Pada tahun 2021, penjualan kendaraan listrik global akan mencapai 9% dari total penjualan mobil penumpang.
Untuk mendongkrak jumlah tersebut, selain berinvestasi besar-besaran di lanskap bisnis baru guna mempercepat pengembangan, manufaktur, dan promosi elektrifikasi, para produsen dan pemasok mobil juga tengah memutar otak untuk mempersiapkan komponen kendaraan generasi berikutnya.
Contohnya termasuk baterai solid-state, motor aliran aksial, dan sistem kelistrikan 800 volt yang menjanjikan pengurangan waktu pengisian hingga setengahnya, pengurangan drastis ukuran dan biaya baterai, serta peningkatan efisiensi drivetrain.
Sejauh ini, hanya segelintir mobil baru yang menggunakan sistem 800 volt, bukan 400 volt seperti yang umum digunakan.
Model dengan sistem 800 volt yang sudah beredar di pasaran adalah: Porsche Taycan, Audi E-tron GT, Hyundai Ioniq 5, dan Kia EV6. Limusin Lucid Air menggunakan arsitektur 900 volt, meskipun para pakar industri meyakini bahwa secara teknis sistemnya adalah 800 volt.
Dari perspektif pemasok komponen EV, arsitektur baterai 800 volt akan menjadi teknologi dominan pada akhir tahun 2020-an, terutama karena semakin banyak platform listrik khusus berarsitektur 800 volt yang bermunculan, seperti E-GMP milik Hyundai dan PPE milik Volkswagen Group.
Platform listrik modular E-GMP Hyundai Motor disediakan oleh Vitesco Technologies, perusahaan powertrain yang dipisahkan dari Continental AG, untuk menyediakan inverter 800 volt; Volkswagen Group PPE adalah arsitektur baterai 800 volt yang dikembangkan bersama oleh Audi dan Porsche. Platform kendaraan listrik modular.
"Pada tahun 2025, model dengan sistem 800 volt akan menjadi lebih umum," kata Dirk Kesselgruber, presiden divisi drivetrain listrik GKN, sebuah perusahaan pengembangan teknologi. GKN juga merupakan salah satu dari beberapa pemasok Tier 1 yang menggunakan teknologi tersebut, memasok komponen seperti as roda listrik 800 volt, dengan tujuan untuk produksi massal pada tahun 2025.
Ia mengatakan kepada Automotive News Europe, "Kami pikir sistem 800 volt akan menjadi arus utama. Hyundai juga telah membuktikan bahwa sistem ini dapat bersaing dalam hal harga."
Di Amerika Serikat, Hyundai IQNIQ 5 dimulai pada harga $43.650, yang lebih terjangkau dibandingkan harga rata-rata $60.054 untuk kendaraan listrik pada bulan Februari 2022, dan dapat diterima oleh lebih banyak konsumen.
"800 volt adalah langkah logis berikutnya dalam evolusi kendaraan listrik murni," kata Alexander Reich, kepala elektronika daya inovatif di Vitesco, dalam sebuah wawancara.
Selain memasok inverter 800 volt untuk platform listrik modular E-GMP Hyundai, Vitesco telah mendapatkan kontrak besar lainnya, termasuk inverter untuk produsen mobil besar di Amerika Utara dan dua kendaraan listrik terkemuka di Tiongkok dan Jepang. Pemasok menyediakan motor.
Segmen sistem kelistrikan 800 volt tumbuh lebih cepat dari yang diharapkan hanya beberapa tahun lalu, dan pelanggan semakin kuat, kata Harry Husted, kepala bagian teknologi di pemasok suku cadang mobil AS BorgWarner, melalui email. minat. Pemasok tersebut juga telah memenangkan beberapa pesanan, termasuk modul penggerak terintegrasi untuk merek mewah China.
1. Mengapa 800 volt merupakan "langkah logis berikutnya"?
Apa saja keunggulan sistem 800 volt dibandingkan sistem 400 volt yang ada saat ini?
Pertama, baterai ini dapat menyalurkan daya yang sama pada arus yang lebih rendah. Meningkatkan waktu pengisian daya hingga 50% dengan ukuran baterai yang sama.
Hasilnya, baterai, komponen termahal dalam kendaraan listrik, dapat dibuat lebih kecil, meningkatkan efisiensi sekaligus mengurangi bobot keseluruhan.
Otmar Scharrer, wakil presiden senior teknologi powertrain elektrik di ZF, mengatakan: "Biaya kendaraan listrik belum setingkat dengan kendaraan berbahan bakar bensin, dan baterai yang lebih kecil akan menjadi solusi yang baik. Selain itu, memiliki baterai yang sangat besar dalam model kompak seperti Ioniq 5 tidak masuk akal.”
"Dengan menggandakan tegangan dan arus yang sama, mobil bisa mendapatkan energi dua kali lebih banyak," kata Reich. "Jika waktu pengisian daya cukup cepat, mobil listrik mungkin tidak perlu menghabiskan waktu untuk menempuh jarak 1.000 kilometer."
Kedua, karena tegangan yang lebih tinggi memberikan daya yang sama dengan arus yang lebih sedikit, kabel dan kawat juga dapat dibuat lebih kecil dan lebih ringan, sehingga mengurangi konsumsi tembaga yang mahal dan berat.
Energi yang hilang juga akan berkurang, sehingga menghasilkan daya tahan yang lebih baik dan kinerja motor yang lebih baik. Dan tidak diperlukan sistem manajemen termal yang rumit untuk memastikan baterai beroperasi pada suhu optimal.
Terakhir, jika dipasangkan dengan teknologi mikrocip silikon karbida yang sedang berkembang, sistem 800 volt dapat meningkatkan efisiensi sistem penggerak hingga 5 persen. Chip ini hanya kehilangan sedikit energi saat beralih dan sangat efektif untuk pengereman regeneratif.
Karena chip silikon karbida baru menggunakan silikon yang lebih sedikit, biayanya bisa lebih rendah dan lebih banyak chip dapat dipasok ke industri otomotif, kata para pemasok. Karena industri lain cenderung menggunakan chip silikon murni, mereka bersaing dengan produsen mobil di lini produksi semikonduktor.
"Kesimpulannya, pengembangan sistem 800 volt sangatlah penting," simpul Kessel Gruber dari GKN.
2. Tata letak jaringan stasiun pengisian daya 800 volt
Berikut pertanyaan lainnya: Sebagian besar stasiun pengisian daya yang ada didasarkan pada sistem 400 volt, apakah benar-benar ada keuntungan jika mobil menggunakan sistem 800 volt?
Jawaban yang diberikan oleh para pakar industri adalah: ya. Meskipun kendaraan tersebut membutuhkan infrastruktur pengisian daya berbasis 800 volt.
"Sebagian besar infrastruktur pengisian cepat DC yang ada diperuntukkan bagi kendaraan 400 volt," kata Hursted. "Untuk mencapai pengisian cepat 800 volt, kami memerlukan pengisi daya cepat DC bertegangan tinggi dan berdaya tinggi generasi terbaru."
Hal itu bukan masalah untuk pengisian daya di rumah, tetapi sejauh ini jaringan pengisian daya publik tercepat di AS terbatas. Reich berpendapat masalahnya bahkan lebih sulit untuk stasiun pengisian daya di jalan raya.
Namun, di Eropa, jaringan pengisian daya sistem 800 volt sedang meningkat, dan Ionity memiliki sejumlah titik pengisian daya jalan raya 800 volt dan 350 kilowatt di seluruh Eropa.
Ionity EU adalah proyek kemitraan multiprodusen mobil untuk jaringan stasiun pengisian daya berdaya tinggi untuk kendaraan listrik, yang didirikan oleh BMW Group, Daimler AG, Ford Motor, dan Volkswagen. Pada tahun 2020, Hyundai Motor bergabung sebagai pemegang saham terbesar kelima.
"Pengisi daya 800 volt dan 350 kilowatt berarti waktu pengisian daya 100 kilometer selama 5-7 menit," kata Schaller dari ZF. "Itu hanya secangkir kopi."
"Ini benar-benar teknologi yang inovatif. Teknologi ini juga akan membantu industri otomotif meyakinkan lebih banyak orang untuk menggunakan kendaraan listrik."
Menurut laporan terkini dari Porsche, dibutuhkan waktu sekitar 80 menit untuk menambah jarak tempuh 250 mil pada pembangkit listrik 50 kW, 400 V; 40 menit jika 100 kW; jika mendinginkan colokan pengisi daya (biaya, berat, dan kompleksitas), yang selanjutnya dapat mengurangi waktu hingga 30 menit.
"Oleh karena itu, dalam upaya mencapai pengisian daya berkecepatan lebih tinggi, transisi ke voltase yang lebih tinggi tidak dapat dihindari," demikian simpulan laporan tersebut. Porsche yakin bahwa dengan voltase pengisian daya 800 volt, waktu pengisian daya akan turun menjadi sekitar 15 menit.
Pengisian ulang semudah dan secepat pengisian bahan bakar - ada kemungkinan besar hal itu akan terjadi.
3. Pelopor dalam industri konservatif
Jika teknologi 800 volt memang begitu bagus, pantas untuk bertanya mengapa, kecuali model-model yang disebutkan di atas, hampir semua kendaraan listrik masih berbasis sistem 400 volt, bahkan pemimpin pasar Tesla dan Volkswagen.
Schaller dan pakar lain menghubungkan alasan tersebut dengan "kenyamanan" dan "menjadi yang pertama di industri."
Rumah pada umumnya menggunakan 380 volt arus bolak-balik tiga fase (nilai voltase sebenarnya adalah rentang, bukan nilai tetap), jadi ketika produsen mobil mulai meluncurkan mobil hibrida plug-in dan kendaraan listrik murni, infrastruktur pengisian daya sudah tersedia. Dan gelombang pertama kendaraan listrik dibangun di atas komponen yang dikembangkan untuk mobil hibrida plug-in, yang didasarkan pada sistem 400 volt.
"Ketika semua orang menggunakan tegangan 400 volt, itu berarti level tegangan itulah yang tersedia di infrastruktur di mana-mana," kata Schaller. "Itu yang paling nyaman, itu langsung tersedia. Jadi orang tidak perlu berpikir terlalu banyak. Langsung memutuskan."
Kessel Gruber memuji Porsche sebagai pelopor sistem 800 volt karena lebih berfokus pada kinerja daripada kepraktisan.
Porsche berani mengevaluasi ulang apa yang telah dibawa oleh industri dari masa lalu. Ia bertanya pada dirinya sendiri: "Apakah ini benar-benar solusi terbaik?" "Bisakah kita mendesainnya dari awal?" Itulah indahnya menjadi produsen mobil berperforma tinggi.
Para pakar industri telah sepakat bahwa hanya masalah waktu sebelum lebih banyak kendaraan listrik 800 volt memasuki pasaran.
Tidak banyak tantangan teknis, tetapi komponen perlu dikembangkan dan divalidasi; biaya mungkin menjadi masalah, tetapi dengan skala, sel yang lebih kecil, dan lebih sedikit tembaga, biaya rendah akan segera terwujud.
Volvo, Polestar, Stellantis dan General Motors telah menyatakan bahwa model masa depan akan menggunakan teknologi tersebut.
Grup Volkswagen berencana meluncurkan serangkaian mobil pada platform PPE 800 volt, termasuk Macan baru dan station wagon berdasarkan konsep A6 Avant E-tron baru.
Sejumlah produsen mobil China juga telah mengumumkan perpindahan ke arsitektur 800 volt, termasuk Xpeng Motors, NIO, Li Auto, BYD dan Lotus milik Geely.
"Dengan Taycan dan E-tron GT, Anda memiliki kendaraan dengan performa terbaik di kelasnya. Ioniq 5 adalah bukti bahwa mobil keluarga yang terjangkau itu mungkin," pungkas Kessel Gruber. "Jika beberapa mobil ini bisa melakukannya, maka setiap mobil bisa melakukannya."
Waktu posting: 19-Apr-2022