Tendencias futuras en la industria del vehículo eléctrico
La industria del automóvil es la industria del transporte más grande, Cada año se venden aproximadamente entre 80 y 90 millones de automóviles en todo el mundo.. Con un total de aproximadamente 1.100 millones de vehículos en circulación, es la mayor fuente de emisiones, lo que convierte a la industria en un objetivo natural para los responsables de políticas verdes.
Si bien los primeros diseños de automóviles eléctricos se remontan a hace cien años, el mercado de vehículos eléctricos tal como lo conocemos no ha comenzado a crecer hasta 2011. Debido a su tamaño, el mercado automotriz crea las mayores oportunidades para los actores de la cadena de suministro de vehículos eléctricos, desde materiales avanzados hasta paquetes de baterías, electrónica de potencia y motores eléctricos. También están impulsando una rápida innovación en la electrificación de otros sectores del transporte, ya sea en tecnología, regulación o modelos de negocio.
Previsiones del informe IDTechEx, dentro de 20 añosLos vehículos eléctricos representarán el 76% de los ingresos totales de la movilidad eléctrica.
Escenarios futuros para los mercados eléctricos
Las ventas mundiales de vehículos eléctricos crecerán fuertemente en 2022, superando los 6,4 millones de unidades. IDTechEx predice que este número llegará a 9 millones en 2022este. El pronóstico es positivo, aunque persisten algunos desafíos, como la falta de chips y problemas de producción relacionados con la pandemia. Se vislumbra en el horizonte una grave escasez de materias primas clave, especialmente carbonato de litio. Si bien estos desafíos pueden afectar el momento y el ritmo de la transición, los principales mercados automotrices se están moviendo en una dirección: la descarbonización a través de los vehículos eléctricos.
Informe IDTechEx
El informe proporciona pronósticos regionales (EE. UU., China, Noruega, Reino Unido, Francia, Alemania, Países Bajos, Dinamarca, RdM) y tecnológicos. La cobertura tecnológica incluye vehículos eléctricos de batería (BEV), vehículos eléctricos híbridos (PHEV y HEV) y vehículos de pila de combustible (FCEV), baterías de iones de litio (NMC, NCA, LFP, silicio, sólidas); estado); motores eléctricos (PM, WRSM, ACIM, axiales, electrónica de potencia (SiC, Si IGBT);
Los nuevos avances en sistemas de propulsión están ganando terreno a medida que la autonomía se convierte en un campo de batalla clave para la diferenciación de los vehículos eléctricos en medio de la escasez de baterías. El informe describe el auge de las plataformas de 800 V, los inversores de carburo de silicio (SiC), los sistemas de motores más eficientes y las capacidades de carga rápida de CC.
Celdas de batería y paquetes de baterías
El informe revela el progreso y las oportunidades de las pilas de combustible en el mercado de la automoción y proporciona una previsión global a 20 años. El uso de pilas de combustible en vehículos no es un concepto nuevo. Los principales fabricantes de automóviles, incluidos Toyota, Ford, Honda, General Motors, Hyundai, Volkswagen, Daimler y BMW, Se han realizado enormes inversiones en los últimos 30 años para avanzar en esta tecnología.. En cuanto a los turismos, el desarrollo de las pilas de combustible requiere enormes esfuerzos y gastos, pero a fecha de 2022, sólo dos grandes fabricantes de equipos originales (OEM), Toyota y Hyundai, producen vehículos FCEV, con unas ventas en 2022 inferiores a las 20.000 unidades. Vehículos de pila de combustible.
El despliegue de vehículos de pila de combustible enfrenta importantes desafíos, entre ellos Reducir los costos de los componentes del sistema de pilas de combustible y establecer una infraestructura de hidrogenación adecuada.. El hidrógeno «verde» de bajo costo producido mediante la electrolización de agua utilizando electricidad renovable también es crucial, según el análisis de un nuevo informe de IDTechEx, para garantizar que los combustibles para vehículos de pila de combustible cumplan con las certificaciones ambientales con las que se venden.
Celdas y paquetes de baterías de iones de litio avanzados
Las baterías de iones de litio basadas en ánodos de grafito y cátodos de óxido estratificado (Nmc, Nca) son las más utilizadas en vehículos eléctricos, pero empiezan a alcanzar sus límites de rendimiento, se destacan riesgos ambientales y de suministro, y se mejoran y alternativas a las baterías de iones de litio están surgiendo y cobran cada vez más importancia.
Los iones de litio avanzados se refieren a ánodos metálicos de silicio y litio, electrolitos sólidos, cátodos con alto contenido de níquel y diversos factores de diseño de baterías.
IDTechEx predice que las baterías de iones de litio mantendrán su posición de liderazgo en el mercado de vehículos eléctricos, especialmente en los vehículos eléctricos puros. Sin embargo, Necesidad de mejoras incrementales en cátodos, ánodos, diseño de baterías y densidad de energía..
Electrónica de potencia
Se están logrando avances significativos en la electrónica de potencia del automóvil (inversores, a bordo, convertidores CC-CC) para mejorar la eficiencia del tren motriz, reducir los requisitos de capacidad de la batería o aumentar la autonomía.
Una de las principales formas de mejorar la eficiencia es pasar a MOSFET de carburo de silicio y plataforma para vehículos de alto voltaje (800 V o superior).
Este cambio plantea desafíos para los materiales de los módulos de potencia, ya que requieren frecuencias de conmutación, densidades de potencia y temperaturas de funcionamiento más altas, manteniendo al mismo tiempo una vida útil de 15 años.
La evolución de los motores eléctricos.
Hoy en día, el mercado de motores eléctricos sigue evolucionando, con nuevos diseños, mayores densidades de potencia y par y más consideración por los materiales utilizados. Estas no son sólo mejoras incrementales: desarrollos como los motores de flujo axial y varios fabricantes de equipos originales han eliminado por completo las tierras raras.
Los motores eléctricos se caracterizan por varios parámetros de rendimiento clave. Allá La densidad de potencia y par mejora la dinámica de conducción en un paquete más pequeño y ligero.porque el peso y el espacio de los vehículos eléctricos son muy importantes.
Otro aspecto básico eseficiencia del ciclo de conducción. Mejorar la eficiencia significa menos desperdicio de la valiosa energía almacenada en la batería cuando el vehículo acelera, aumentando así la autonomía de conducción con la misma capacidad de batería. Debido a las numerosas consideraciones de diseño de motores, el mercado de vehículos eléctricos emplea una variedad de soluciones, incluidos motores de imanes permanentes, motores de inducción y motores de rotor bobinado.
El informe revela Tendencias en tecnología y topología de motores.densidad de potencia y par y uso de materiales. Este informe ilustra estas tendencias en el mercado de vehículos eléctricos a batería a través de casos de uso de OEM y proporciona una descripción general de la tecnología por tipo de motor: imán permanente (PM), inducción, rotor bobinado, imán permanente en la rueda, imán permanente axial.
