio, kiu estas havebla en la infrastrukturo ĉie," diris Schaller. "Ĝi estas la plej oportuna, ĝi estas tuj havebla. Do homoj ne tro multe pensas. Tuj decidas."
Kessel Gruber kreditas Porsche kiel pioniron de la 800-volta sistemo ĉar ĝi fokusiĝis pli al efikeco ol praktikeco.
Porsche kuraĝas retaksi tion, kion la industrio heredis el la pasinteco. Li demandas al si: "Ĉu ĉi tio vere estas la plej bona solvo?" "Ĉu ni povas desegni ĝin de nulo?" Tio estas la beleco de esti alt-efikeca aŭtoproduktanto.
Industrifakuloj konsentis, ke estas nur tempoproblemo antaŭ ol pli da 800-voltaj elektraj veturiloj aperos sur la merkato.
Ne estas multaj teknikaj defioj, sed partoj bezonas esti evoluigitaj kaj validigitaj; kosto povas esti problemo, sed kun skalo, pli malgrandaj ĉeloj kaj malpli da kupro, malalta kosto baldaŭ venos.
Volvo, Polestar, Stellantis kaj General Motors jam deklaris, ke estontaj modeloj uzos la teknologion.
La Volkswagen Grupo planas lanĉi serion da aŭtoj sur sia 800-volta PPE-platformo, inkluzive de nova Macan kaj pluruza aŭto bazita sur la nova koncepto A6 Avant E-tron.
Kelkaj ĉinaj aŭtoproduktantoj ankaŭ anoncis transiron al 800-volta arkitekturo, inkluzive de Xpeng Motors, NIO, Li Auto, BYD kaj Lotus, posedata de Geely.
"Kun la Taycan kaj la E-tron GT, vi havas veturilon kun klas-gvida rendimento. La Ioniq 5 estas pruvo, ke pagebla familia aŭto eblas," finis Kessel Gruber. "Se ĉi tiuj malmultaj aŭtoj povas fari ĝin, tiam ĉiu aŭto povas fari ĝin."
Afiŝtempo: 19-a de aprilo 2022