2021 年には世界の EV 販売が乗用車総販売の 9% を占めるようになります。
この数字を高めるために、自動車メーカーとサプライヤーは、電動化の開発、製造、推進を加速するために新たなビジネス環境に多額の投資を行うことに加えて、次世代の自動車部品の準備にも知恵を絞っている。
例としては、全固体電池、軸流モーター、充電時間を半分に短縮し、電池のサイズとコストを大幅に削減し、ドライブトレインの効率を向上させる 800 ボルトの電気システムが挙げられます。
これまでのところ、一般的な 400 ボルトの代わりに 800 ボルト システムを採用している新車はほんの一握りです。
すでに市販されている 800 ボルト システムを搭載したモデルは、Porsche Taycan、Audi E-tron GT、Hyundai Ioniq 5、Kia EV6 です。 Lucid Air リムジンは 900 ボルトのアーキテクチャを使用していますが、業界の専門家は技術的には 800 ボルトのシステムであると信じています。
EV 部品サプライヤーの観点から見ると、特にヒュンダイの E-GMP や PPE など、専用の 800 ボルト アーキテクチャーの全電気プラットフォームがますます登場するため、800 ボルトのバッテリー アーキテクチャーが 2020 年代末までに主流のテクノロジーになるでしょう。フォルクスワーゲングループ。
現代自動車の E-GMP モジュラー電気プラットフォームは、コンチネンタル AG から分離されたパワートレイン会社である Vitesco Technologies によって提供され、800 ボルトのインバーターを提供しています。フォルクスワーゲン グループ PPE は、アウディとポルシェが共同開発した 800 ボルトのバッテリー アーキテクチャです。モジュール式電気自動車プラットフォーム。
技術開発会社GKNの電気ドライブトレイン部門の社長、ディルク・ケッセルグルーバー氏は、「2025年までに800ボルトシステムを搭載したモデルがより一般的になるだろう」と述べた。 GKN は、この技術を使用するいくつかの Tier 1 サプライヤーの 1 つでもあり、2025 年の量産を目指して 800 ボルト電動アクスルなどのコンポーネントを供給しています。
同氏はオートモーティブ・ニュース・ヨーロッパに対し、「800ボルトシステムが主流になると考えている。ヒュンダイは、価格面でも同様に競争力があることも証明した」と語った。
米国では、ヒュンダイ IQNIQ 5 の価格は 43,650 ドルからであり、2022 年 2 月時点の電気自動車の平均価格である 60,054 ドルよりも現実的であり、より多くの消費者に受け入れられるでしょう。
「800ボルトは純粋な電気自動車の進化における論理的な次のステップだ」とVitesco社の革新的パワーエレクトロニクス部門の責任者、Alexander Reich氏はインタビューで語った。
ヒュンダイのE-GMPモジュラー電動プラットフォーム向け800ボルトインバーターの供給に加え、ヴィテスコは北米の大手自動車メーカーと中国と日本の大手EV2社向けのインバーターを含む他の主要契約を獲得している。モーターはサプライヤーが提供します。
米国の自動車部品サプライヤー、ボルグワーナーの最高技術責任者ハリー・ハステッド氏は電子メールで、800ボルトの電気システム部門はわずか数年前の予想よりも速いスピードで成長しており、顧客の勢いも増していると述べた。興味。このサプライヤーは、中国の高級ブランド向けの統合ドライブモジュールなど、いくつかの受注も獲得しています。
1. なぜ 800 ボルトが「論理的な次のステップ」なのでしょうか?
既存の 400 ボルト システムと比較した 800 ボルト システムのハイライトは何ですか?
まず、より低い電流で同じ電力を供給できます。同じサイズのバッテリーで充電時間を 50% 延長します。
その結果、電気自動車の最も高価なコンポーネントであるバッテリーを小型化することができ、全体の重量を軽減しながら効率を向上させることができます。
ZFの電動パワートレイン技術担当シニアバイスプレジデント、オトマー・シャラー氏は、「電気自動車のコストはまだガソリン車と同じレベルに達しておらず、より小型のバッテリーが良い解決策となるだろう。また、非常に大きなバッテリーを搭載することも可能だ」と述べた。 Ioniq 5 のような主流のコンパクトモデル自体には意味がありません。」
「電圧を2倍にし、同じ電流を流すことで、自動車は2倍のエネルギーを得ることができる」とライヒ氏は語った。 「充電時間が十分に速ければ、電気自動車は1,000キロメートルの航続距離を追求するのに時間を費やす必要がないかもしれない。」
第 2 に、電圧が高くなると、より少ない電流で同じ電力が供給されるため、ケーブルやワイヤも小型化、軽量化でき、高価で重い銅の消費量を削減できます。
それに応じてエネルギーの損失も減少し、その結果、耐久性が向上し、運動性能が向上します。また、バッテリーを最適な温度で動作させるために複雑な熱管理システムは必要ありません。
最後に、新興の炭化ケイ素マイクロチップ技術と組み合わせると、800 ボルト システムはパワートレイン効率を最大 5% 向上させることができます。このチップはスイッチング時のエネルギー損失が少なく、特に回生ブレーキに効果を発揮します。
新しい炭化ケイ素チップは使用するシリコンの純度が低いため、コストが下がり、より多くのチップを自動車業界に供給できる可能性があるとサプライヤーらは述べた。他の業界はオールシリコンチップを使用する傾向があるため、半導体生産ラインで自動車メーカーと競合しています。
「結論として、800 ボルト システムの開発は極めて重要です」と GKN の Kessel Gruber 氏は結論付けています。
2. 800ボルト充電ステーションのネットワークレイアウト
ここで別の質問があります。既存の充電ステーションのほとんどは 400 ボルト システムに基づいていますが、800 ボルト システムを使用する自動車に本当に利点はありますか?
業界の専門家からの答えは「はい」です。ただし、車両には 800 ボルトベースの充電インフラが必要です。
「既存の DC 急速充電インフラのほとんどは 400 ボルトの車両用です」とハーステッド氏は言います。 「800 ボルトの急速充電を実現するには、最新世代の高電圧、高出力 DC 急速充電器が必要です。」
これは家庭での充電には問題ありませんが、これまでのところ、米国で最速の公共充電ネットワークは限られています。ライヒ氏は、高速道路の充電ステーションでは問題はさらに難しいと考えている。
しかし、ヨーロッパでは 800 ボルトのシステム充電ネットワークが増加しており、イオニティはヨーロッパ全土に 800 ボルト、350 キロワットの高速道路充電ポイントを多数持っています。
Ionity EU は、BMW グループ、ダイムラー AG、フォード モーター、フォルクスワーゲンによって設立された、電気自動車用の高出力充電ステーションのネットワークのための複数の自動車メーカーのパートナーシップ プロジェクトです。 2020年には現代自動車が第5位株主に加わった。
「800ボルト、350キロワットの充電器は、100キロメートルの充電に5～7分かかることを意味します」とZFのシャラー氏は言う。 「それはただのコーヒー一杯です。」
「これはまさに破壊的テクノロジーです。また、自動車業界がより多くの人々に電気自動車を受け入れるよう説得するのにも役立ちます。」
ポルシェの最近のレポートによると、一般的な 50kW、400V の発電所で航続距離を 250 マイル延長するには約 80 分かかります。 100kWなら40分。充電プラグを冷却する場合 (コスト、重量、複雑さ)、時間をさらに 30 分に短縮できます。
「したがって、より高速な充電を実現するには、より高い電圧への移行は避けられない」と報告書は結論付けている。ポルシェは、充電電圧が 800 ボルトであれば、時間は約 15 分に短縮されると考えています。
再充電は燃料補給と同じくらい簡単かつ迅速です - それが起こる可能性は十分にあります。
3. 保守的な業界の先駆者
800 ボルトの技術が本当に優れているのであれば、前述のモデルを除いて、市場リーダーのテスラやフォルクスワーゲンでさえも、ほとんどすべての電気自動車が依然として 400 ボルトのシステムに基づいている理由を尋ねる価値があります。 ?
シャラー氏と他の専門家は、その理由を「利便性」と「業界初」にあると考えている。
一般的な住宅では 380 ボルトの三相 AC が使用されます (電圧レートは実際には固定値ではなく範囲です)。そのため、自動車メーカーがプラグイン ハイブリッド車や純粋な電気自動車を展開し始めたときには、充電インフラはすでに存在していました。そして電気自動車の第一波は、400 ボルト システムをベースとしたプラグイン ハイブリッド用に開発されたコンポーネントに基づいて構築されました。
「誰もが400ボルトを使用しているということは、それがあらゆるインフラストラクチャで利用可能な電圧レベルであることを意味します」とシャラー氏は述べた。 「それが一番便利で、すぐに利用できる。だから人々はあまり考えない。すぐに決めた。」
ケッセル・グルーバーは、ポルシェが実用性よりもパフォーマンスを重視したため、800 ボルト システムのパイオニアであると評価しています。
ポルシェは、業界が過去から引き継いできたものをあえて再評価します。彼は「これが本当に最善の解決策なのか？」と自問します。 「一からデザインしてもいいですか？」それが高性能自動車メーカーの素晴らしさです。
業界の専門家らは、さらに多くの800ボルトEVが市場に投入されるのは時間の問題であることに同意している。
技術的な課題はそれほど多くありませんが、部品の開発と検証が必要です。コストが問題になるかもしれませんが、規模が大きくなり、セルが小さくなり、銅の量が減れば、すぐに低コストが実現するでしょう。
ボルボ、ポールスター、ステランティス、ゼネラルモーターズはすでに、将来のモデルにこの技術を採用すると発表している。
フォルクスワーゲン グループは、新型マカンや新型 A6 アバント E-tron コンセプトに基づくステーション ワゴンなど、800 ボルト PPE プラットフォームを搭載したさまざまな車の発売を計画しています。
Xpeng Motors、NIO、Li Auto、BYD、Geely 傘下の Lotus など、多くの中国自動車メーカーも 800 ボルト アーキテクチャへの移行を発表しています。
「タイカンとE-tron GTがあれば、クラス最高のパフォーマンスを備えた車が手に入る。Ioniq 5は、手頃な価格のファミリーカーが可能であることを証明している」とケッセル・グルーバー氏は結論付けた。 「もしこの数台の車がそれができるなら、すべての車がそれをできるでしょう。」
投稿日時: 2022 年 4 月 19 日