טל
0086-516-83913580
אימייל
[email protected]

מערכת חשמל 800 וולט - המפתח לקיצור זמן הטעינה של רכבי אנרגיה חדשים

בשנת 2021, מכירות EV העולמיות יהוו 9% מסך המכירות של מכוניות נוסעים.

כדי להגביר את המספר הזה, בנוסף להשקעה רבה בנופים עסקיים חדשים כדי להאיץ את הפיתוח, הייצור והקידום של חשמול, יצרני רכב וספקים גם מטלטלים את מוחם כדי להתכונן לדור הבא של רכיבי רכב.

דוגמאות כוללות סוללות מוצק, מנועי זרימה צירית ומערכות חשמליות של 800 וולט המבטיחות לקצץ את זמני הטעינה בחצי, להפחית באופן דרסטי את גודל הסוללה ועלותן ולשפר את יעילות מערכת ההנעה.

עד כה, רק קומץ מכוניות חדשות השתמשו במערכת 800 וולט במקום ב-400 הנפוצות.

דגמים עם מערכות 800 וולט שכבר קיימים בשוק הם: פורשה טייקן, אודי E-tron GT, יונדאי איוניק 5 וקיה EV6.הלימוזינה Lucid Air משתמשת בארכיטקטורה של 900 וולט, אם כי מומחים בתעשייה מאמינים שזוהי מערכת של 800 וולט.

מנקודת המבט של ספקי רכיבי EV, ארכיטקטורת סוללות של 800 וולט תהיה הטכנולוגיה הדומיננטית עד סוף שנות ה-2020, במיוחד כשצצות יותר ויותר פלטפורמות ייעודיות לארכיטקטורה של 800 וולט, כגון E-GMP ו-PPE של יונדאי של קבוצת פולקסווגן.

הפלטפורמה החשמלית המודולרית E-GMP של יונדאי מוטור מסופקת על ידי Vitesco Technologies, חברת מערכות הנעה שמקורה בקונטיננטל AG, כדי לספק ממירי 800 וולט;פולקסווגן גרופ PPE היא ארכיטקטורת סוללות 800 וולט שפותחה במשותף על ידי אאודי ופורשה.פלטפורמת רכב חשמלי מודולרי.

"עד 2025, דגמים עם מערכות 800 וולט יהפכו נפוצים יותר", אמר דירק קסלגרובר, נשיא חטיבת ההנעה החשמלית של GKN, חברה לפיתוח טכנולוגיה.GKN היא גם אחת מכמה ספקי Tier 1 המשתמשים בטכנולוגיה, ומספקת רכיבים כגון סרנים חשמליים של 800 וולט, עם עין לעבר ייצור המוני בשנת 2025.

הוא אמר ל-Automotive News Europe, "אנחנו חושבים שמערכת ה-800 וולט תהפוך למיינסטרים. יונדאי גם הוכיחה שהיא יכולה להיות תחרותית באותה מידה במחיר".

בארצות הברית, יונדאי IQNIQ 5 מתחיל ב-43,650 דולר, שהוא מקורקע יותר מהמחיר הממוצע של 60,054 דולר לרכבים חשמליים בפברואר 2022, והוא יכול להתקבל על ידי יותר צרכנים.

"800 וולט הוא הצעד הבא ההגיוני באבולוציה של כלי רכב חשמליים טהורים", אמר בראיון אלכסנדר רייך, ראש תחום אלקטרוניקת כוח חדשנית ב-Vitesco.

בנוסף לאספקת ממירי 800 וולט עבור הפלטפורמה החשמלית המודולרית E-GMP של יונדאי, Vitesco השיגה חוזים גדולים נוספים, כולל ממירים ליצרנית רכב גדולה בצפון אמריקה ושני רכבי EV מובילים בסין וביפן.הספק מספק את המנוע.

מגזר מערכות החשמל של 800 וולט צומח מהר מהצפוי רק לפני כמה שנים, והלקוחות מתחזקים, אמר הארי הוסטד, סמנכ"ל הטכנולוגיה של ספקית חלקי הרכב האמריקאית BorgWarner, בדוא"ל.ריבית.הספק גם זכה בכמה הזמנות, כולל מודול הנעה משולב עבור מותג יוקרה סיני.

图2

1. מדוע 800 וולט הוא "השלב הבא ההגיוני"?

 

מהם נקודות השיא של מערכת ה-800 וולט לעומת מערכת ה-400 וולט הקיימת?

ראשית, הם יכולים לספק את אותו הספק בזרם נמוך יותר.הגדל את זמן הטעינה ב-50% עם אותו גודל סוללה.

כתוצאה מכך, ניתן להקטין את המצבר, הרכיב היקר ביותר ברכב חשמלי, ולהגדיל את היעילות תוך הפחתת המשקל הכולל.

אוטמר שרר, סמנכ"ל בכיר לטכנולוגיית מערכות הנעה מחושמלות ב-ZF, אמר: "העלות של רכבים חשמליים עדיין לא באותה רמה של רכבי בנזין, וסוללה קטנה יותר תהיה פתרון טוב. כמו כן, שיש מצבר גדול מאוד ב- דגם קומפקטי מיינסטרים כמו Ioniq 5 לא הגיוני בפני עצמו".

"על ידי הכפלת המתח ואותו זרם, המכונית יכולה לקבל פי שניים אנרגיה", אמר רייך."אם זמן הטעינה מהיר מספיק, ייתכן שהמכונית החשמלית לא תצטרך להקדיש זמן לטווח של 1,000 קילומטרים".

שנית, מכיוון שמתחים גבוהים יותר מספקים את אותו הספק עם פחות זרם, כבלים וחוטים יכולים גם להיעשות קטנים וקלים יותר, מה שמפחית את צריכת הנחושת היקרה והכבדה.

אנרגיה אבודה גם תפחת בהתאם, וכתוצאה מכך סיבולת טובה יותר וביצועים מוטוריים משופרים.ולא נדרשת מערכת ניהול תרמית מורכבת כדי להבטיח שהסוללה תפעל בטמפרטורה האופטימלית.

לבסוף, בשילוב עם טכנולוגיית מיקרו-שבב סיליקון קרביד המתפתחת, מערכת ה-800 וולט יכולה להגביר את יעילות מערכת ההנעה בעד 5 אחוזים.שבב זה מאבד מעט אנרגיה בעת המעבר והוא יעיל במיוחד לבלימה רגנרטיבית.

מכיוון שבשבבי הסיליקון קרביד החדשים משתמשים בפחות סיליקון טהור, העלות עשויה להיות נמוכה יותר וניתן לספק יותר שבבים לתעשיית הרכב, אמרו הספקים.מכיוון שתעשיות אחרות נוטות להשתמש בשבבי סיליקון בלבד, הן מתחרות ביצרניות הרכב בקו הייצור של מוליכים למחצה.

"לסיכום, פיתוח מערכות 800 וולט הוא קריטי", מסכם קסל גרובר מ-GKN.

 

2. פריסת רשת עמדת טעינה 800 וולט

 

הנה שאלה נוספת: רוב עמדות הטעינה הקיימות מבוססות על מערכת ה-400 וולט, האם באמת יש יתרון למכוניות המשתמשות במערכת ה-800 וולט?

התשובה שניתנה על ידי מומחים בתעשייה היא: כן.למרות שהרכב צריך תשתית טעינה מבוססת 800 וולט.

"רוב תשתית הטעינה המהירה DC ​​הקיימת היא עבור רכבי 400 וולט", אמר הרסטד."כדי להשיג טעינה מהירה של 800 וולט, אנו זקוקים לדור האחרון של מטענים מהירים DC במתח גבוה ובעוצמה גבוהה."

זו לא בעיה לטעינה ביתית, אבל עד כה רשתות הטעינה הציבוריות המהירות ביותר בארה"ב מוגבלות.רייך חושב שהבעיה קשה עוד יותר עבור תחנות טעינה בכבישים מהירים.

באירופה, לעומת זאת, רשתות הטעינה של מערכת 800 וולט נמצאות במגמת עלייה, וליוניטי יש מספר נקודות טעינה של 800 וולט, 350 קילוואט לכבישים מהירים ברחבי אירופה.

Ionity EU הוא פרויקט שותפות רב יצרני רכב לרשת של עמדות טעינה בעלות הספק גבוה לרכבים חשמליים, שהוקמה על ידי קבוצת BMW, דיימלר AG, פורד מוטור ופולקסווגן.בשנת 2020 הצטרפה יונדאי מוטור כבעלת המניות החמישית בגודלה.

"מטען של 800 וולט, 350 קילוואט פירושו זמן טעינה של 100 ק"מ של 5-7 דקות", אומר Schaller מ-ZF."זה רק כוס קפה."

"זו באמת טכנולוגיה משבשת. היא גם תעזור לתעשיית הרכב לשכנע יותר אנשים לאמץ כלי רכב חשמליים".

לפי דיווח שפורסם לאחרונה מפורשה, לוקח בערך 80 דקות להוסיף טווח של 250 מייל בתחנת כוח טיפוסית של 50kW, 400V;40 דקות אם זה 100kW;אם מקררים את תקע הטעינה (עלויות, משקל ומורכבות), מה שיכול להפחית עוד יותר את הזמן ל-30 דקות.

"לכן, בשאיפה להשיג טעינה מהירה יותר, מעבר למתח גבוה יותר הוא בלתי נמנע", סיכם הדו"ח.פורשה מאמינה שעם מתח טעינה של 800 וולט, הזמן יירד לסביבות 15 דקות.

טעינה קלה ומהירה כמו תדלוק - יש סיכוי טוב שזה יקרה.

图3

3. חלוצים בתעשיות שמרניות

 

אם טכנולוגיית 800 וולט אכן כל כך טובה, כדאי לשאול מדוע, למעט הדגמים הנ"ל, כמעט כל הרכבים החשמליים עדיין מבוססים על מערכות 400 וולט, אפילו המובילות בשוק טסלה ופולקסווגן.?

שלר ומומחים אחרים מייחסים את הסיבות ל"נוחות" ו"להיות תעשייה ראשונה".

בית טיפוסי משתמש ב-380 וולט של AC תלת-פאזי (קצב המתח הוא למעשה טווח, לא ערך קבוע), כך שכאשר יצרניות הרכב החלו להפעיל היברידיות פלאג-אין וכלי רכב חשמליים טהורים, תשתית הטעינה כבר הייתה שם.והגל הראשון של כלי רכב חשמליים נבנה על רכיבים שפותחו עבור היברידיות פלאג-אין, שהתבססו על מערכות 400 וולט.

"כשכולם על 400 וולט, זה אומר שזו רמת המתח הזמינה בתשתית בכל מקום", אמר שלר."זה הכי נוח, זה זמין מיד. אז אנשים לא חושבים יותר מדי. מיד החליטו".

קסל גרובר מציין את פורשה כחלוצה של מערכת ה-800 וולט מכיוון שהיא התמקדה יותר בביצועים מאשר במעשיות.

פורשה מעזה להעריך מחדש את מה שהענף העביר מהעבר.הוא שואל את עצמו: "האם זה באמת הפתרון הטוב ביותר?""האם נוכל לעצב את זה מאפס?"זה היופי בלהיות יצרנית רכב בעלת ביצועים גבוהים.

מומחי תעשייה הסכימו שזה רק עניין של זמן עד שיגיעו לשוק יותר רכבי EV 800 וולט.

אין הרבה אתגרים טכניים, אבל חלקים צריכים להיות מפותחים ולאמתם;עלות עשויה להיות בעיה, אבל עם קנה מידה, תאים קטנים יותר ופחות נחושת, עלות נמוכה תגיע בקרוב.

וולוו, פולסטאר, סטלנטיס וג'נרל מוטורס כבר הצהירו שדגמים עתידיים ישתמשו בטכנולוגיה.

קבוצת פולקסווגן מתכננת להשיק מגוון מכוניות על פלטפורמת ה-PPE שלה בהספק 800 וולט, כולל מקאן חדשה וסטיישן המבוססת על הקונספט החדש של A6 Avant E-tron.

מספר יצרניות רכב סיניות גם הכריזו על מעבר לארכיטקטורת 800 וולט, כולל Xpeng Motors, NIO, Li Auto, BYD ו-Lotus בבעלות Geely.

"עם ה-Taycan וה-E-tron GT, יש לך רכב עם ביצועים מובילים בכיתה. ה-Ioniq 5 היא ההוכחה לכך שאפשרית מכונית משפחתית במחיר סביר", סיכם קסל גרובר."אם אם מעט המכוניות האלה יכולות לעשות את זה, אז כל מכונית יכולה לעשות את זה."


זמן פרסום: 19 באפריל 2022