Ηλεκτρικά οχήματα άνω των 1.000 volt: Το ODYSSEV και το επόμενο βήμα στην ταχεία φόρτιση

Το FH Dortmund (Πανεπιστήμιο Εφαρμοσμένων Επιστημών του Ντόρτμουντ) ερευνά συστήματα κίνησης ηλεκτρικών οχημάτων που ξεπερνούν τα 1.000 volt.

Το έργο ODYSSEV και η έρευνα σε τάσεις πολύ πάνω από τα 800V

Στο έργο ODYSSEV, διάφορα πανεπιστήμια και βιομηχανικοί εταίροι, μεταξύ των οποίων το FH Dortmund, το Πανεπιστήμιο της Βρέμης και ο προμηθευτής ZF Friedrichshafen, ερευνούν νέα συστήματα κίνησης υψηλής τάσης πολύ πάνω από τα 800 volt.

Τέτοιες λύσεις θα μπορούσαν να βελτιώσουν σημαντικά την απόδοση της φόρτισης.

Η Porsche Taycan ήταν το πρώτο αμιγώς ηλεκτρικό μοντέλο μαζικής παραγωγής παγκοσμίως με ηλεκτρικό σύστημα επί του οχήματος στα 800 volt, όταν παρουσιάστηκε το 2019, ενώ μέχρι τότε τα 400 volt αποτελούσαν το βιομηχανικό πρότυπο.

Παρότι τα συστήματα 400V παραμένουν διαδεδομένα, τα 800V υιοθετούνται πλέον από όλο και περισσότερους κατασκευαστές. Έτσι προκύπτει φυσικά το ερώτημα: ποιο είναι το επόμενο βήμα;

Αυτό ακριβώς επιχειρεί να απαντήσει το ευρωπαϊκό ερευνητικό έργο «Optimised DYnamics of High-Voltage Powertrains: Developing Sustainable Systems for Electric Vehicles», ή ODYSSEV.

Χρηματοδότηση, διάρκεια και ο στόχος των 1.000V+

Το έργο διάρκειας 42 μηνών χρηματοδοτείται από το πρόγραμμα Horizon Europe της ΕΕ μέσω της σύμπραξης 2ZERO Partnership και ξεκίνησε πρόσφατα με εκδήλωση έναρξης στο ισπανικό Ινστιτούτο CIRCE στη Σαραγόσα.

Στόχος είναι να προχωρήσει η χρήση τεχνολογιών υψηλής τάσης στα ηλεκτρικά οχήματα και να οριστούν ασφαλή πρότυπα, με ιδιαίτερη έμφαση σε συστήματα που υπερβαίνουν τα 1.000 volt—επίπεδο που δεν αξιοποιείται ακόμη από Ευρωπαίους κατασκευαστές.

Ωστόσο, ο Κινέζος κατασκευαστής BYD παρουσίασε περίπου πριν από έναν χρόνο πλατφόρμα 1.000 volt σε δύο μοντέλα, επιτρέποντας φόρτιση σε επίπεδο megawatt.

Γιατί η Ευρώπη «πρέπει να τρέξει»: οφέλη και κίνητρα

Για τους Ευρωπαίους κατασκευαστές, αυτό σημαίνει ότι υπάρχει επείγουσα ανάγκη να παρακολουθήσουν τις εξελίξεις. Ο επικεφαλής του έργου στο FH Dortmund, Καθ. Dr. Markus Thoben, δήλωσε:

«Οι τεχνολογίες υψηλής τάσης πέρα από τα 800 volt δεν επιτρέπουν μόνο δραματικά μικρότερους χρόνους φόρτισης, αλλά και ελαφρύτερα οχήματα χάρη σε λεπτότερα καλώδια και υψηλότερη συνολική απόδοση λόγω μειωμένων απωλειών ενέργειας. Αυτό καθιστά τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα καταλληλότερα για καθημερινή χρήση και πιο ελκυστικά για ένα ευρύ φάσμα αγοραστών.»

Συνοπτική σύγκριση επιπέδων τάσης

Οι τεχνικές δυσκολίες πάνω από τα 1.000V

Όμως, όσο υψηλότερη είναι η τάση στο ηλεκτρικό σύστημα του οχήματος, τόσο μεγαλύτερες είναι και οι προκλήσεις: πάνω από τα 1.000 volt, οι απαιτήσεις για υλικά μόνωσης αυξάνονται δραστικά, οι συμβατικοί ημιαγωγοί πυριτίου φτάνουν στα όριά τους, και οι μπαταρίες πρέπει να αντέχουν τη μαζική εισροή ενέργειας κατά την ταχεία φόρτιση χωρίς να υπερθερμαίνονται. Εδώ ακριβώς παρεμβαίνει το ODYSSEV.

Ποιοι συμμετέχουν: 14 φορείς από 8 χώρες

Το έργο περιλαμβάνει 14 ερευνητικούς οργανισμούς και εταιρείες από οκτώ ευρωπαϊκές χώρες—μεταξύ των οποίων το University College London, το FH Dortmund, το Πανεπιστήμιο της Βρέμης, το KTH Royal Institute of Technology στη Σουηδία, καθώς και βιομηχανικούς εταίρους όπως η Mitsubishi Electric Europe και η ZF Friedrichshafen.

Από τους ημιαγωγούς έως τον κινητήρα: ολόκληρη η «αλυσίδα» ανάπτυξης

Το ODYSSEV στοχεύει να καλύψει ολόκληρη την αλυσίδα ανάπτυξης—από καινοτόμους ημιαγωγούς έως μονάδες ισχύος υψηλής απόδοσης και την ενσωμάτωσή τους σε κρίσιμα εξαρτήματα όπως οι ενσωματωμένοι φορτιστές (onboard chargers) και οι μετατροπείς έλξης (traction inverters).

Επιπλέον, θα αναπτυχθεί ένας ειδικός ηλεκτροκινητήρας σχεδιασμένος για αυτή την αρχιτεκτονική υψηλής τάσης, ο οποίος—μαζί με μια αναδιαμορφώσιμη συστοιχία μπαταριών—θα αποτελέσει τη βάση για ένα ιδιαίτερα αποδοτικό και κλιμακούμενο σύστημα κίνησης.

Πρακτικές προεκτάσεις των 1.000V+

Η μετάβαση σε αρχιτεκτονικές πάνω από 1.000V δεν αφορά μόνο το «πόσο γρήγορα φορτίζει» ένα αυτοκίνητο, αλλά το πώς σχεδιάζεται συνολικά το ενεργειακό του οικοσύστημα.

Σε υψηλότερη τάση, για την ίδια ισχύ απαιτείται μικρότερο ρεύμα, κάτι που μπορεί να μειώσει τις θερμικές απώλειες σε καλώδια, ζυγούς (busbars) και ηλεκτρονικά ισχύος.

Αυτό ανοίγει τον δρόμο για πιο συμπαγή υποσυστήματα—με την προϋπόθεση ότι υλικά, συνδετήρες και στρατηγικές μόνωσης έχουν σχεδιαστεί εξαρχής για αυτά τα επίπεδα.

Τι πρέπει να «δέσει» μαζί: μπαταρία, ψύξη, καμπύλη φόρτισης

Στην πράξη, η μέγιστη ισχύς φόρτισης καθορίζεται από το πιο αδύναμο σημείο:

• Χημεία και αρχιτεκτονική κυψελών: η αποδοχή υψηλής ισχύος εξαρτάται από εσωτερική αντίσταση και θερμική συμπεριφορά.
• Θερμική διαχείριση: υγρά κυκλώματα ψύξης, θερμικές πλάκες και αλγόριθμοι προθέρμανσης/ψύξης επηρεάζουν τη σταθερότητα.
• Καμπύλη φόρτισης: δεν αρκεί ένα «peak» νούμερο kW· σημασία έχει πόσο χρόνο διατηρείται σε υψηλά επίπεδα.

Υποδομή φόρτισης: συμβατότητα και πραγματικοί περιορισμοί

Ακόμη κι αν ένα EV υποστηρίζει 1.000V+, η εμπειρία χρήσης θα εξαρτηθεί από τους φορτιστές υψηλής ισχύος (HPC) και από το κατά πόσο το δίκτυο μπορεί να τροφοδοτήσει σταθερά υψηλές αιχμές.

Η «φόρτιση megawatt» ταιριάζει σήμερα περισσότερο σε βαρέα οχήματα και στόλους, όμως η τεχνογνωσία που αναπτύσσεται μπορεί να περάσει και στα επιβατικά, ειδικά σε διαδρομές μεγάλων αποστάσεων.

Πρακτικές συμβουλές για καταναλωτές και fleet managers

1. Κοιτάξτε πέρα από το marketing: ζητήστε στοιχεία για 10–80% χρόνο φόρτισης και όχι μόνο μέγιστο kW.
2. Ελέγξτε αν το όχημα είναι 800V/1.000V ή αν «ανεβάζει» τάση μέσω μετατροπέα—έχει επίπτωση σε απόδοση/θερμότητα.
3. Δώστε βάρος στη διαθεσιμότητα φορτιστών στη διαδρομή σας (ισχύς, αξιοπιστία, πραγματικές επιδόσεις).