ในปี 2021 ยอดขายรถยนต์ไฟฟ้าทั่วโลกจะคิดเป็น 9% ของยอดขายรถยนต์นั่งส่วนบุคคลทั้งหมด
เพื่อเพิ่มจำนวนนั้น นอกเหนือจากการลงทุนอย่างหนักในภูมิทัศน์ทางธุรกิจใหม่เพื่อเร่งการพัฒนา การผลิต และการส่งเสริมการใช้ไฟฟ้าแล้ว ผู้ผลิตรถยนต์และซัพพลายเออร์ยังต้องคิดหนักเพื่อเตรียมพร้อมสำหรับส่วนประกอบยานยนต์รุ่นต่อไปอีกด้วย
ตัวอย่าง ได้แก่ แบตเตอรี่โซลิดสเตต มอเตอร์ไหลตามแกน และระบบไฟฟ้า 800 โวลต์ที่รับประกันว่าจะช่วยลดเวลาในการชาร์จลงครึ่งหนึ่ง ลดขนาดและต้นทุนแบตเตอรี่ลงอย่างมาก และปรับปรุงประสิทธิภาพระบบส่งกำลัง
จนถึงขณะนี้ มีรถยนต์ใหม่เพียงไม่กี่คันเท่านั้นที่ใช้ระบบ 800 โวลต์ แทนที่จะใช้ระบบ 400 โวลต์ทั่วไป
รถยนต์รุ่นที่มีระบบไฟฟ้า 800 โวลต์ที่วางจำหน่ายในท้องตลาดแล้ว ได้แก่ Porsche Taycan, Audi E-tron GT, Hyundai Ioniq 5 และ Kia EV6 รถลีมูซีน Lucid Air ใช้ระบบไฟฟ้า 900 โวลต์ แม้ว่าผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมจะเชื่อว่าระบบไฟฟ้า 800 โวลต์นั้นอยู่ในทางเทคนิคก็ตาม
จากมุมมองของซัพพลายเออร์ส่วนประกอบ EV สถาปัตยกรรมแบตเตอรี่ 800 โวลต์จะเป็นเทคโนโลยีที่โดดเด่นภายในสิ้นปี 2020 โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีแพลตฟอร์มไฟฟ้าทั้งหมดที่มีสถาปัตยกรรม 800 โวลต์เพิ่มมากขึ้น เช่น E-GMP ของ Hyundai และ PPE ของ Volkswagen Group
แพลตฟอร์มไฟฟ้าโมดูลาร์ E-GMP ของ Hyundai Motor จัดทำโดย Vitesco Technologies ซึ่งเป็นบริษัทผลิตระบบส่งกำลังที่แยกตัวออกมาจาก Continental AG เพื่อจัดหาอินเวอร์เตอร์ 800 โวลต์ Volkswagen Group PPE เป็นสถาปัตยกรรมแบตเตอรี่ 800 โวลต์ที่พัฒนาโดย Audi และ Porsche ร่วมกัน แพลตฟอร์มยานยนต์ไฟฟ้าโมดูลาร์
Dirk Kesselgruber ประธานฝ่ายระบบส่งกำลังไฟฟ้าของ GKN ซึ่งเป็นบริษัทพัฒนาเทคโนโลยี กล่าวว่า "ภายในปี 2025 โมเดลที่ใช้ระบบ 800 โวลต์จะแพร่หลายมากขึ้น" นอกจากนี้ GKN ยังเป็นหนึ่งในซัพพลายเออร์ระดับ 1 หลายรายที่ใช้เทคโนโลยีดังกล่าว โดยจัดหาชิ้นส่วนต่างๆ เช่น เพลาไฟฟ้า 800 โวลต์ โดยมีเป้าหมายในการผลิตจำนวนมากในปี 2025
เขากล่าวกับ Automotive News Europe ว่า "เราคิดว่าระบบ 800 โวลต์จะกลายเป็นกระแสหลัก นอกจากนี้ ฮุนไดยังพิสูจน์ให้เห็นแล้วว่าระบบนี้สามารถแข่งขันด้านราคาได้เช่นเดียวกัน"
ในสหรัฐอเมริกา Hyundai IQNIQ 5 เริ่มต้นที่ราคา 43,650 เหรียญสหรัฐฯ ซึ่งสูงกว่าราคาเฉลี่ยของรถยนต์ไฟฟ้าในเดือนกุมภาพันธ์ 2022 ซึ่งอยู่ที่ 60,054 เหรียญสหรัฐฯ และผู้บริโภคจำนวนมากสามารถรับราคานี้ได้
“800 โวลต์ถือเป็นก้าวที่สมเหตุสมผลต่อไปในการพัฒนายานยนต์ไฟฟ้าล้วน” Alexander Reich หัวหน้าฝ่ายอิเล็กทรอนิกส์กำลังเชิงนวัตกรรมของ Vitesco กล่าวในระหว่างการสัมภาษณ์
นอกจากการจัดหาอินเวอร์เตอร์ 800 โวลต์ให้กับแพลตฟอร์มไฟฟ้าโมดูลาร์ E-GMP ของ Hyundai แล้ว Vitesco ยังได้รับสัญญาสำคัญอื่นๆ อีก เช่น อินเวอร์เตอร์สำหรับผู้ผลิตรถยนต์รายใหญ่ในอเมริกาเหนือ และรถยนต์ไฟฟ้าชั้นนำ 2 รุ่นในจีนและญี่ปุ่น โดยซัพพลายเออร์รายนี้เป็นผู้จัดหามอเตอร์
Harry Husted หัวหน้าฝ่ายเทคโนโลยีของ BorgWarner ซึ่งเป็นซัพพลายเออร์ชิ้นส่วนรถยนต์สัญชาติอเมริกัน กล่าวผ่านอีเมลว่า กลุ่มผลิตภัณฑ์ระบบไฟฟ้า 800 โวลต์เติบโตเร็วกว่าที่คาดไว้เมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา และลูกค้าก็เพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ นอกจากนี้ ซัพพลายเออร์รายนี้ยังได้รับคำสั่งซื้อบางส่วนด้วย รวมถึงโมดูลไดรฟ์แบบบูรณาการสำหรับแบรนด์หรูของจีน
1. เหตุใด 800 โวลต์จึงเป็น “ขั้นตอนตรรกะถัดไป”
ระบบ 800 โวลต์มีจุดเด่นอะไรบ้างเมื่อเปรียบเทียบกับระบบ 400 โวลต์ที่มีอยู่ในปัจจุบัน?
ประการแรก พวกมันสามารถส่งพลังงานเท่ากันด้วยกระแสไฟที่ต่ำกว่า เพิ่มเวลาการชาร์จได้ 50% ด้วยขนาดแบตเตอรี่เท่าเดิม
ด้วยเหตุนี้ แบตเตอรี่ ซึ่งเป็นส่วนประกอบที่มีราคาแพงที่สุดในรถยนต์ไฟฟ้า จึงสามารถผลิตให้มีขนาดเล็กลงได้ ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในขณะที่ลดน้ำหนักโดยรวมได้
Otmar Scharrer รองประธานอาวุโสฝ่ายเทคโนโลยีระบบส่งกำลังไฟฟ้าของ ZF กล่าวว่า "ต้นทุนของรถยนต์ไฟฟ้ายังไม่เท่ากับรถยนต์ที่ใช้น้ำมัน และแบตเตอรี่ขนาดเล็กกว่าจะเป็นทางเลือกที่ดี นอกจากนี้ การมีแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ในรถยนต์ขนาดกะทัดรัดแบบกระแสหลักอย่าง Ioniq 5 ก็ไม่สมเหตุสมผล"
“การเพิ่มแรงดันไฟและกระแสไฟฟ้าเท่าเดิมเป็นสองเท่าทำให้รถยนต์ได้รับพลังงานมากขึ้นเป็นสองเท่า” ไรช์กล่าว “หากเวลาในการชาร์จเร็วพอ รถยนต์ไฟฟ้าอาจไม่จำเป็นต้องเสียเวลาวิ่งระยะทาง 1,000 กิโลเมตร”
ประการที่สอง เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าจะให้กำลังไฟเท่ากันแต่กระแสไฟฟ้าน้อยกว่า จึงสามารถทำให้สายเคเบิลและสายไฟมีขนาดเล็กลงและเบาลงได้ ทำให้ลดการใช้ทองแดงที่มีราคาแพงและหนักได้
พลังงานที่สูญเสียไปก็จะลดลงตามไปด้วย ส่งผลให้มีความทนทานมากขึ้น และประสิทธิภาพของมอเตอร์ดีขึ้น และไม่จำเป็นต้องมีระบบจัดการความร้อนที่ซับซ้อนเพื่อให้แน่ใจว่าแบตเตอรี่ทำงานที่อุณหภูมิที่เหมาะสม
ในที่สุด เมื่อจับคู่กับเทคโนโลยีไมโครชิปซิลิกอนคาร์ไบด์ที่กำลังได้รับความนิยม ระบบ 800 โวลต์สามารถเพิ่มประสิทธิภาพของระบบส่งกำลังได้มากถึง 5 เปอร์เซ็นต์ ชิปนี้จะสูญเสียพลังงานเพียงเล็กน้อยเมื่อทำการสลับ และมีประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับระบบเบรกแบบสร้างพลังงานใหม่
เนื่องจากชิปซิลิกอนคาร์ไบด์รุ่นใหม่ใช้ซิลิกอนบริสุทธิ์น้อยลง ต้นทุนจึงอาจต่ำลงและสามารถจัดหาชิปให้กับอุตสาหกรรมรถยนต์ได้มากขึ้น ซัพพลายเออร์กล่าว เนื่องจากอุตสาหกรรมอื่นๆ มักใช้ชิปซิลิกอนล้วน จึงแข่งขันกับผู้ผลิตรถยนต์ในสายการผลิตเซมิคอนดักเตอร์
“โดยสรุปแล้ว การพัฒนาระบบ 800 โวลต์ถือเป็นสิ่งสำคัญ” Kessel Gruber จาก GKN กล่าวสรุป
2. แผนผังเครือข่ายสถานีชาร์จไฟฟ้า 800 โวลต์
นี่เป็นคำถามอีกข้อหนึ่ง: สถานีชาร์จส่วนใหญ่ที่มีอยู่ในปัจจุบันใช้ระบบ 400 โวลต์ แล้วรถยนต์ที่ใช้ระบบ 800 โวลต์มีข้อได้เปรียบจริงหรือ?
คำตอบที่ผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมให้คือ ใช่ แม้ว่ายานพาหนะจะต้องมีโครงสร้างพื้นฐานการชาร์จไฟที่ใช้แรงดันไฟ 800 โวลต์ก็ตาม
“โครงสร้างพื้นฐานการชาร์จด่วนแบบ DC ที่มีอยู่ส่วนใหญ่มีไว้สำหรับยานพาหนะ 400 โวลต์” Hursted กล่าว “เพื่อให้ชาร์จด่วนได้ 800 โวลต์ เราต้องใช้เครื่องชาร์จด่วนแบบ DC แรงดันไฟสูงและกำลังไฟสูงรุ่นล่าสุด”
นั่นไม่ใช่ปัญหาสำหรับการชาร์จที่บ้าน แต่จนถึงขณะนี้ เครือข่ายการชาร์จสาธารณะที่เร็วที่สุดในสหรัฐอเมริกายังมีข้อจำกัด Reich คิดว่าปัญหานี้ยากกว่าสำหรับสถานีชาร์จบนทางหลวงเสียอีก
อย่างไรก็ตาม ในยุโรป เครือข่ายการชาร์จระบบ 800 โวลต์กำลังเพิ่มขึ้น และ Ionity มีจุดชาร์จบนทางหลวงขนาด 800 โวลต์ 350 กิโลวัตต์จำนวนหนึ่งทั่วทั้งยุโรป
Ionity EU เป็นโครงการความร่วมมือระหว่างผู้ผลิตรถยนต์หลายรายเพื่อสร้างเครือข่ายสถานีชาร์จพลังงานสูงสำหรับยานยนต์ไฟฟ้า ซึ่งก่อตั้งโดย BMW Group, Daimler AG, Ford Motor และ Volkswagen ในปี 2020 Hyundai Motor เข้าร่วมเป็นผู้ถือหุ้นรายใหญ่เป็นอันดับ 5
“เครื่องชาร์จ 800 โวลต์ 350 กิโลวัตต์ หมายถึงระยะเวลาชาร์จ 100 กิโลเมตรใช้เวลา 5-7 นาที” Schaller จาก ZF กล่าว “นั่นเหมือนกาแฟหนึ่งแก้ว”
“นี่คือเทคโนโลยีที่ก้าวล้ำอย่างแท้จริง และยังช่วยให้ภาคอุตสาหกรรมรถยนต์สามารถโน้มน้าวผู้คนให้หันมาใช้รถยนต์ไฟฟ้ามากขึ้น”
จากรายงานล่าสุดของ Porsche ระบุว่าต้องใช้เวลาราว 80 นาทีในการเพิ่มระยะทาง 250 ไมล์ในสถานีพลังงาน 50 กิโลวัตต์ 400 โวลต์ทั่วไป หรือ 40 นาทีหากเป็น 100 กิโลวัตต์ หากทำการระบายความร้อนปลั๊กชาร์จ (ค่าใช้จ่าย น้ำหนัก และความซับซ้อน) ซึ่งจะช่วยลดเวลาลงได้อีกเหลือ 30 นาที
รายงานสรุปว่า “ดังนั้น ในการแสวงหาวิธีชาร์จไฟด้วยความเร็วที่สูงขึ้น การเปลี่ยนไปใช้แรงดันไฟที่สูงขึ้นจึงเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้” Porsche เชื่อว่าหากใช้แรงดันไฟในการชาร์จ 800 โวลต์ เวลาในการชาร์จไฟจะลดลงเหลือประมาณ 15 นาที
การชาร์จไฟทำได้ง่ายและรวดเร็วเหมือนกับการเติมน้ำมัน - มีโอกาสที่จะเกิดขึ้นสูง
3. ผู้บุกเบิกในอุตสาหกรรมอนุรักษ์นิยม
ถ้าเทคโนโลยี 800 โวลต์ดีจริง ก็คงคุ้มค่าที่จะตั้งคำถามว่าทำไมรถยนต์ไฟฟ้าเกือบทั้งหมดจึงยังคงใช้ระบบ 400 โวลต์ ยกเว้นรุ่นที่กล่าวข้างต้น แม้แต่ผู้นำตลาดอย่าง Tesla และ Volkswagen ก็ตาม
Schaller และผู้เชี่ยวชาญคนอื่นๆ ระบุเหตุผลว่าเป็นเพราะ "ความสะดวก" และ "การเป็นผู้นำในอุตสาหกรรม"
บ้านทั่วไปใช้ไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟส 380 โวลต์ (อัตราแรงดันไฟฟ้าเป็นช่วง ไม่ใช่ค่าคงที่) ดังนั้นเมื่อผู้ผลิตรถยนต์เริ่มเปิดตัวรถยนต์ไฮบริดแบบเสียบปลั๊กและรถยนต์ไฟฟ้าล้วน โครงสร้างพื้นฐานด้านการชาร์จก็มีอยู่แล้ว และรถยนต์ไฟฟ้ารุ่นแรกๆ ถูกสร้างขึ้นโดยใช้ส่วนประกอบที่พัฒนาขึ้นสำหรับรถยนต์ไฮบริดแบบเสียบปลั๊ก ซึ่งใช้ระบบ 400 โวลต์
“เมื่อทุกคนใช้ไฟ 400 โวลต์ แสดงว่าระดับแรงดันไฟฟ้านั้นใช้ได้ในโครงสร้างพื้นฐานทุกที่” ชาลเลอร์กล่าว “สะดวกที่สุด พร้อมใช้งานทันที ดังนั้นผู้คนจึงไม่ต้องคิดมาก ตัดสินใจทันที”
Kessel Gruber ให้เครดิตกับ Porsche ในฐานะผู้บุกเบิกระบบ 800 โวลต์ เนื่องจากให้ความสำคัญกับประสิทธิภาพมากกว่าการใช้งานจริง
Porsche กล้าที่จะประเมินอุตสาหกรรมนี้ใหม่ โดยถามตัวเองว่า "นี่คือโซลูชันที่ดีที่สุดจริงๆ หรือไม่" "เราสามารถออกแบบมันตั้งแต่ต้นได้หรือไม่" นั่นคือความงดงามของการเป็นผู้ผลิตรถยนต์สมรรถนะสูง
ผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมเห็นพ้องกันว่าเป็นเพียงเรื่องของเวลาเท่านั้นก่อนที่รถยนต์ไฟฟ้า 800 โวลต์รุ่นใหม่จะเข้าสู่ตลาด
ไม่มีความท้าทายทางเทคนิคมากนัก แต่ต้องมีการพัฒนาและตรวจสอบชิ้นส่วนต่างๆ ต้นทุนอาจเป็นปัญหา แต่ด้วยขนาด เซลล์ที่เล็กลง และทองแดงที่น้อยลง ต้นทุนที่ต่ำจะเกิดขึ้นในไม่ช้า
Volvo, Polestar, Stellantis และ General Motors ระบุแล้วว่ารุ่นในอนาคตจะใช้เทคโนโลยีดังกล่าว
Volkswagen Group กำลังวางแผนที่จะเปิดตัวรถยนต์หลายรุ่นบนแพลตฟอร์ม PPE 800 โวลต์ ซึ่งรวมถึง Macan ใหม่และรถสเตชั่นแวกอนที่ใช้แนวคิด A6 Avant E-tron ใหม่
ผู้ผลิตรถยนต์หลายรายของจีนได้ประกาศเปลี่ยนไปใช้สถาปัตยกรรม 800 โวลต์ รวมถึง Xpeng Motors, NIO, Li Auto, BYD และ Lotus ของบริษัท Geely
“ด้วย Taycan และ E-tron GT คุณจะได้รถยนต์ที่มีสมรรถนะเหนือชั้น Ioniq 5 พิสูจน์ให้เห็นว่ารถยนต์สำหรับครอบครัวราคาจับต้องได้นั้นเป็นไปได้” Kessel Gruber กล่าวสรุป “หากรถยนต์เพียงไม่กี่คันนี้ทำได้ รถยนต์ทุกคันก็สามารถทำได้เช่นกัน”
เวลาโพสต์ : 19 เม.ย. 2565