Tel
0086-516-83913580
Correu electrònic
[email protected]

Sistema elèctric de 800 volts: la clau per escurçar el temps de càrrega dels vehicles d'energia nova

El 2021, les vendes globals de vehicles elèctrics representaran el 9% de les vendes totals de turismes.

Per augmentar aquesta xifra, a més d'invertir molt en nous paisatges empresarials per accelerar el desenvolupament, la fabricació i la promoció de l'electrificació, els fabricants d'automòbils i proveïdors també s'estan preparant per a la propera generació de components de vehicles.

Alguns exemples inclouen bateries d'estat sòlid, motors de flux axial i sistemes elèctrics de 800 volts que prometen reduir els temps de càrrega a la meitat, reduir dràsticament la mida i el cost de la bateria i millorar l'eficiència de la transmissió.

Fins ara, només un grapat de cotxes nous han utilitzat un sistema de 800 volts en lloc dels 400 comuns.

Els models amb sistemes de 800 volts que ja estan al mercat són: Porsche Taycan, Audi E-tron GT, Hyundai Ioniq 5 i Kia EV6.La limusina Lucid Air utilitza una arquitectura de 900 volts, tot i que els experts del sector creuen que tècnicament és un sistema de 800 volts.

Des de la perspectiva dels proveïdors de components de vehicles elèctrics, l'arquitectura de bateries de 800 volts serà la tecnologia dominant a finals de la dècada de 2020, sobretot a mesura que surgi cada cop més plataformes dedicades a l'arquitectura de 800 volts totalment elèctriques, com ara E-GMP i PPE de Hyundai. el Grup Volkswagen.

La plataforma elèctrica modular E-GMP de Hyundai Motor és proporcionada per Vitesco Technologies, una empresa de trens de propulsió derivada de Continental AG, per proporcionar inversors de 800 volts;Volkswagen Group PPE és una arquitectura de bateries de 800 volts desenvolupada conjuntament per Audi i Porsche.Plataforma modular de vehicle elèctric.

"El 2025, els models amb sistemes de 800 volts seran més habituals", va dir Dirk Kesselgruber, president de la divisió de transmissió elèctrica de GKN, una empresa de desenvolupament tecnològic.GKN també és un dels diversos proveïdors de nivell 1 que utilitzen la tecnologia, subministrant components com ara eixos elèctrics de 800 volts, amb vista a la producció en massa el 2025.

Va dir a Automotive News Europe: "Pensem que el sistema de 800 volts es convertirà en corrent. Hyundai també ha demostrat que pot ser igual de competitiu pel que fa al preu".

Als Estats Units, el Hyundai IQNIQ 5 comença a 43.650 dòlars, que és més fonamentat que el preu mitjà de 60.054 dòlars dels vehicles elèctrics el febrer de 2022, i pot ser acceptat per més consumidors.

"800 volts és el següent pas lògic en l'evolució dels vehicles elèctrics purs", va dir Alexander Reich, cap d'electrònica de potència innovadora de Vitesco, en una entrevista.

A més de subministrar inversors de 800 volts per a la plataforma elèctrica modular E-GMP de Hyundai, Vitesco ha aconseguit altres contractes importants, inclosos inversors per a un important fabricant d'automòbils nord-americà i dos vehicles elèctrics líders a la Xina i el Japó.El proveïdor proporciona el motor.

El segment de sistemes elèctrics de 800 volts està creixent més ràpid del que s'esperava fa només uns anys, i els clients s'estan fent més forts, va dir per correu electrònic Harry Husted, director de tecnologia del proveïdor nord-americà de peces d'automòbils BorgWarner.interès.El proveïdor també ha guanyat algunes comandes, inclòs un mòdul d'accionament integrat per a una marca de luxe xinesa.

图2

1. Per què els 800 volts són el "següent pas lògic"?

 

Quins són els aspectes més destacats del sistema de 800 volts en comparació amb el sistema de 400 volts existent?

En primer lloc, poden oferir la mateixa potència a un corrent inferior.Augmenta el temps de càrrega en un 50% amb la mateixa mida de bateria.

Com a resultat, la bateria, el component més car d'un vehicle elèctric, es pot fer més petita, augmentant l'eficiència alhora que redueix el pes total.

Otmar Scharrer, vicepresident sènior de tecnologia de tren motriu electrificat de ZF, va dir: "El cost dels vehicles elèctrics encara no està al mateix nivell que els vehicles de gasolina, i una bateria més petita seria una bona solució. A més, tenir una bateria molt gran en un model compacte convencional com l'Ioniq 5 no té sentit en si mateix".

"En duplicar la tensió i el mateix corrent, el cotxe pot obtenir el doble d'energia", va dir Reich."Si el temps de càrrega és prou ràpid, és possible que el cotxe elèctric no necessiti dedicar temps a una autonomia de 1.000 quilòmetres".

En segon lloc, com que les tensions més altes proporcionen la mateixa potència amb menys corrent, els cables i cables també es poden fer més petits i lleugers, reduint el consum de coure car i pesat.

L'energia perduda també es reduirà en conseqüència, donant lloc a una millor resistència i un rendiment motor millorat.I no es requereix cap sistema de gestió tèrmica complex per garantir que la bateria funcioni a la temperatura òptima.

Finalment, quan es combina amb la tecnologia emergent de microxip de carbur de silici, el sistema de 800 volts pot augmentar l'eficiència del tren de propulsió fins a un 5 per cent.Aquest xip perd poca energia en canviar i és especialment eficaç per a la frenada regenerativa.

Com que els nous xips de carbur de silici utilitzen menys silici pur, el cost podria ser més baix i es poden subministrar més xips a la indústria de l'automòbil, van dir els proveïdors.Com que altres indústries solen utilitzar xips de silici, competeixen amb els fabricants d'automòbils a la línia de producció de semiconductors.

"En conclusió, el desenvolupament de sistemes de 800 volts és crucial", conclou Kessel Gruber de GKN.

 

2. Disposició de la xarxa de les estacions de càrrega de 800 volts

 

Aquí hi ha una altra pregunta: la majoria de les estacions de recàrrega existents es basen en el sistema de 400 volts, hi ha realment un avantatge per als cotxes que utilitzen el sistema de 800 volts?

La resposta dels experts del sector és: sí.Tot i que el vehicle necessita una infraestructura de càrrega basada en 800 volts.

"La majoria de la infraestructura de càrrega ràpida de corrent continu existent és per a vehicles de 400 volts", va dir Hursted."Per aconseguir una càrrega ràpida de 800 volts, necessitem l'última generació de carregadors ràpids de CC d'alta tensió i alta potència".

Això no és un problema per a la càrrega domèstica, però fins ara les xarxes de càrrega públiques més ràpides dels EUA són limitades.Reich creu que el problema és encara més difícil per a les estacions de recàrrega d'autopistes.

A Europa, però, les xarxes de recàrrega de sistemes de 800 volts estan en augment i Ionity té un nombre de punts de recàrrega d'autopistes de 800 volts i 350 quilowatts a tot Europa.

Ionity EU és un projecte d'associació entre fabricants d'automòbils per a una xarxa d'estacions de recàrrega d'alta potència per a vehicles elèctrics, fundat pel BMW Group, Daimler AG, Ford Motor i Volkswagen.El 2020, Hyundai Motor es va unir com el cinquè accionista més gran.

"Un carregador de 800 volts i 350 quilowatts significa un temps de càrrega de 100 quilòmetres de 5-7 minuts", diu Schaller de ZF."Això és només una tassa de cafè".

"Aquesta és realment una tecnologia disruptiva. També ajudarà a la indústria de l'automòbil a convèncer més gent perquè adopti els vehicles elèctrics".

Segons un informe recent de Porsche, es triguen uns 80 minuts per afegir 250 milles d'autonomia en una central elèctrica típica de 50 kW i 400 V;40 minuts si és de 100 kW;si es refreda l'endoll de càrrega (costos, pes i complexitat), cosa que pot reduir encara més el temps a 30 minuts.

"Per tant, en la recerca d'aconseguir una càrrega a major velocitat, una transició a tensions més altes és inevitable", conclou l'informe.Porsche creu que amb una tensió de càrrega de 800 volts, el temps baixaria a uns 15 minuts.

La recàrrega és tan fàcil i ràpida com fer-ho, hi ha moltes possibilitats que passi.

图3

3. Pioners en indústries conservadores

 

Si la tecnologia de 800 volts és realment tan bona, val la pena preguntar-se per què, amb l'excepció dels models esmentats, gairebé tots els vehicles elèctrics encara es basen en sistemes de 400 volts, fins i tot els líders del mercat Tesla i Volkswagen.?

Schaller i altres experts atribueixen els motius a "la conveniència" i a "ser una indústria primer".

Una casa típica utilitza 380 volts de CA trifàsica (la taxa de tensió és en realitat un rang, no un valor fix), de manera que quan els fabricants d'automòbils van començar a llançar híbrids endollables i vehicles elèctrics purs, la infraestructura de càrrega ja hi era.I la primera onada de vehicles elèctrics es va construir amb components desenvolupats per a híbrids endollables, que es basaven en sistemes de 400 volts.

"Quan tothom està a 400 volts, vol dir que aquest és el nivell de tensió disponible a la infraestructura a tot arreu", va dir Schaller."És el més convenient, està disponible de seguida. Així que la gent no es pensa massa. De seguida es decideix".

Kessel Gruber atribueix a Porsche com a pioner del sistema de 800 volts perquè es va centrar més en el rendiment que en la pràctica.

Porsche s'atreveix a revalorar el que la indústria ha traslladat del passat.Es pregunta: "És realment aquesta la millor solució?""Podem dissenyar-lo des de zero?"Aquesta és la bellesa de ser un fabricant d'automòbils d'alt rendiment.

Els experts del sector han acordat que només és qüestió de temps que arribin al mercat més vehicles elèctrics de 800 volts.

No hi ha molts reptes tècnics, però cal desenvolupar i validar peces;El cost pot ser un problema, però amb l'escala, les cèl·lules més petites i menys coure, el baix cost arribarà aviat.

Volvo, Polestar, Stellantis i General Motors ja han declarat que els futurs models utilitzaran la tecnologia.

El Grup Volkswagen té previst llançar una gamma de cotxes a la seva plataforma d'EPI de 800 volts, inclòs un nou Macan i un familiar basat en el nou concepte A6 Avant E-tron.

Diversos fabricants d'automòbils xinesos també han anunciat un pas a l'arquitectura de 800 volts, com ara Xpeng Motors, NIO, Li Auto, BYD i Lotus, propietat de Geely.

"Amb el Taycan i l'E-tron GT, teniu un vehicle amb un rendiment líder en la seva classe. L'Ioniq 5 és la prova que un cotxe familiar assequible és possible", va concloure Kessel Gruber."Si aquests pocs cotxes poden fer-ho, tots els cotxes ho poden fer".


Hora de publicació: 19-abril-2022