Em 2021, as vendas globais de VE representarão 9% das vendas totais de automóveis de passageiros.
Para aumentar esse número, além de investirem pesadamente em novos cenários de negócios para acelerar o desenvolvimento, fabricação e promoção da eletrificação, os fabricantes de automóveis e os fornecedores também estão quebrando a cabeça para se prepararem para a próxima geração de componentes de veículos.
Os exemplos incluem baterias de estado sólido, motores de fluxo axial e sistemas elétricos de 800 volts que prometem reduzir pela metade o tempo de carregamento, reduzir drasticamente o tamanho e o custo da bateria e melhorar a eficiência do sistema de transmissão.
Até agora, apenas alguns carros novos usaram um sistema de 800 volts em vez dos 400 comuns.
Os modelos com sistemas de 800 volts já existentes no mercado são: Porsche Taycan, Audi E-tron GT, Hyundai Ioniq 5 e Kia EV6. A limusine Lucid Air usa uma arquitetura de 900 volts, embora especialistas do setor acreditem que seja tecnicamente um sistema de 800 volts.
Do ponto de vista dos fornecedores de componentes EV, a arquitetura de bateria de 800 volts será a tecnologia dominante até o final da década de 2020, especialmente à medida que surgem cada vez mais plataformas totalmente elétricas dedicadas à arquitetura de 800 volts, como o E-GMP e o PPE da Hyundai. o Grupo Volkswagen.
A plataforma elétrica modular E-GMP da Hyundai Motor é fornecida pela Vitesco Technologies, uma empresa de motores desmembrada da Continental AG, para fornecer inversores de 800 volts; O PPE do Grupo Volkswagen é uma arquitetura de bateria de 800 volts desenvolvida em conjunto pela Audi e Porsche. Plataforma modular para veículos elétricos.
“Até 2025, os modelos com sistemas de 800 volts se tornarão mais comuns”, disse Dirk Kesselgruber, presidente da divisão de transmissão elétrica da GKN, uma empresa de desenvolvimento de tecnologia. A GKN também é um dos vários fornecedores de nível 1 que utilizam a tecnologia, fornecendo componentes como eixos elétricos de 800 volts, com o objetivo de produção em massa em 2025.
Ele disse ao Automotive News Europe: "Acreditamos que o sistema de 800 volts se tornará popular. A Hyundai também provou que pode ser igualmente competitivo em preço".
Nos Estados Unidos, o Hyundai IQNIQ 5 custa a partir de US$ 43.650, o que é mais fundamentado do que o preço médio de US$ 60.054 para veículos elétricos em fevereiro de 2022, e pode ser aceito por mais consumidores.
“800 volts é o próximo passo lógico na evolução dos veículos elétricos puros”, disse Alexander Reich, chefe de eletrônica de potência inovadora da Vitesco, em entrevista.
Além de fornecer inversores de 800 volts para a plataforma elétrica modular E-GMP da Hyundai, a Vitesco garantiu outros contratos importantes, incluindo inversores para uma grande montadora norte-americana e dois veículos elétricos líderes na China e no Japão. O fornecedor fornece o motor.
O segmento de sistemas elétricos de 800 volts está crescendo mais rápido do que o esperado há apenas alguns anos, e os clientes estão cada vez mais fortes, disse Harry Husted, diretor de tecnologia da fornecedora norte-americana de peças automotivas BorgWarner, por e-mail. interesse. O fornecedor também recebeu alguns pedidos, incluindo um módulo de acionamento integrado para uma marca de luxo chinesa.
1. Por que 800 volts é o “próximo passo lógico”?
Quais são os destaques do sistema de 800 volts em comparação com o sistema existente de 400 volts?
Primeiro, eles podem fornecer a mesma potência com uma corrente mais baixa. Aumente o tempo de carregamento em 50% com o mesmo tamanho de bateria.
Como resultado, a bateria, o componente mais caro de um veículo elétrico, pode ser reduzida, aumentando a eficiência e reduzindo o peso total.
Otmar Scharrer, vice-presidente sênior de tecnologia de trem de força eletrificado da ZF, disse: “O custo dos veículos elétricos ainda não está no mesmo nível dos veículos a gasolina, e uma bateria menor seria uma boa solução. um modelo compacto convencional como o Ioniq 5 não faz sentido por si só.”
“Ao duplicar a tensão e a mesma corrente, o carro pode obter o dobro de energia”, disse Reich. “Se o tempo de carregamento for rápido o suficiente, o carro elétrico pode não precisar perder tempo percorrendo uma autonomia de 1.000 quilômetros.”
Em segundo lugar, como tensões mais altas fornecem a mesma energia com menos corrente, os cabos e fios também podem ser menores e mais leves, reduzindo o consumo de cobre caro e pesado.
A energia perdida também será reduzida em conformidade, resultando em melhor resistência e melhor desempenho motor. E nenhum sistema complexo de gerenciamento térmico é necessário para garantir que a bateria funcione na temperatura ideal.
Finalmente, quando combinado com a tecnologia emergente de microchip de carboneto de silício, o sistema de 800 volts pode aumentar a eficiência do trem de força em até 5%. Este chip perde pouca energia durante a comutação e é particularmente eficaz para frenagem regenerativa.
Como os novos chips de carboneto de silício usam menos silício puro, o custo poderá ser menor e mais chips poderão ser fornecidos à indústria automobilística, disseram os fornecedores. Como outras indústrias tendem a usar chips totalmente de silício, elas competem com as montadoras na linha de produção de semicondutores.
“Concluindo, o desenvolvimento de sistemas de 800 volts é crucial”, conclui Kessel Gruber da GKN.
2. Layout da rede da estação de carregamento de 800 volts
Aqui está outra questão: a maioria das estações de carregamento existentes são baseadas no sistema de 400 volts. Existe realmente uma vantagem em carros que usam o sistema de 800 volts?
A resposta dada pelos especialistas do setor é: sim. Embora o veículo precise de uma infraestrutura de carregamento baseada em 800 volts.
“A maior parte da infraestrutura de carregamento rápido DC existente é para veículos de 400 volts”, disse Hursted. "Para alcançar um carregamento rápido de 800 volts, precisamos da última geração de carregadores rápidos DC de alta tensão e alta potência."
Isso não é um problema para o carregamento doméstico, mas até agora as redes de carregamento público mais rápidas nos EUA são limitadas. Reich acha que o problema é ainda mais difícil para as estações de carregamento rodoviário.
Na Europa, no entanto, as redes de carregamento de sistemas de 800 volts estão em ascensão e a Ionity tem vários pontos de carregamento rodoviário de 800 volts e 350 quilowatts em toda a Europa.
Ionity EU é um projeto de parceria multifabricantes para uma rede de estações de carregamento de alta potência para veículos elétricos, fundada pelo Grupo BMW, Daimler AG, Ford Motor e Volkswagen. Em 2020, a Hyundai Motor ingressou como o quinto maior acionista.
“Um carregador de 800 volts e 350 quilowatts significa um tempo de carregamento de 100 quilômetros de 5 a 7 minutos”, diz Schaller da ZF. "Isso é apenas uma xícara de café."
“Esta é realmente uma tecnologia disruptiva. Também ajudará a indústria automobilística a convencer mais pessoas a adotarem os veículos elétricos.”
De acordo com um relatório recente da Porsche, são necessários cerca de 80 minutos para adicionar 400 quilômetros de autonomia em uma central elétrica típica de 50 kW e 400 V; 40 minutos se for 100kW; se resfriar o plugue de carregamento (custos, peso e complexidade), o que pode reduzir ainda mais o tempo para 30 minutos.
“Portanto, na busca por um carregamento de maior velocidade, uma transição para tensões mais altas é inevitável”, concluiu o relatório. A Porsche acredita que com uma tensão de carregamento de 800 volts, o tempo cairia para cerca de 15 minutos.
Recarregar é tão fácil e rápido quanto reabastecer - há uma boa chance de que isso aconteça.
3. Pioneiros em indústrias conservadoras
Se a tecnologia de 800 volts é realmente tão boa, vale a pena perguntar por que, com exceção dos modelos acima mencionados, quase todos os veículos elétricos ainda são baseados em sistemas de 400 volts, até mesmo os líderes de mercado Tesla e Volkswagen. ?
Schaller e outros especialistas atribuem as razões à “conveniência” e ao “ser pioneiro no setor”.
Uma casa típica utiliza 380 volts de corrente alternada trifásica (a taxa de tensão é, na verdade, uma faixa, não um valor fixo), portanto, quando as montadoras começaram a lançar híbridos plug-in e veículos elétricos puros, a infraestrutura de carregamento já estava lá. E a primeira onda de veículos elétricos foi construída com componentes desenvolvidos para híbridos plug-in, baseados em sistemas de 400 volts.
“Quando todos estão ligados a 400 volts, significa que esse é o nível de voltagem disponível na infraestrutura em todos os lugares”, disse Schaller. "É o mais conveniente, está imediatamente disponível. Para que as pessoas não pensem muito. Decidido imediatamente."
Kessel Gruber credita a Porsche como pioneira no sistema de 800 volts porque ele se concentrava mais no desempenho do que na praticidade.
A Porsche ousa reavaliar o que a indústria herdou do passado. Ele se pergunta: “Esta é realmente a melhor solução?” "Podemos projetá-lo do zero?" Essa é a beleza de ser uma montadora de alto desempenho.
Os especialistas da indústria concordam que é apenas uma questão de tempo até que mais veículos elétricos de 800 volts cheguem ao mercado.
Não existem muitos desafios técnicos, mas peças precisam ser desenvolvidas e validadas; o custo pode ser um problema, mas com escala, células menores e menos cobre, o baixo custo chegará em breve.
Volvo, Polestar, Stellantis e General Motors já afirmaram que os futuros modelos utilizarão a tecnologia.
O Grupo Volkswagen está planejando lançar uma linha de carros em sua plataforma PPE de 800 volts, incluindo um novo Macan e uma perua baseada no novo conceito A6 Avant E-tron.
Várias montadoras chinesas também anunciaram uma mudança para a arquitetura de 800 volts, incluindo Xpeng Motors, NIO, Li Auto, BYD e Lotus, de propriedade da Geely.
“Com o Taycan e o E-tron GT, você tem um veículo com desempenho líder na categoria. O Ioniq 5 é a prova de que um carro familiar acessível é possível”, concluiu Kessel Gruber. “Se esses poucos carros conseguem fazer isso, então todos os carros conseguem.”
Horário da postagem: 19 de abril de 2022