I 2021 vil det globale elbilsalget utgjøre 9 % av det totale personbilsalget.
For å øke dette tallet, i tillegg til å investere tungt i nye forretningslandskap for å akselerere utviklingen, produksjonen og promoteringen av elektrifisering, prøver bilprodusenter og leverandører også å forberede seg på neste generasjon kjøretøykomponenter.
Eksempler inkluderer solid-state-batterier, aksialstrømsmotorer og 800-volts elektriske systemer som lover å halvere ladetiden, redusere batteristørrelsen og kostnadene drastisk og forbedre drivverkets effektivitet.
Så langt har bare en håndfull nye biler brukt et 800-voltssystem i stedet for de vanlige 400.
Modeller med 800-volts systemer som allerede er på markedet er: Porsche Taycan, Audi E-tron GT, Hyundai Ioniq 5 og Kia EV6.Lucid Air-limousinen bruker en 900-volts arkitektur, selv om bransjeeksperter mener det teknisk sett er et 800-voltssystem.
Fra EL-komponentleverandørers perspektiv vil 800-volts batteriarkitektur være den dominerende teknologien mot slutten av 2020-tallet, spesielt ettersom flere og flere dedikerte helelektriske plattformer med 800-voltsarkitektur dukker opp, slik som Hyundais E-GMP og PPE av Volkswagen-konsernet.
Hyundai Motors E-GMP modulære elektriske plattform er levert av Vitesco Technologies, et drivverksselskap spunnet ut fra Continental AG, for å levere 800-volts omformere;Volkswagen Group PPE er en 800-volts batteriarkitektur utviklet i fellesskap av Audi og Porsche.Modulær elbilplattform.
"Innen 2025 vil modeller med 800-volts systemer bli mer vanlige," sa Dirk Kesselgruber, president for GKNs avdeling for elektrisk drivverk, et teknologiutviklingsselskap.GKN er også en av flere Tier 1-leverandører som bruker teknologien, og leverer komponenter som 800-volts elektriske aksler, med tanke på masseproduksjon i 2025.
Han sa til Automotive News Europe, "Vi tror 800-voltssystemet vil bli mainstream. Hyundai har også bevist at det kan være like konkurransedyktig på pris."
I USA starter Hyundai IQNIQ 5 på $43.650, som er mer jordet enn gjennomsnittsprisen på $60.054 for elektriske kjøretøy i februar 2022, og kan aksepteres av flere forbrukere.
"800 volt er det logiske neste trinnet i utviklingen av rene elektriske kjøretøy," sa Alexander Reich, leder for innovativ kraftelektronikk i Vitesco, i et intervju.
I tillegg til å levere 800-volts omformere til Hyundais E-GMP modulære elektriske plattform, har Vitesco sikret seg andre store kontrakter, inkludert omformere for en stor nordamerikansk bilprodusent og to ledende elbiler i Kina og Japan.Leverandøren leverer motoren.
Segmentet for 800-volts elektriske systemer vokser raskere enn forventet for bare noen få år siden, og kundene vokser seg sterkere, sa Harry Husted, teknologisjef hos den amerikanske bildelsleverandøren BorgWarner, via e-post.renter.Leverandøren har også vunnet noen bestillinger, blant annet en integrert drivmodul for et kinesisk luksusmerke.
1. Hvorfor er 800 volt det "logiske neste trinnet"?
Hva er høydepunktene med 800-voltssystemet sammenlignet med det eksisterende 400-voltssystemet?
For det første kan de levere samme kraft ved lavere strøm.Øk ladetiden med 50 % med samme batteristørrelse.
Som et resultat kan batteriet, den dyreste komponenten i et elektrisk kjøretøy, gjøres mindre, øke effektiviteten samtidig som totalvekten reduseres.
Otmar Scharrer, senior visepresident for elektrifisert drivlinjeteknologi hos ZF, sa: "Kostnadene for elektriske kjøretøyer er ennå ikke på samme nivå som bensinbiler, og et mindre batteri ville være en god løsning. Også å ha et veldig stort batteri i en mainstream kompakt modell som Ioniq 5 gir ikke mening i seg selv.»
"Ved å doble spenningen og den samme strømmen, kan bilen få dobbelt så mye energi," sa Reich."Hvis ladetiden er rask nok, kan det hende at elbilen ikke trenger å bruke tid på å forfølge en rekkevidde på 1000 kilometer."
For det andre, fordi høyere spenninger gir samme kraft med mindre strøm, kan kabler og ledninger også gjøres mindre og lettere, noe som reduserer forbruket av dyrt og tungt kobber.
Tapt energi vil også reduseres tilsvarende, noe som resulterer i bedre utholdenhet og forbedret motorisk ytelse.Og det kreves ikke noe komplekst termisk styringssystem for å sikre at batteriet fungerer ved optimal temperatur.
Til slutt, når sammenkoblet med ny silisiumkarbid-mikrobrikketeknologi, kan 800-voltssystemet øke drivverkets effektivitet med opptil 5 prosent.Denne brikken mister lite energi ved bytte og er spesielt effektiv for regenerativ bremsing.
Fordi de nye silisiumkarbidbrikkene bruker mindre rent silisium, kan kostnadene bli lavere og flere brikker kan leveres til bilindustrien, sa leverandørene.Fordi andre bransjer har en tendens til å bruke helsilisiumbrikker, konkurrerer de med bilprodusenter på halvlederproduksjonslinjen.
"Avslutningsvis er utviklingen av 800-volts systemer avgjørende," konkluderer GKNs Kessel Gruber.
2. 800-volts ladestasjonsnettverksoppsett
Her er et annet spørsmål: De fleste av de eksisterende ladestasjonene er basert på 400-voltssystemet, er det virkelig en fordel med biler som bruker 800-voltssystemet?
Svaret gitt av bransjeeksperter er: ja.Selv om kjøretøyet trenger en 800-voltsbasert ladeinfrastruktur.
"Det meste av den eksisterende DC hurtigladeinfrastrukturen er for 400-volts kjøretøy," sa Hursted."For å oppnå 800-volts hurtiglading trenger vi den nyeste generasjonen av høyspente, høyeffekts DC hurtigladere."
Det er ikke et problem for hjemmelading, men så langt er de raskeste offentlige ladenettverkene i USA begrenset.Reich mener problemet er enda vanskeligere for landeveis ladestasjoner.
I Europa er imidlertid 800-volts ladenettverk på vei oppover, og Ionity har en rekke 800-volts, 350-kilowatt motorvei-ladepunkter over hele Europa.
Ionity EU er et partnerskapsprosjekt for flere bilprodusenter for et nettverk av høyeffektladestasjoner for elektriske kjøretøy, grunnlagt av BMW Group, Daimler AG, Ford Motor og Volkswagen.I 2020 ble Hyundai Motor med som den femte største aksjonæren.
"En 800-volts, 350-kilowatt-lader betyr en 100-kilometers ladetid på 5-7 minutter," sier ZFs Schaller."Det er bare en kopp kaffe."
"Dette er virkelig en forstyrrende teknologi. Det vil også hjelpe bilindustrien med å overbevise flere om å omfavne elektriske kjøretøy."
I følge en fersk rapport fra Porsche tar det omtrent 80 minutter å legge til 250 miles rekkevidde i en typisk 50kW, 400V kraftstasjon;40 minutter hvis det er 100kW;ved kjøling av ladepluggen (kostnader , vekt og kompleksitet), noe som kan redusere tiden ytterligere til 30 minutter.
"Derfor, i søken etter å oppnå høyere hastighetslading, er en overgang til høyere spenninger uunngåelig," konkluderte rapporten.Porsche mener at med en 800-volts ladespenning ville tiden gått ned til rundt 15 minutter.
Lading like enkelt og raskt som å fylle drivstoff - det er stor sjanse for at det kommer til å skje.
3. Pionerer i konservative bransjer
Hvis 800-voltsteknologien virkelig er så bra, er det verdt å spørre hvorfor, med unntak av de nevnte modellene, nesten alle elektriske kjøretøy fortsatt er basert på 400-voltssystemer, til og med markedslederne Tesla og Volkswagen.?
Schaller og andre eksperter tilskriver årsakene til "bekvemmelighet" og "å være en industri først."
Et typisk hus bruker 380 volt trefase vekselstrøm (spenningshastigheten er faktisk en rekkevidde, ikke en fast verdi), så da bilprodusentene begynte å rulle ut plug-in hybrider og rene elektriske kjøretøy, var ladeinfrastrukturen der allerede.Og den første bølgen av elektriske kjøretøy ble bygget på komponenter utviklet for plug-in hybrider, som var basert på 400-volts systemer.
"Når alle er på 400 volt, betyr det at det er spenningsnivået som er tilgjengelig i infrastrukturen overalt," sa Schaller."Det er det mest praktiske, det er umiddelbart tilgjengelig. Så folk tenker ikke for mye. Bestemte seg umiddelbart."
Kessel Gruber krediterer Porsche som en pioner innen 800-voltssystemet fordi det fokuserte mer på ytelse enn praktisk.
Porsche våger å revurdere det bransjen har overført fra tidligere.Han spør seg selv: "Er dette virkelig den beste løsningen?""Kan vi designe det fra bunnen av?"Det er det fine med å være en bilprodusent med høy ytelse.
Bransjeeksperter er enige om at det bare er et spørsmål om tid før flere 800-volts elbiler kommer på markedet.
Det er ikke mange tekniske utfordringer, men deler må utvikles og valideres;kostnad kan være et problem, men med skala, mindre celler og mindre kobber, vil lave kostnader komme snart.
Volvo, Polestar, Stellantis og General Motors har allerede uttalt at fremtidige modeller vil bruke teknologien.
Volkswagen Group planlegger å lansere en rekke biler på sin 800-volts PPE-plattform, inkludert en ny Macan og en stasjonsvogn basert på det nye A6 Avant E-tron-konseptet.
En rekke kinesiske bilprodusenter har også annonsert en overgang til 800-volts arkitektur, inkludert Xpeng Motors, NIO, Li Auto, BYD og Geely-eide Lotus.
"Med Taycan og E-tron GT har du et kjøretøy med klasseledende ytelse. Ioniq 5 er et bevis på at en rimelig familiebil er mulig," konkluderte Kessel Gruber."Hvis hvis disse få bilene kan gjøre det, så kan hver bil gjøre det."
Innleggstid: 19. april 2022