Jeszcze niedawno standardem w samochodach elektrycznych było stosowanie napięcia systemowego 400V. Od kilku lat stopniowo popularność zyskują jednak auta z architekturą pozwalającą na uzyskanie napięcia 800V. Początkowo mówiliśmy tylko o najdroższych propozycjach (jak np. Porsche Taycan). Obecnie 800V można znaleźć także w segmencie „popularnym”, np. w autach marki Kia (EV6) czy Hyundai (Ioniq 5, 6). Takiego rozwiązania nie mają jednak np. rynkowe, elektryczne bestsellery w rodzaju Tesli Model 3 i Y.
Jak to działa?
W skrócie: im wyższe napięcie, tym bardziej zmniejsza się przepływ prądu przy tej samej mocy, co sprawia, że rośnie efektywność ładowania, a przy całym procesie wydziela się mniej ciepła. To oznacza, że samochody z systemem 800V ładują się szybciej (w porównaniu z 400V – nawet dwukrotnie), a przebieg krzywej ładowania jest korzystniejszy (bardziej płaski). O ile maksymalne moce ładowania przy układach 400V to zwykle ok. 200 kW, o tyle przy 800V – nawet 350 kW. Dodatkowo, mniejsze ciepło oznacza wolniejszy proces degradacji akumulatorów i ogólną, wyższą wydajność pojazdu.
Chińczycy pracują nad architekturą 1000V
BYD w marcu br., zaprezentował rozwiązanie pod nazwą Super E-Platform. Taka architektura pozwala na zastosowanie napięcia 1000 V i ładowarki o mocy szczytowej 1000 kW. Jak podkreśla marka, każda sekunda ładowania oznacza dodanie do zasięgu 1 km. Teoretycznie, gdyby powstała odpowiednia ładowarka (co oznacza pewne problemy infrastrukturalne), przy ładowaniu z mocą do 1000 kW, zasięg BYD mógłby wzrosnąć o 400 km w 5 minut.
Czy to szczyt technologii w tej kwestii? Obecnie tak, ale trwają prace nad jeszcze bardziej zaawansowanym rozwiązaniem. Co ciekawe i pokrzepiające, nie odpowiadają za nie chińscy inżynierowie, a badacze z Europy.
Enlighten – europejskie konsorcjum
Prowadzone przez Austriacki Instytut Technologii (AIT) i współpracujące także m.in. z instytucjami szwajcarskimi i włoskimi konsorcjum Enlighten, w skład którego wchodzą instytucje badawcze, firmy motoryzacyjne, dostawca części, uniwersytety i prywatne firmy (projekt ma dziewięciu partnerów projektu i dwóch partnerów stowarzyszonych, w tym AIT, Cambridge GaN Devices, Manifattura Automobili Torino, Lead Tech i Eaton, IFP Energies Nouvelles, Uniwersytet w Aarhus, Uniwersytet Ingolstadt, Politecnico di
Torino wraz z partnerami stowarzyszonymi FPT Motorenforschung i ETH Zurich) opracowuje zaawansowaną architekturę elektryczną jako podstawę innowacyjnego układu napędowego. To platforma zaprojektowana dla pojazdu segmentu C (czyli klasy kompaktowej). Mówimy o rozwiązaniu 1200V.
Chipy GaN w grze
System opracowywany przez Enlighten jest zbudowany z użyciem chipów GaN, czyli półprzewodników azotku galu i zawiera:
-Podwójny zestaw akumulatorów wysokiego napięcia z dynamicznym przełączaniem napięcia podczas jazdy. Ma pozwalać na najlepszą możliwą równowagę między wydajnością a efektywnością energetyczną.
-Zintegrowany układ napędowy z silnikiem i falownikiem, łączący wydajność z kompaktową konstrukcją.
-Konwerter DC/DC o wysokiej wydajności do elastycznej regulacji napięcia systemu.
-Ładowarka AC/DC, która obsługuje zarówno ładowanie DC, jak i konwencjonalne ładowanie AC.
-Wydajna jednostka dystrybucji zasilania (PDU), która umożliwia inteligentną dystrybucję energii w pojeździe
Finał w 2028 r.
Jak wynika z danych szwajcarskich organów rządowych, projekt notuje „znaczące postępy” w stosunku do sytuacji sprzed roku. Finał prac zaplanowano na rok 2028. Układ, który powstanie, ma być w pełni kompatybilny z istniejącymi ładowarkami.
„Wyższe napięcie oznacza nie tylko zwiększoną wydajność i efektywność, ale także wpływa na cały łańcuch wartości elektromobilności – od producentów i dostawców pojazdów po operatorów infrastruktury ładowania i użytkowników końcowych” – podaje AIT.
Czy Europejczycy wspólnymi siłami doprowadzą do rewolucji w elektromobilności? Pozostaje nam trzymać kciuki za sukces projektu i za to, by Chińczycy nie okazali się szybsi w swoich badaniach. Niewykluczone, że też je prowadzą, ale jeszcze o tym nie mówią publicznie.
PM
