Vào năm 2021, doanh số bán xe điện toàn cầu sẽ chiếm 9% tổng doanh số bán xe du lịch.
Để thúc đẩy con số đó, ngoài việc đầu tư mạnh vào các bối cảnh kinh doanh mới để đẩy nhanh quá trình phát triển, sản xuất và thúc đẩy điện khí hóa, các nhà sản xuất ô tô và nhà cung cấp cũng đang nỗ lực chuẩn bị cho thế hệ linh kiện xe tiếp theo.
Ví dụ bao gồm pin thể rắn, động cơ dòng trục và hệ thống điện 800 volt hứa hẹn sẽ cắt giảm một nửa thời gian sạc, giảm đáng kể kích thước và chi phí pin, đồng thời cải thiện hiệu quả truyền động.
Cho đến nay, chỉ có một số ít xe hơi mới sử dụng hệ thống 800 vôn thay vì hệ thống 400 vôn thông thường.
Các mẫu xe có hệ thống 800 volt đã có trên thị trường là: Porsche Taycan, Audi E-tron GT, Hyundai Ioniq 5 và Kia EV6. Xe limousine Lucid Air sử dụng kiến trúc 900 volt, mặc dù các chuyên gia trong ngành tin rằng về mặt kỹ thuật, đây là hệ thống 800 volt.
Theo quan điểm của các nhà cung cấp linh kiện EV, kiến trúc pin 800 volt sẽ là công nghệ chủ đạo vào cuối những năm 2020, đặc biệt là khi ngày càng có nhiều nền tảng chạy hoàn toàn bằng điện có kiến trúc 800 volt chuyên dụng xuất hiện, chẳng hạn như E-GMP của Hyundai và PPE của Tập đoàn Volkswagen.
Nền tảng điện mô-đun E-GMP của Hyundai Motor được cung cấp bởi Vitesco Technologies, một công ty truyền động tách ra từ Continental AG, để cung cấp bộ biến tần 800 volt; Volkswagen Group PPE là kiến trúc pin 800 volt do Audi và Porsche cùng phát triển. Nền tảng xe điện mô-đun.
"Đến năm 2025, các mẫu xe có hệ thống 800 volt sẽ trở nên phổ biến hơn", Dirk Kesselgruber, chủ tịch bộ phận truyền động điện của GKN, một công ty phát triển công nghệ, cho biết. GKN cũng là một trong số nhiều nhà cung cấp Cấp 1 sử dụng công nghệ này, cung cấp các thành phần như trục điện 800 volt, với mục tiêu hướng tới sản xuất hàng loạt vào năm 2025.
Ông nói với Automotive News Europe, "Chúng tôi nghĩ hệ thống 800 volt sẽ trở nên phổ biến. Hyundai cũng đã chứng minh rằng giá của nó cũng có thể cạnh tranh ngang bằng".
Tại Hoa Kỳ, Hyundai IQNIQ 5 có giá khởi điểm là 43.650 đô la, mức giá này hợp lý hơn so với mức giá trung bình là 60.054 đô la cho xe điện vào tháng 2 năm 2022 và có thể được nhiều người tiêu dùng chấp nhận.
"800 vôn là bước tiến hợp lý tiếp theo trong quá trình phát triển của xe điện thuần túy", Alexander Reich, giám đốc bộ phận điện tử công suất sáng tạo tại Vitesco, cho biết trong một cuộc phỏng vấn.
Ngoài việc cung cấp bộ biến tần 800 volt cho nền tảng điện mô-đun E-GMP của Hyundai, Vitesco đã ký kết các hợp đồng lớn khác, bao gồm bộ biến tần cho một nhà sản xuất ô tô lớn của Bắc Mỹ và hai hãng xe điện hàng đầu tại Trung Quốc và Nhật Bản. Nhà cung cấp cung cấp động cơ.
Phân khúc hệ thống điện 800 volt đang phát triển nhanh hơn dự kiến chỉ vài năm trước và khách hàng ngày càng lớn mạnh, Harry Husted, giám đốc công nghệ tại nhà cung cấp phụ tùng ô tô BorgWarner của Hoa Kỳ, cho biết qua email. quan tâm. Nhà cung cấp này cũng đã giành được một số đơn đặt hàng, bao gồm một mô-đun truyền động tích hợp cho một thương hiệu xa xỉ của Trung Quốc.
1. Tại sao 800 vôn lại là "bước tiếp theo hợp lý"?
Điểm nổi bật của hệ thống 800 volt so với hệ thống 400 volt hiện tại là gì?
Đầu tiên, chúng có thể cung cấp cùng một công suất ở dòng điện thấp hơn. Tăng thời gian sạc lên 50% với cùng kích thước pin.
Kết quả là, pin, bộ phận đắt tiền nhất trong xe điện, có thể được làm nhỏ hơn, tăng hiệu suất trong khi giảm trọng lượng tổng thể.
Otmar Scharrer, phó chủ tịch cấp cao về công nghệ truyền động điện tại ZF, cho biết: "Chi phí cho xe điện vẫn chưa bằng chi phí cho xe chạy xăng và một cục pin nhỏ hơn sẽ là giải pháp tốt. Ngoài ra, việc có một cục pin rất lớn trong một mẫu xe nhỏ gọn phổ thông như Ioniq 5 tự nó là không hợp lý."
"Bằng cách tăng gấp đôi điện áp và cùng một dòng điện, xe có thể nhận được gấp đôi năng lượng", Reich cho biết. "Nếu thời gian sạc đủ nhanh, xe điện có thể không cần mất thời gian để theo đuổi phạm vi 1.000 km".
Thứ hai, vì điện áp cao hơn cung cấp cùng một công suất với ít dòng điện hơn nên cáp và dây điện cũng có thể được sản xuất nhỏ hơn và nhẹ hơn, giúp giảm lượng tiêu thụ đồng nặng và đắt tiền.
Năng lượng bị mất cũng sẽ được giảm tương ứng, dẫn đến độ bền tốt hơn và hiệu suất động cơ được cải thiện. Và không cần hệ thống quản lý nhiệt phức tạp để đảm bảo pin hoạt động ở nhiệt độ tối ưu.
Cuối cùng, khi kết hợp với công nghệ vi mạch silicon carbide mới nổi, hệ thống 800 volt có thể tăng hiệu suất truyền động lên tới 5 phần trăm. Vi mạch này mất ít năng lượng khi chuyển mạch và đặc biệt hiệu quả đối với phanh tái tạo.
Các nhà cung cấp cho biết vì chip silicon carbide mới sử dụng ít silicon nguyên chất hơn nên chi phí có thể thấp hơn và có thể cung cấp nhiều chip hơn cho ngành công nghiệp ô tô. Vì các ngành công nghiệp khác có xu hướng sử dụng chip silicon toàn phần nên họ cạnh tranh với các nhà sản xuất ô tô trên dây chuyền sản xuất chất bán dẫn.
"Tóm lại, việc phát triển hệ thống 800 volt là rất quan trọng", Kessel Gruber của GKN kết luận.
2. Bố trí mạng lưới trạm sạc 800 volt
Đây là một câu hỏi khác: Hầu hết các trạm sạc hiện tại đều dựa trên hệ thống 400 volt, liệu xe sử dụng hệ thống 800 volt có thực sự có lợi thế không?
Câu trả lời được các chuyên gia trong ngành đưa ra là: có. Mặc dù xe cần cơ sở hạ tầng sạc dựa trên điện áp 800 volt.
"Hầu hết cơ sở hạ tầng sạc nhanh DC hiện có dành cho xe 400 volt", Hursted cho biết. "Để đạt được mức sạc nhanh 800 volt, chúng ta cần thế hệ bộ sạc nhanh DC công suất cao, điện áp cao mới nhất".
Điều đó không phải là vấn đề đối với việc sạc tại nhà, nhưng cho đến nay các mạng lưới sạc công cộng nhanh nhất ở Hoa Kỳ vẫn còn hạn chế. Reich cho rằng vấn đề thậm chí còn khó khăn hơn đối với các trạm sạc trên đường cao tốc.
Tuy nhiên, tại Châu Âu, các mạng lưới sạc hệ thống 800 volt đang gia tăng và Ionity có một số điểm sạc đường cao tốc 800 volt, 350 kilowatt trên khắp Châu Âu.
Ionity EU là dự án hợp tác giữa nhiều nhà sản xuất ô tô cho mạng lưới các trạm sạc công suất cao dành cho xe điện, được thành lập bởi BMW Group, Daimler AG, Ford Motor và Volkswagen. Năm 2020, Hyundai Motor đã tham gia với tư cách là cổ đông lớn thứ năm.
Schaller của ZF cho biết: "Bộ sạc 800 volt, 350 kilowatt có nghĩa là thời gian sạc 100 km là 5-7 phút". "Chỉ bằng một tách cà phê".
"Đây thực sự là một công nghệ mang tính đột phá. Nó cũng sẽ giúp ngành công nghiệp ô tô thuyết phục nhiều người sử dụng xe điện hơn."
Theo báo cáo gần đây của Porsche, cần khoảng 80 phút để tăng thêm phạm vi hoạt động 250 dặm trong một trạm điện 50kW, 400V thông thường; 40 phút nếu là trạm điện 100kW; nếu làm mát phích cắm sạc (chi phí, trọng lượng và độ phức tạp), điều này có thể rút ngắn thời gian xuống còn 30 phút.
"Do đó, trong nỗ lực đạt được tốc độ sạc cao hơn, việc chuyển sang điện áp cao hơn là điều không thể tránh khỏi", báo cáo kết luận. Porsche tin rằng với điện áp sạc 800 volt, thời gian sẽ giảm xuống còn khoảng 15 phút.
Sạc lại dễ dàng và nhanh chóng như việc đổ xăng - rất có khả năng điều này sẽ xảy ra.
3. Những người tiên phong trong ngành công nghiệp bảo thủ
Nếu công nghệ 800 volt thực sự tốt như vậy, thì câu hỏi đáng được đặt ra là tại sao, ngoại trừ các mẫu xe đã đề cập ở trên, hầu hết các loại xe điện vẫn dựa trên hệ thống 400 volt, ngay cả những hãng dẫn đầu thị trường là Tesla và Volkswagen.
Schaller và các chuyên gia khác cho rằng lý do là vì "sự tiện lợi" và "là ngành hàng đầu".
Một ngôi nhà thông thường sử dụng 380 vôn AC ba pha (tốc độ điện áp thực tế là một phạm vi, không phải là một giá trị cố định), vì vậy khi các nhà sản xuất ô tô bắt đầu tung ra xe hybrid cắm điện và xe điện thuần túy, cơ sở hạ tầng sạc đã có sẵn. Và làn sóng xe điện đầu tiên được chế tạo trên các thành phần được phát triển cho xe hybrid cắm điện, dựa trên hệ thống 400 vôn.
"Khi mọi người đều dùng điện 400 vôn, điều đó có nghĩa là đó là mức điện áp có sẵn trong cơ sở hạ tầng ở mọi nơi", Schaller nói. "Đó là cách thuận tiện nhất, có sẵn ngay lập tức. Vì vậy, mọi người không phải suy nghĩ quá nhiều. Quyết định ngay lập tức".
Kessel Gruber ghi nhận Porsche là hãng tiên phong của hệ thống 800 volt vì hãng này tập trung nhiều vào hiệu suất hơn là tính thực tế.
Porsche dám đánh giá lại những gì ngành công nghiệp đã chuyển giao từ quá khứ. Ông tự hỏi: "Đây có thực sự là giải pháp tốt nhất không?" "Chúng ta có thể thiết kế nó từ đầu không?" Đó là vẻ đẹp của một nhà sản xuất ô tô hiệu suất cao.
Các chuyên gia trong ngành đều đồng ý rằng chỉ còn là vấn đề thời gian trước khi nhiều xe điện 800 volt hơn nữa xuất hiện trên thị trường.
Không có nhiều thách thức về mặt kỹ thuật, nhưng các bộ phận cần được phát triển và xác nhận; chi phí có thể là một vấn đề, nhưng với quy mô, pin nhỏ hơn và ít đồng hơn, chi phí thấp sẽ sớm xuất hiện.
Volvo, Polestar, Stellantis và General Motors đã tuyên bố các mẫu xe trong tương lai sẽ sử dụng công nghệ này.
Tập đoàn Volkswagen đang có kế hoạch ra mắt một loạt xe trên nền tảng PPE 800 volt, bao gồm Macan mới và xe station wagon dựa trên mẫu xe ý tưởng A6 Avant E-tron mới.
Một số nhà sản xuất ô tô Trung Quốc cũng đã công bố chuyển sang kiến trúc 800 volt, bao gồm Xpeng Motors, NIO, Li Auto, BYD và Lotus thuộc sở hữu của Geely.
"Với Taycan và E-tron GT, bạn có một chiếc xe có hiệu suất hàng đầu trong phân khúc. Ioniq 5 là bằng chứng cho thấy một chiếc xe gia đình giá cả phải chăng là điều có thể", Kessel Gruber kết luận. "Nếu một vài chiếc xe này có thể làm được, thì mọi chiếc xe đều có thể làm được".
Thời gian đăng: 19-04-2022