Platformy do samochodów elektrycznych

Platformy do samochodów elektrycznych: wprowadzenie i rys historyczny

Platformy budowy samochodów elektrycznych, zwane też architekturami EV, są kluczowe, ponieważ stanowią fundament, na którym powstaje wiele różnych modeli. Umożliwiają one skalowanie produkcji, obniżanie kosztów i szybkie wprowadzanie innowacji.

Ale zacznijmy od początku pierwsza platforma do budowy pojazdów elektrycznych powstała w Szkocji w roku 1839!

Robert Andreson i jego samochód a raczej zgodnie z nazwą „Wagon elektryczny osobowy” był napędzany przez prymitywne jednorazowe akumulatory kwasowe. Po rozładowaniu akumulator był wyrzucany i wkładany nowy.

Jednak to nie był problem w rozwoju- już w 1859 wynaleziono wielorazowe i możliwe doładowania akumulatory kwasowo- ołowiowe.

fot. Muzeum Waszyngtońskie, ulotka zakupu samochodu elektrycznego z roku 1895, zaznaczyć trzeba, że średnia cena konia pociągowego w tamtym czasie to około 200 dolarów. 

Stąd Thomas Parker w 1884 roku wynajduje pierwszy w pełni praktyczny samochód elektryczny w historii. Co więcej już w 1887 roku jego pojazd zaczyna regularne codzienne jazdy w British Milk i Royal Post. Jeździli m.in. w Londynie gdzie mieszkańcy narzekali na głośną jazdę koni – stąd w godzinach porannych pojazdy elektryczne Parkera rozwoziły mleko i pocztę.

Dalszy rozwój

Trzeba tutaj zaznaczyć, że kolejny szkot – John Boyd DUNLOP wynajduje pierwszą oponę pneumatyczną z dętką w 1888 roku – najpierw do rowerów ale już w 1889 roku pierwsza opona automobilna ( nazwa oryginalna) trafia do samochodu Parkera. Pojazdy te są w użytku aż do 1915 roku kiedy coraz większą popularność zdobywają samochody spalinowe.

O ile akumulatory kwasowo ołowiowe przetrwały do naszych czasów i są używane to pierwsze kroki w dziedzinie platform dla samochodów elektrycznych były – bardzo eksperymentalne. Chociażby fakt, że każdy z nich był wybudowany nie z metalu a z drewna pokazuje ówczesne podejście do inżynierii.

Na zdjęciach można zobaczyć też ładowarki jakie wtedy budowano ale to całych systemach ładowania dowiesz się w oddzielnej serii artykułów.

fot. pierwsza publiczna ładowarka- muzeum w Waszyngtonie, dla porównania po prawej nowoczesna stacja ładowania.

fot. Muzeum Londyńskie- Londyńskie Mleczarki 1897 rok

Musimy przeskoczyć aż do 2007 roku kiedy powstaje firma TESLA INC. Wcześniejsze pojazdy elektryczne były głównie przerobionymi samochodami spalinowymi i głównie służyły do pokazania możliwości inżynierskich niż do prawdziwego wprowadzenia pojazdów elektrycznych. Coraz więcej samochodów hybrydowych powoduje powolne przyzwyczajanie się do myśli powrotu samochodów elektrycznych ale do przełomu miało dojść dopiero za 13 lat.

Oto przegląd najważniejszych platform do budowy samochodów elektrycznych występujących na świecie, podzielony na głównych graczy:

1. Grupa Volkswagen (VW, Audi, Skoda, SEAT)

• MEB (Modularer E-Antriebs-Baukasten – Modułowy Zestaw Napędu Elektrycznego):
  • Charakterystyka: Najważniejsza platforma VW, zaprojektowana od podstaw z myślą o pojazdach elektrycznych. Pozwala na dużą elastyczność w zakresie rozstawu osi, rozmiaru baterii i konfiguracji napędu (tylny lub na wszystkie koła).
  • Modele: VW ID.3, ID.4, ID.5, ID.7, Skoda Enyaq, Audi Q4 e-tron.
  • Ciekawostka: Platforma jest również udostępniana innym producentom, np. Ford wykorzystuje ją do niektórych swoich modeli w Europie jak Explorer czy Caprii.
• PPE (Premium Platform Electric):
  • Charakterystyka: Wspólna architektura Audi i Porsche, przeznaczona dla samochodów klasy premium i o wysokiej wydajności. Często wykorzystuje architekturę 800V.
  • Modele: Porsche Macan EV, Audi A6 e-tron, Audi Q6 e-tron.

2. Hyundai Motor Group (Hyundai, Kia, Genesis)

• E-GMP (Electric Global Modular Platform):
  • Charakterystyka: Jedna z najbardziej zaawansowanych platform. Obsługuje architekturę 800V, co pozwala na bardzo szybkie ładowanie (do 350 kW). Ma płaską podłogę i możliwość zasilania zewnętrznych urządzeń (V2L – Vehicle-to-Load).
  • Modele: Hyundai Ioniq 5, Ioniq 6, Kia EV6, Kia EV9, Genesis GV60.

3. Stellantis (Peugeot, Citroën, Opel, Fiat, Jeep, Dodge)

Stellantis rozwija cztery główne platformy, wszystkie z naciskiem na elastyczność i skalowalność:

• STLA Small: Dla małych pojazdów (zasięg do ok. 500 km).
• STLA Medium: Dla aut kompaktowych i SUV-ów (zasięg do ok. 700 km).
• STLA Large: Dla większych samochodów, luksusowych i performance (zasięg do ok. 800 km).
• STLA Frame: Dla pick-upów i dużych samochodów dostawczych, z konstrukcją ramową.

4. General Motors (GM)

• Ultium:
  • Charakterystyka: Globalna platforma GM, wykorzystująca zaawansowane baterie Ultium (w kształcie torebek), które można układać w stosy pionowo lub poziomo, co daje dużą elastyczność w projektowaniu pojazdów. Obsługuje różne konfiguracje napędu.
  • Modele: Cadillac Lyriq, GMC Hummer EV, Chevrolet Silverado EV.

 fot. GMC Media Center- Hummer EV Ultium

5.Chińscy Producenci

Chiny są liderem w rozwoju platform EV, a ich architektury charakteryzują się wysoką integracją systemów i innowacyjnym podejściem do baterii.

• BYD – e-Platform 3.0:
  • Charakterystyka: Wysoko zintegrowana platforma, używająca innowacyjnych Blade Batteries (baterie ostrzowe), które są cieńsze, bezpieczniejsze i stanowią integralną część struktury podwozia (Cell-to-Body). Obsługuje architekturę 800V.
  • Modele: BYD Seal, Atto 3, Dolphin.
• Geely (Volvo, Polestar, Lotus) – SEA (Sustainable Experience Architecture):
  • Charakterystyka: Modułowa i skalowalna platforma, na której powstaje wiele modeli różnych marek należących do Geely. Obejmuje zarówno małe samochody, jak i duże SUV-y.
  • Modele: Polestar 4, Volvo EX30, Zeekr 001.

6. Inni Główni Producenci

• BMW – Neue Klasse (Nowa Klasa):
  • Charakterystyka: Przyszła architektura EV, zapowiedziana na 2025 rok. Będzie w pełni skoncentrowana na elektryczności i cyfryzacji, z naciskiem na nowe, cylindryczne ogniwa baterii i architekturę 800V.
• Mercedes-Benz – EVA (Electric Vehicle Architecture) i MMA (Modular Mercedes Architecture):
  • EVA: Dla większych, luksusowych modeli (np. EQS, EQE).
  • MMA: Przyszła platforma dla segmentu kompaktowego i średniego.
• Tesla:
  • Tesla, choć nie używa oficjalnych nazw platform w stylu konkurencji, w rzeczywistości jej samochody (Model S/X i Model 3/Y) bazują na bardzo specyficznych i zintegrowanych architekturach, które są ciągle rozwijane. Kładą nacisk na integrację baterii z podwoziem (structural battery pack), minimalizm konstrukcji i gigaprasy (Giga Press) do produkcji dużych elementów karoserii.

Podsumowanie: Główne Trendy w Platformach EV

1. Skalowalność i Modułowość: Platformy są projektowane tak, aby móc na nich budować od małych hatchbacków po duże SUV-y i furgonetki.
2. Architektura 800V: Coraz więcej platform (E-GMP, PPE, BYD e-Platform 3.0) przechodzi na systemy 800V, co umożliwia znacznie szybsze ładowanie.
3. Integracja Baterii z Konstrukcją (Cell-to-Body/Chassis): Bateria staje się elementem nośnym konstrukcji pojazdu, co zwiększa sztywność i bezpieczeństwo, a także maksymalizuje przestrzeń pasażerską (np. BYD, Tesla).
4. Software-Defined Vehicle (SDV): Platformy są ściśle powiązane z oprogramowaniem, pozwalając na aktualizacje „over-the-air” i dodawanie nowych funkcji.

Jak widać ilość platform i mnogość ich zastosowań jest szeroki jak horyzont. Trzeba jednak pamiętać, że jesteśmy w punkcie rewolucji -nowej rewolucji przemysłowej i to jak rynek będzie się konsolidował zobaczymy w najbliższych latach.