هاتف
0086-516-83913580
بريد الالكتروني
[email protected]

نظام كهربائي بجهد 800 فولت - المفتاح لتقصير وقت شحن مركبات الطاقة الجديدة

في عام 2021 ، ستشكل مبيعات السيارات الكهربائية العالمية 9٪ من إجمالي مبيعات سيارات الركاب.

ولتعزيز هذا الرقم ، بالإضافة إلى الاستثمار بكثافة في مجالات الأعمال الجديدة لتسريع تطوير وتصنيع وترويج الكهربة ، يعمل صانعو السيارات والموردون أيضًا على تحفيز عقولهم للاستعداد للجيل القادم من مكونات السيارة.

تشمل الأمثلة بطاريات الحالة الصلبة ، ومحركات التدفق المحوري ، والأنظمة الكهربائية بجهد 800 فولت التي تعد بخفض أوقات الشحن إلى النصف ، وتقليل حجم البطارية والتكلفة بشكل كبير ، وتحسين كفاءة نظام الدفع.

حتى الآن ، استخدمت عدد قليل فقط من السيارات الجديدة نظام 800 فولت بدلاً من 400 مشترك.

النماذج التي تحتوي على أنظمة 800 فولت موجودة بالفعل في السوق هي: بورش تايكان ، وأودي إي ترون جي تي ، وهيونداي أيونيك 5 ، وكيا إي في 6.تستخدم سيارة ليموزين Lucid Air بنية 900 فولت ، على الرغم من أن خبراء الصناعة يعتقدون أنها نظام 800 فولت تقنيًا.

من منظور موردي مكونات المركبات الكهربائية ، ستكون بنية البطاريات 800 فولت هي التكنولوجيا المهيمنة بحلول نهاية عام 2020 ، لا سيما مع ظهور المزيد والمزيد من المنصات الكهربائية المخصصة بالكامل بقدرة 800 فولت ، مثل E-GMP و PPE من Hyundai مجموعة فولكس فاجن.

يتم توفير المنصة الكهربائية المعيارية E-GMP لشركة هيونداي موتور من قبل شركة Vitesco Technologies ، وهي شركة توليد قوة انبثقت عن شركة Continental AG ، لتوفير محولات بقدرة 800 فولت ؛مجموعة فولكس فاجن PPE هي بنية بطارية بقوة 800 فولت تم تطويرها بشكل مشترك من قبل أودي وبورش.منصة مركبة كهربائية معيارية.

قال ديرك كيسيلجروبر ، رئيس قسم نظام الدفع الكهربائي في GKN ، وهي شركة لتطوير التكنولوجيا: "بحلول عام 2025 ، ستصبح الموديلات ذات أنظمة 800 فولت أكثر شيوعًا".GKN هي أيضًا واحدة من العديد من موردي المستوى 1 الذين يستخدمون التكنولوجيا ، حيث تزود المكونات مثل المحاور الكهربائية بقدرة 800 فولت ، مع التركيز على الإنتاج الضخم في عام 2025.

وأخبر أوتوموتيف نيوز يوروب ، "نعتقد أن نظام 800 فولت سيصبح سائدًا. وقد أثبتت هيونداي أيضًا أنها يمكن أن تكون تنافسية على السعر."

في الولايات المتحدة ، يبدأ سعر Hyundai IQNIQ 5 عند 43،650 دولارًا ، وهو أكثر من متوسط ​​السعر البالغ 60،054 دولارًا للسيارات الكهربائية في فبراير 2022 ، ويمكن قبوله من قبل المزيد من المستهلكين.

قال ألكسندر رايش ، رئيس إلكترونيات الطاقة المبتكرة في Vitesco ، في مقابلة: "800 فولت هي الخطوة المنطقية التالية في تطور السيارات الكهربائية النقية".

بالإضافة إلى توريد محولات بقدرة 800 فولت لمنصة هيونداي الكهربائية المعيارية E-GMP ، فقد حصلت Vitesco على عقود رئيسية أخرى ، بما في ذلك محولات لشركة كبرى لتصنيع السيارات في أمريكا الشمالية واثنتين من السيارات الكهربائية الرائدة في الصين واليابان.يوفر المورد المحرك.

قال هاري Husted ، كبير مسؤولي التكنولوجيا في شركة BorgWarner الأمريكية لتوريد قطع غيار السيارات ، عبر البريد الإلكتروني ، إن قطاع الأنظمة الكهربائية بجهد 800 فولت ينمو بوتيرة أسرع مما كان متوقعًا قبل بضع سنوات فقط ، ويزداد العملاء قوة.فائدة.فاز المورد أيضًا ببعض الطلبات ، بما في ذلك وحدة محرك متكاملة لعلامة تجارية صينية فاخرة.

图2

1. لماذا يعتبر 800 فولت "الخطوة المنطقية التالية"؟

 

ما هي مميزات نظام 800 فولت مقارنة بنظام 400 فولت الحالي؟

أولاً ، يمكنهم توصيل نفس القوة بتيار أقل.زيادة وقت الشحن بنسبة 50٪ بنفس حجم البطارية.

ونتيجة لذلك ، يمكن جعل البطارية ، وهي أغلى مكون في السيارة الكهربائية ، أصغر حجمًا ، مما يؤدي إلى زيادة الكفاءة مع تقليل الوزن الإجمالي.

قال Otmar Scharrer ، نائب الرئيس الأول لتكنولوجيا توليد القوة الكهربائية في ZF: "تكلفة السيارات الكهربائية ليست بعد على نفس مستوى سيارات البنزين ، وستكون البطارية الأصغر حلاً جيدًا. أيضًا ، وجود بطارية كبيرة جدًا في النموذج المدمج السائد مثل Ioniq 5 لا معنى له في حد ذاته ".

قال رايش: "بمضاعفة الجهد والتيار نفسه ، يمكن للسيارة أن تحصل على ضعف الطاقة"."إذا كان وقت الشحن سريعًا بدرجة كافية ، فقد لا تحتاج السيارة الكهربائية إلى قضاء بعض الوقت في متابعة مدى يصل إلى 1000 كيلومتر."

ثانيًا ، نظرًا لأن الفولتية العالية توفر نفس الطاقة مع تيار أقل ، يمكن أيضًا جعل الكابلات والأسلاك أصغر وأخف وزنًا ، مما يقلل من استهلاك النحاس المكلف والثقيل.

سيتم أيضًا تقليل الطاقة المفقودة وفقًا لذلك ، مما يؤدي إلى تحسين القدرة على التحمل وتحسين أداء المحرك.ولا يلزم وجود نظام إدارة حراري معقد لضمان تشغيل البطارية في درجة الحرارة المثلى.

أخيرًا ، عند إقرانه بتقنية رقاقة كربيد السيليكون الناشئة ، يمكن لنظام 800 فولت زيادة كفاءة توليد القوة بنسبة تصل إلى 5 بالمائة.تفقد هذه الشريحة القليل من الطاقة عند التبديل وهي فعالة بشكل خاص في الكبح المتجدد.

قال الموردون إن رقائق كربيد السيليكون الجديدة تستخدم كميات أقل من السيليكون النقي ، فقد تكون التكلفة أقل ويمكن توفير المزيد من الرقائق لصناعة السيارات.نظرًا لأن الصناعات الأخرى تميل إلى استخدام رقائق السيليكون بالكامل ، فإنها تتنافس مع شركات صناعة السيارات على خط إنتاج أشباه الموصلات.

يخلص Kessel Gruber من GKN إلى "في الختام ، يعد تطوير أنظمة 800 فولت أمرًا بالغ الأهمية".

 

2. تخطيط شبكة محطة شحن بجهد 800 فولت

 

إليكم سؤال آخر: معظم محطات الشحن الحالية تعتمد على نظام 400 فولت ، هل هناك ميزة فعلية للسيارات التي تستخدم نظام 800 فولت؟

الإجابة التي قدمها خبراء الصناعة هي: نعم.على الرغم من أن السيارة تحتاج إلى بنية أساسية للشحن بقوة 800 فولت.

قال هيرستد: "معظم البنية التحتية الحالية للشحن السريع للتيار المستمر مخصصة للمركبات بقوة 400 فولت"."لتحقيق شحن سريع بقدرة 800 فولت ، نحتاج إلى أحدث جيل من أجهزة الشحن السريع ذات الجهد العالي والتيار المستمر."

هذه ليست مشكلة في الشحن المنزلي ، ولكن حتى الآن فإن أسرع شبكات الشحن العامة في الولايات المتحدة محدودة.يعتقد رايش أن المشكلة أصعب بالنسبة لمحطات الشحن على الطرق السريعة.

ومع ذلك ، في أوروبا ، تشهد شبكات شحن نظام 800 فولت ارتفاعًا ، ولدى Ionity عددًا من نقاط الشحن على الطرق السريعة بقدرة 800 فولت و 350 كيلووات في جميع أنحاء أوروبا.

Ionity EU هو مشروع شراكة متعدد شركات صناعة السيارات لشبكة من محطات الشحن عالية الطاقة للسيارات الكهربائية ، أسستها مجموعة BMW و Daimler AG و Ford Motor و Volkswagen.في عام 2020 ، انضمت هيونداي موتور لتصبح خامس أكبر مساهم.

يقول شالر ZF: "إن شاحن 800 فولت و 350 كيلووات يعني وقت شحن 100 كيلومتر من 5 إلى 7 دقائق"."هذا مجرد فنجان قهوة".

"هذه تقنية تخريبية حقًا. ستساعد أيضًا صناعة السيارات على إقناع المزيد من الناس باحتضان السيارات الكهربائية."

وفقًا لتقرير حديث صادر عن شركة Porsche ، يستغرق الأمر حوالي 80 دقيقة لإضافة 250 ميلًا من المدى في محطة طاقة نموذجية تبلغ 50 كيلو وات و 400 فولت ؛40 دقيقة إذا كانت 100 كيلوواط ؛في حالة تبريد قابس الشحن (التكاليف والوزن والتعقيد) ، مما قد يؤدي إلى تقليل الوقت إلى 30 دقيقة.

وخلص التقرير إلى أنه "لذلك ، في السعي لتحقيق شحن عالي السرعة ، لا مفر من الانتقال إلى الفولتية الأعلى".تعتقد بورش أنه مع جهد شحن يبلغ 800 فولت ، سينخفض ​​الوقت إلى حوالي 15 دقيقة.

إعادة الشحن بنفس سهولة وسرعة التزود بالوقود - هناك فرصة جيدة لحدوث ذلك.

图3

3. رواد في الصناعات المحافظة

 

إذا كانت تقنية 800 فولت جيدة جدًا حقًا ، فمن الجدير التساؤل عن السبب ، باستثناء الطرز المذكورة أعلاه ، لا تزال جميع السيارات الكهربائية تقريبًا تعتمد على أنظمة 400 فولت ، حتى الشركات الرائدة في السوق Tesla و Volkswagen.؟

يعزو شالر وخبراء آخرون الأسباب إلى "الراحة" و "كونها صناعة أولى".

يستخدم المنزل النموذجي 380 فولت من التيار المتردد ثلاثي الأطوار (معدل الجهد هو في الواقع نطاق ، وليس قيمة ثابتة) ، لذلك عندما بدأ صانعو السيارات في طرح السيارات الهجينة والمركبات الكهربائية النقية ، كانت البنية التحتية للشحن موجودة بالفعل.وتم بناء الموجة الأولى من السيارات الكهربائية على مكونات تم تطويرها للهجينة الموصولة بالكهرباء ، والتي كانت تعتمد على أنظمة 400 فولت.

قال شالر: "عندما يكون الجميع على 400 فولت ، فهذا يعني أن هذا هو مستوى الجهد المتاح في البنية التحتية في كل مكان"."إنه الأكثر ملاءمة ، إنه متاح على الفور. لذلك لا يفكر الناس كثيرًا. قرر على الفور."

يعزو كيسيل جروبر الفضل إلى بورش كرائد في نظام 800 فولت لأنه يركز على الأداء أكثر من التطبيق العملي.

تجرؤ بورش على إعادة تقييم ما نقلته الصناعة من الماضي.يسأل نفسه: "هل هذا هو الحل الأفضل حقًا؟""هل يمكننا تصميمه من الصفر؟"هذا هو جمال كونها صانع سيارات عالي الأداء.

اتفق خبراء الصناعة على أنها مسألة وقت فقط قبل أن تصل المزيد من السيارات الكهربائية بجهد 800 فولت إلى السوق.

لا توجد العديد من التحديات التقنية ، ولكن الأجزاء تحتاج إلى التطوير والتحقق من صحتها ؛قد تكون التكلفة مشكلة ، ولكن مع الحجم وخلايا أصغر ونحاس أقل ، ستأتي التكلفة المنخفضة قريبًا.

صرحت فولفو وبوليستار وستيلانتس وجنرال موتورز بالفعل أن النماذج المستقبلية ستستخدم التكنولوجيا.

تخطط مجموعة فولكس فاجن لإطلاق مجموعة من السيارات على منصة معدات الوقاية الشخصية بقوة 800 فولت ، بما في ذلك سيارة ماكان الجديدة وسيارة ستيشن واغن على أساس مفهوم A6 Avant E-tron الجديد.

كما أعلن عدد من صانعي السيارات الصينيين عن الانتقال إلى هندسة 800 فولت ، بما في ذلك Xpeng Motors و NIO و Li Auto و BYD و Lotus المملوكة لشركة جيلي.

واختتم كيسيل جروبر حديثه قائلاً: "مع تايكان و E-tron GT ، لديك سيارة ذات أداء رائد في فئتها. إن Ioniq 5 دليل على إمكانية الحصول على سيارة عائلية ميسورة التكلفة"."إذا كانت هذه السيارات القليلة قادرة على فعل ذلك ، فعندئذ يمكن لكل سيارة أن تفعل ذلك."


الوقت ما بعد: 19 أبريل - 2022