Aunque todavía hay un camino por recorrer para que los vehículos eléctricos cierren la brecha de rendimiento, seguridad y costo con los motores de combustión interna, un informe reciente de IDTechEx dice que algunos movimientos específicos de la industria de vehículos eléctricos son pasos en la dirección correcta.
Según el autor del informe, Luke Gear, una importante tendencia positiva es el aumento de la electrificación de una variedad de sectores, no solo el automotriz.
“Hace una década, el informe de IDTechEx 2011 predijo 'alcistamente' 1,5 millones de ventas de automóviles eléctricos a batería para 2021: esto resultó ser una subestimación de más de la mitad, ya que China, EE. UU. y Europa hicieron crecer sus mercados el año pasado”, señala Gear. “Los grandes volúmenes y éxitos de los vehículos eléctricos en el mercado automotriz están reduciendo los costos y creando oportunidades para muchos otros sectores de la movilidad”.
Los barcos y barcos se encuentran entre los que experimentan un auge de la electrificación, con entregas de ferry eléctrico que han crecido a ~80MWh al año debido a que los costos de los paquetes de baterías cayeron por debajo de $600 por kWh, las densidades de energía mejoraron y la gestión térmica innovaciones aumentaron enormemente la seguridad.
En opinión del autor, impulsores similares están impulsando la inversión en taxis aéreos eléctricos , ya que American Airlines, Virgin Atlantic, United Airlines, UPS y Avolon han realizado pedidos anticipados.
“La electrificación no es tanto imparable como inevitable y seguirá desempeñando un papel dominante en la descarbonización de la movilidad”, dice el informe.
En lo que respecta a las baterías, el analista de mercado pronostica que las baterías a base de litio seguirán siendo el gran facilitador de la electrificación, particularmente si la industria amplía sus esfuerzos para aumentar la sostenibilidad de materias primas y cadenas de suministro, al mismo tiempo que garantiza que todavía haya suficiente suministro para satisfacer la creciente demanda.
“Más adelante en la década, un movimiento más allá del ion de litio hacia el santo grial de las baterías de estado sólido y de metal de litio es fundamental para un cambio radical en la seguridad y el rendimiento. , y abrir la puerta a nuevas aplicaciones, como los aviones eléctricos de largo recorrido”, señala el informe.
Motores y trenes motrices
Para Gear, otro movimiento que se espera que gane impulso en los próximos años es la utilización de soluciones de motores sin imanes e incluso sin cobre a medida que los fabricantes de automóviles comiencen a adoptar varias tecnologías para equilibrar el rendimiento, la sostenibilidad, la demanda del mercado y el costo.
El experto explica que, debido a su alto rendimiento y eficiencia superior, los motores de imanes permanentes son la tecnología por defecto para las aplicaciones de tracción y su mercado ha crecido de forma natural con el éxito desbocado de los coches eléctricos. Sin embargo, los imanes dificultan el reciclaje al final de su vida útil y plantean preocupaciones sobre la volatilidad de los precios y las prácticas de minería sostenible, ya que la mayoría del material se extrae y se obtiene en China.
«La dependencia a largo plazo únicamente de las máquinas de imanes permanentes parece cada vez más insostenible, con señales de advertencia que comienzan a mostrarse en los altos precios del neodimio, el ingrediente principal de los imanes de tierras raras».
En una nota similar, es probable que cada vez más fabricantes de automóviles cambien a la electrónica de potencia de banda prohibida ancha, especialmente los dispositivos MOSFET de carburo de silicio.
Los datos de IDTechEx predicen que aproximadamente la mitad del mercado de automóviles eléctricos cambiará a estos dispositivos eficientes para 2011, lo que permitirá sistemas de propulsión de alto voltaje eficientes.
“A principios de 2021, Mercedes mostró el concepto Vision EQXX capaz de 1000km. Si bien hay mucha tecnología detrás de este concepto, incluida la carrocería solar, el diseño (factor de arrastre), baterías de ánodo de silicio y motores de flujo axial, un El habilitador clave es la plataforma 600 V, algo que solo es práctico con carburo de silicio”, afirma el expediente.
Características clave de seguridad
Finalmente, se espera que una mayor atención a las características de seguridad sea clave en los próximos años, particularmente cuando se trata de la gestión térmica de motores eléctricos y electrónica de potencia. “Los motores de imanes permanentes requieren una temperatura de funcionamiento específica para evitar daños. Además, permitir que las bobinas de cobre de un motor se calienten demasiado puede reducir la eficiencia o dañar el aislamiento del devanado”, escribe Gear. “La transición de carburo de silicio en la electrónica de potencia también presenta una serie de desafíos térmicos a nivel de paquete para lidiar con el aumento de las temperaturas de unión, incluida la unión de cables. , tecnologías de fijación de troqueles y sustratos.” En el ámbito de las baterías, el analista destaca el hecho de que la química de las baterías está evolucionando con la adopción de cátodos de níquel más altos, baterías LFP que están resurgiendo y se presta más atención a las baterías de estado sólido. “Estos cambios tienen un profundo impacto en los requisitos relacionados con la gestión térmica y los materiales en las baterías de vehículos eléctricos”, señala Gear. “Fuera de la celda, vemos que los OEM hacen la transición hacia diseños de celda a paquete con anuncios de Tesla, Stellantis, BYD, VW y más. Este cambio fundamental en la estructura del paquete de baterías conduce a cambios en la forma en que se incorporan las estrategias y los materiales térmicos, incluidos los materiales de interfaz térmica, los canales de refrigeración y la protección contra incendios”.
