ĐT
0086-516-83913580
E-mail
[email protected]

Hệ thống điện 800 Volt — Chìa khóa để rút ngắn thời gian sạc của các phương tiện năng lượng mới

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 mẽ vào các lĩnh vực kinh doanh mới để tăng tốc phát triển, sản xuất và thúc đẩy điện khí hóa, các nhà sản xuất ô tô và nhà cung cấp cũng đang dốc toàn lực để chuẩn bị cho thế hệ linh kiện xe tiếp theo.

Ví dụ bao gồm pin thể rắn, động cơ hướng trục và hệ thống điện 800 volt hứa hẹn cắt giảm một nửa thời gian sạc, giảm đáng kể kích thước và chi phí của pin, đồng thời cải thiện hiệu quả của hệ thống truyền động.

Cho đến nay, chỉ có một số ít xe ô tô mới sử dụng hệ thống 800 vôn thay vì 400 phổ biến.

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.Lucid Air limousine sử dụng kiến ​​trúc 900 vôn, mặc dù các chuyên gia trong ngành tin rằng về mặt kỹ thuật nó là một hệ thống 800 vôn.

Từ quan điểm của các nhà cung cấp linh kiện EV, 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 điện toàn phần 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 sản xuất hệ thống truyền lực tách ra từ Continental AG, để cung cấp các bộ biến tần 800 volt;Volkswagen Group PPE là kiến ​​trúc pin 800 volt do Audi và Porsche hợp tác 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 vôn sẽ trở nên phổ biến hơn.GKN cũng là một trong số các nhà cung cấp cấp 1 sử dụng công nghệ này, cung cấp các linh kiện như trục điện 800 volt, hướng tới 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 ngang bằng 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 sáng tạo tại Vitesco, cho biết trong một cuộc phỏng vấn: “800 vôn là bước tiếp theo hợp lý trong sự 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 đã đảm bảo các hợp đồng lớn khác, bao gồm bộ biến tần cho một nhà sản xuất ô tô lớn ở Bắc Mỹ và hai hãng xe điện hàng đầu ở 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 đang tăng mạnh hơn, Harry Husted, giám đốc công nghệ của nhà cung cấp phụ tùng ô tô Hoa Kỳ BorgWarner, cho biết qua email.quan tâm.Nhà cung cấp cũng đã giành được một số đơn đặt hàng, bao gồm một mô-đun ổ đĩa tích hợp cho một thương hiệu cao cấp của Trung Quốc.

图2

1. Tại sao 800 vôn là "bước tiếp theo hợp lý"?

 

Điểm nổi bật của hệ thống 800 vôn so với hệ thống 400 vôn hiện có 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 một kích thước pin.

Do đó, pin, thành phần 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 hệ thống truyền động điện tại ZF, cho biết: "Giá thành của xe điện vẫn chưa ngang bằng với xe chạy xăng, và một bộ pin nhỏ hơn sẽ là một giải pháp tốt. Ngoài ra, việc trang bị một bộ pin rất lớn trong một mô hình nhỏ gọn chủ đạo như Ioniq 5 tự nó không có ý nghĩa gì. "

Reich cho biết: “Bằng cách tăng gấp đôi hiệu điện thế và cùng một dòng điện, chiếc xe có thể nhận được năng lượng gấp đôi."Nếu thời gian sạc đủ nhanh, chiếc xe điện có thể không cần tốn thời gian để theo đuổi phạm vi 1.000 km".

Thứ hai, vì điện áp cao hơn cung cấp cùng một nguồn điện với dòng điện ít hơn, cáp và dây dẫn cũng có thể được làm nhỏ hơn và nhẹ hơn, giảm tiêu thụ đồng nặng và đắt tiền.

Năng lượng bị mất cũng sẽ được giảm tương ứng, mang lại sức bền tốt hơn và cải thiện hiệu suất vận động.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 cacbua mới nổi, hệ thống 800 volt có thể tăng hiệu suất của hệ thống truyền lực lên đến 5%.Con chip này mất ít năng lượng khi chuyển mạch và đặc biệt hiệu quả để phanh tái tạo.

Các nhà cung cấp cho biết do các chip cacbua silicon mới sử dụng ít silicon nguyên chất hơn, giá thành có thể thấp hơn và nhiều chip hơn có thể được cung cấp cho ngành công nghiệp ô tô.Bởi vì các ngành công nghiệp khác có xu hướng sử dụng chip hoàn toàn bằng silicon, chúng 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 các 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 có đều dựa trên hệ thống 400 vôn, liệu ô tô sử dụng hệ thống 800 vôn có thực sự mang lại lợi thế không?

Câu trả lời được các chuyên gia trong ngành đưa ra là: có.Mặc dù chiếc xe cần có cơ sở hạ tầng sạc dựa trên 800 volt.

Hursted cho biết: “Hầu hết cơ sở hạ tầng sạc nhanh DC hiện có đều dành cho xe 400 vôn."Để đạt được khả năng sạc nhanh 800 volt, chúng tôi cần thế hệ bộ sạc nhanh DC công suất cao, điện áp cao mới nhất."

Đó không phải là vấn đề đối với việc sạc tại nhà, nhưng cho đến nay các mạng sạc công cộng nhanh nhất ở Mỹ vẫn còn hạn chế.Reich cho rằng vấn đề còn khó hơn đối với các trạm thu phí 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 một dự án hợp tác với nhiều nhà sản xuất ô tô cho mạng lưới các trạm sạc công suất cao cho xe điện, do Tập đoàn BMW, Daimler AG, Ford Motor và Volkswagen thành lập.Năm 2020, Hyundai Motor gia nhập với tư cách là cổ đông lớn thứ năm.

Schaller của ZF cho biết: “Một 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."

"Đây thực sự là một công nghệ đột phá. Nó cũng sẽ giúp ngành công nghiệp ô tô thuyết phục nhiều người đón nhận xe điện hơn."

Theo một báo cáo gần đây của Porsche, mất khoảng 80 phút để tăng phạm vi 250 km trong một trạm điện 50kW, 400V điển hình;40 phút nếu nó là 100kW;nếu làm mát phích cắm sạc (chi phí, trọng lượng và độ phức tạp), điều này có thể giảm thời gian xuống còn 30 phút.

"Do đó, trong nhiệm vụ đạt được tốc độ sạc cao hơn, việc chuyển đổi sang điện áp cao hơn là 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.

Việc sạc lại dễ dàng và nhanh chóng như tiếp nhiên liệu - rất có thể điều đó sẽ xảy ra.

图3

3. Tiên phong trong các ngành bảo thủ

 

Nếu công nghệ 800 volt thực sự tốt như vậy, thì thật đáng hỏi tại sao, ngoại trừ các mẫu xe nói trên, hầu như tất cả các loại xe điện vẫn dựa trên hệ thống 400 volt, ngay cả những hãng dẫn đầu thị trường Tesla và Volkswagen.?

Schaller và các chuyên gia khác cho rằng lý do là "sự tiện lợi" và "đầu tiên là một ngành công nghiệp".

Một ngôi nhà thông thường sử dụng điện áp xoay chiều ba pha 380 vôn (tỷ lệ điện áp thực tế là một dải, không phải một giá trị cố định), vì vậy khi các nhà sản xuất ô tô bắt đầu tung ra xe 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 thành phần được phát triển cho xe hybrid cắm điện, dựa trên hệ thống 400 vôn.

Schaller nói: “Khi mọi người sử dụng 400 vôn, điều đó có nghĩa là mức điện áp có sẵn trong cơ sở hạ tầng ở mọi nơi."Tiện nhất, liền có. Vậy mọi người đừng suy nghĩ nhiều. Lập tức quyết định."

Kessel Gruber cho rằng Porsche là nhà tiên phong của hệ thống 800 vôn vì nó tập trung nhiều vào hiệu suất hơn là tính thực dụng.

Porsche dám đánh giá lại những gì ngành công nghiệp đã mang lại trong quá khứ.Anh ấy tự hỏi mình: "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 đã đồng ý rằng chỉ còn là vấn đề thời gian trước khi có thêm nhiều EV 800 volt tung ra thị trường.

Không có nhiều thách thức về 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 ra mắt.

Volvo, Polestar, Stellantis và General Motors đã tuyên bố rằng các mẫu xe tương lai sẽ sử dụng công nghệ này.

Tập đoàn Volkswagen đang có kế hoạch tung ra một loạt xe ô tô trên nền tảng PPE 800 volt của mình, bao gồm cả Macan mới và một toa xe ga dựa trên mẫu concept A6 Avant E-tron mới.

Một số nhà sản xuất ô tô Trung Quốc cũng đã thông báo chuyển sang kiến ​​trúc 800 volt, bao gồm Xpeng Motors, NIO, Li Auto, BYD và Geely thuộc sở hữu của Lotus.

Kessel Gruber kết luận: "Với Taycan và E-tron GT, bạn có một chiếc xe với hiệu suất hàng đầu.“Nếu những xe này ít xe làm được thì xe nào cũng làm được”.


Thời gian đăng bài: Tháng 4-19-2022