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 lĩnh vực kinh doanh mới nhằm 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.
Các ví dụ bao gồm pin thể rắn, động cơ dòng hướng trục và hệ thống điện 800 volt hứa hẹn sẽ giảm thời gian sạc xuống một nửa, giảm đáng kể kích thước và chi phí pin cũng như cải thiện hiệu suất của hệ thống truyền động.
Cho đến nay, chỉ có một số ít ô tô mới sử dụng hệ thống 800 volt thay vì 400 volt thông thường.
Các mẫu xe có hệ thống 800 volt đã có mặt 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 nó là hệ thống 800 volt.
Từ quan điểm của các nhà cung cấp linh kiện xe điện, kiến trúc pin 800 volt sẽ là công nghệ thống trị vào cuối những năm 2020, đặc biệt khi ngày càng có nhiều nền tảng kiến trúc 800 volt chuyên dụng chạy hoàn toàn bằng điện xuất hiện, chẳng hạn như E-GMP và PPE của Hyundai. Tập đoàn Volkswagen.
Nền tảng điện mô-đun E-GMP của Hyundai Motor được cung cấp bởi Vitesco Technologies, một công ty hệ thống truyền động tách ra từ Continental AG, để cung cấp bộ biến tần 800 volt; Tập đoàn Volkswagen PPE là kiến trúc pin 800 volt do Audi và Porsche cùng phát triển. Nền tảng xe điện mô-đun.
Dirk Kesselgruber, chủ tịch bộ phận hệ thống truyền động điện của GKN, một công ty phát triển công nghệ, cho biết: “Đến năm 2025, các mẫu xe có hệ thống 800 volt sẽ trở nên phổ biến hơn”. GKN cũng là một trong một số nhà cung cấp Cấp 1 sử dụng công nghệ này, cung cấp các bộ phận như trục điện 800 volt, với mục tiêu sản xuất hàng loạt vào năm 2025.
Ông nói với Automotive News Europe, "Chúng tôi nghĩ rằng hệ thống 800 volt sẽ trở thành xu hướng chủ đạo. Hyundai cũng đã chứng minh rằng nó có thể cạnh tranh tương đương về giá cả."
Tại Hoa Kỳ, Hyundai IQNIQ 5 có giá khởi điểm 43.650 USD, cao hơn mức giá trung bình 60.054 USD cho xe điện vào tháng 2 năm 2022 và có thể được nhiều người tiêu dùng chấp nhận hơn.
Alexander Reich, người đứng đầu bộ phận điện tử công suất cải tiến tại Vitesco, cho biết trong một cuộc phỏng vấn: “800 volt là bước hợp lý tiếp theo trong quá trình phát triển của xe điện thuần túy”.
Ngoài việc cung cấp bộ biến tần 800 volt cho nền tảng điện mô-đun E-GMP của Hyundai, Vitesco còn giành được các hợp đồng lớn khác, bao gồm bộ biến tần cho một nhà sản xuất ô tô lớn ở Bắc Mỹ và hai xe điện hàng đầu ở Trung Quốc và Nhật Bản. Nhà cung cấp cung cấp động cơ.
Harry Husted, giám đốc công nghệ tại nhà cung cấp phụ tùng ô tô BorgWarner của Mỹ, cho biết qua email: Phân khúc hệ thống điện 800 volt đang phát triển nhanh hơn dự kiến chỉ vài năm trước và khách hàng ngày càng mạnh mẽ hơn. quan tâm. Nhà cung cấp này cũng đã giành được một số đơn đặt hàng, trong đó có mô-đun truyền động tích hợp cho một thương hiệu xe sang của Trung Quốc.
1. Tại sao 800 volt 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 công suất tương tự ở mức dòng điện thấp hơn. Tăng thời gian sạc thêm 50% với cùng kích thước pin.
Do đó, pin, bộ phận đắt tiền nhất trong xe điện, có thể được chế tạo nhỏ hơn, tăng hiệu suất đồng thời giảm trọng lượng tổng thể.
Otmar Scharrer, phó chủ tịch cấp cao về công nghệ hệ thống truyền động điện khí hóa tại ZF, cho biết: "Giá thành của xe điện vẫn chưa ngang bằng với xe chạy xăng và pin nhỏ hơn sẽ là một giải pháp tốt. Ngoài ra, việc trang bị pin rất lớn trong một mẫu máy nhỏ gọn phổ thông như Ioniq 5 bản thân nó không có ý nghĩa gì cả.”
Reich cho biết: “Bằng cách tăng gấp đôi điện áp và cùng dòng điện, ô tô có thể nhận được năng lượng gấp đôi”. “Nếu thời gian sạc đủ nhanh, ô tô điện có thể không cần mất thời gian theo đuổi quãng đường 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 dẫn cũng có thể được chế tạo nhỏ hơn và nhẹ hơn, giảm tiêu thụ đồng nặng và đắt tiền.
Năng lượng bị mất cũng sẽ được giảm đi tương ứng, mang lại 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 cacbua silic mới nổi, hệ thống 800 volt có thể tăng hiệu suất hệ thống truyền động lên tới 5%. Con chip này mất ít năng lượng khi chuyển mạch và đặc biệt hiệu quả trong việc phanh tái tạo.
Các nhà cung cấp cho biết do chip cacbua silic mới sử dụng ít silicon nguyên chất hơn nên giá thành có thể thấp hơn và có thể cung cấp nhiều chip hơn cho ngành công nghiệp ô tô. Do các ngành công nghiệp khác có xu hướng sử dụng chip hoàn toàn silicon nên họ cạnh tranh với các nhà sản xuất ô tô trên dây chuyền sản xuất chất bán dẫn.
Kessel Gruber của GKN kết luận: “Tóm lại, việc phát triển hệ thống 800 volt là rất quan trọng”.
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 ô tô 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 chiếc xe cần cơ sở hạ tầng sạc dựa trên điện áp 800 volt.
Hursted cho biết: “Hầu hết cơ sở hạ tầng sạc nhanh DC hiện có đều dành cho xe 400 volt”. "Để đạt được mức sạc nhanh 800 volt, chúng tôi cần thế hệ bộ sạc nhanh DC điện áp cao, công suất cao mới nhất."
Đó không phải là vấn đề đối với việc sạc tại nhà, nhưng cho đến nay, mạng sạc công cộng nhanh nhất ở Mỹ vẫn còn hạn chế. Reich cho rằng vấn đề còn khó khăn hơn đối với các trạm sạc trên đường cao tốc.
Tuy nhiên, ở châu Âu, 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 nhằm xây dựng mạng lưới các trạm sạc năng lượng cao cho xe điện, được thành lập bởi Tập đoàn BMW, Daimler AG, Ford Motor và Volkswagen. Năm 2020, Hyundai Motor 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”. "Đó chỉ là một tách cà phê thôi."
"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 một báo cáo gần đây của Porsche, phải mất khoảng 80 phút để tăng thêm phạm vi hoạt động 250 dặm trong một trạm điện 50kW, 400V thông thường; 40 phút nếu là 100kW; nếu làm mát phích cắm sạc (chi phí, trọng lượng và độ phức tạp), điều này có thể giảm thêm thời gian xuống còn 30 phút.
Báo cáo kết luận: “Vì vậy, trong nỗ lực đạt được tốc độ sạc cao hơn, việc chuyển đổi sang điện áp cao hơn là điều không thể tránh khỏi”. Porsche tin rằng với điện áp sạc 800 volt, thời gian sẽ giảm xuống còn khoảng 15 phút.
Việc sạc lại dễ dàng và nhanh chóng như việc tiếp nhiên liệu - rất có thể điều đó sẽ xảy ra.
3. Người tiên phong trong các ngành công nghiệp bảo thủ
Nếu công nghệ 800 volt thực sự tốt đến vậy, thì cần đặt câu hỏi tại sao, ngoại trừ các mẫu xe nói trên, hầu hết tất cả các loại xe điện vẫn dựa trên hệ thống 400 volt, thậm chí cả những công ty dẫn đầu thị trường là Tesla và Volkswagen. ?
Schaller và các chuyên gia khác cho rằng lý do là do "sự tiện lợi" và "là người đi đầu trong ngành".
Một ngôi nhà thông thường sử dụng điện áp xoay chiều ba pha 380 volt (tốc độ điện áp thực tế là một phạm vi chứ không phải giá trị cố định), vì vậy khi các nhà sản xuất ô tô bắt đầu tung ra các loại xe plug-in hybrid và xe điện thuần túy, cơ sở hạ tầng sạc đã có sẵn. Và làn sóng xe điện đầu tiên được chế tạo dựa trên các bộ phận được phát triển cho xe plug-in hybrid, dựa trên hệ thống 400 volt.
Schaller nói: “Khi mọi người đều ở mức điện áp 400 volt, điều đó có nghĩa là mức điện áp đó có sẵn trong cơ sở hạ tầng ở mọi nơi”. "Tiện nhất là có ngay. Nên mọi người không cần suy nghĩ nhiều. Quyết định ngay."
Kessel Gruber ghi nhận Porsche là hãng tiên phong trong hệ thống 800 volt vì nó tập trung nhiều vào hiệu suất hơn là tính thực tế.
Porsche dám đánh giá lại những gì ngành công nghiệp đã đạt được từ quá khứ. Anh tự hỏi: “Đây có thực sự là giải pháp tốt nhất?” "Chúng ta có thể thiết kế nó từ đầu không?" Đó là vẻ đẹp của việc trở thành một nhà sản xuất ô tô hiệu suất cao.
Các chuyên gia trong ngành đã đồng ý rằng việc có thêm nhiều xe điện 800 volt được tung ra thị trường chỉ là vấn đề thời gian.
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, tế bào nhỏ hơn và ít đồng hơn, chi phí thấp sẽ sớm xuất hiện.
Volvo, Polestar, Stellantis và General Motors đã tuyên bố rằng các mẫu xe trong tương lai sẽ sử dụng công nghệ này.
Tập đoàn Volkswagen đang có kế hoạch tung ra nhiều loại ô tô chạy trên nền tảng PPE 800 volt, bao gồm Macan mới và xe ga dựa trên mẫu concept 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.
Kessel Gruber kết luận: "Với Taycan và E-tron GT, bạn sẽ có một chiếc xe có hiệu suất hàng đầu phân khúc. Ioniq 5 là bằng chứng cho thấy có thể tạo ra một chiếc xe gia đình giá cả phải chăng". “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