Tendencias en las capacidades de carga de vehículos eléctricos

El crecimiento del mercado de vehículos eléctricos puede parecer inevitable: el enfoque en la reducción de las emisiones de CO2, el clima político actual, la inversión del gobierno y la industria automotriz y la búsqueda continua de una sociedad totalmente eléctrica apuntan a una bendición para los vehículos eléctricos. Sin embargo, hasta ahora, la adopción generalizada de vehículos eléctricos por parte de los consumidores se ha visto obstaculizada por los largos tiempos de carga y la falta de infraestructura de carga. Los avances en la tecnología de carga de vehículos eléctricos están abordando estos desafíos, permitiendo una carga rápida y segura en casa y en la carretera. Los componentes y la infraestructura de carga están aumentando para satisfacer las necesidades del mercado de vehículos eléctricos en rápido crecimiento, allanando el camino para un crecimiento exponencial del transporte eléctrico.

FUERZAS IMPULSORAS DEL MERCADO DE VEHÍCULOS VEHÍCULOS

La inversión en vehículos eléctricos viene creciendo desde hace varios años, pero varios sectores de la sociedad han enfatizado una mayor atención y demanda. El creciente enfoque en las soluciones climáticas ha resaltado la importancia de los vehículos eléctricos: la capacidad de reducir las emisiones de carbono de los motores de combustión interna e invertir en transporte de energía limpia se ha convertido en un objetivo generalizado tanto para el gobierno como para la industria. Este enfoque en el crecimiento sostenible y la conservación de los recursos naturales también impulsa la tecnología hacia una sociedad totalmente eléctrica: un mundo con energía ilimitada basada en recursos renovables sin emisiones nocivas.
Estos impulsores ambientales y tecnológicos se reflejan en las prioridades de la regulación y la inversión federales, particularmente a la luz de la Ley de Empleos e Inversión en Infraestructura de 2021, que destinó 7.500 millones de dólares para infraestructura de vehículos eléctricos a nivel federal, 2.500 millones de dólares para subvenciones para infraestructura de carga y repostaje de vehículos eléctricos, y $5 mil millones para el Programa Nacional de Carga de Vehículos Eléctricos. La Administración Biden también persigue el objetivo de construir e instalar 500.000 estaciones de carga de CC en todo el país.

Esta tendencia también se puede observar a nivel estatal. Estados como California, Massachusetts y Nueva Jersey están impulsando leyes para adoptar vehículos totalmente eléctricos. Los créditos fiscales, el movimiento Electrify America, los incentivos y los mandatos también influyen tanto en los consumidores como en los fabricantes para que adopten el movimiento de los vehículos eléctricos.

Los fabricantes de automóviles también se están sumando al movimiento hacia los vehículos eléctricos. Los principales fabricantes de automóviles heredados, incluidos GM, Ford, Volkswagen, BMW y Audi, están introduciendo constantemente nuevos modelos de vehículos eléctricos. Para finales de 2022, se espera que haya más de 80 modelos de vehículos eléctricos e híbridos enchufables disponibles en el mercado. También hay un número creciente de nuevos fabricantes de vehículos eléctricos que se unen al mercado, incluidos Tesla, Lucid, Nikola y Rivian.

Las empresas de servicios públicos también se están preparando para una sociedad totalmente eléctrica. Es importante que las empresas de servicios públicos se mantengan a la vanguardia en lo que respecta a la electrificación para poder satisfacer la creciente demanda, y se necesitará infraestructura crítica, incluidas microrredes, a lo largo de las carreteras interestatales para dar cabida a las estaciones de carga de energía. La comunicación entre el vehículo y la red también está ganando terreno en las autopistas.

OBSTÁCULOS PARA EL CRECIMIENTO

Si bien está ganando impulso para la adopción generalizada de vehículos eléctricos, se espera que los desafíos obstaculicen el crecimiento. Si bien los incentivos alentarán a los consumidores o a las flotas a cambiar a vehículos eléctricos, pueden tener un inconveniente: puede haber un movimiento para que los vehículos eléctricos puedan comunicarse con la infraestructura para realizar un seguimiento del kilometraje, lo que requerirá innovaciones tecnológicas e infraestructura de comunicaciones al aire libre.

Uno de los mayores obstáculos para la adopción de vehículos eléctricos por parte del consumidor es una infraestructura de carga confiable y eficiente. Se estima que de aquí a 2030 se necesitarán 9,6 millones de puertos de carga para dar cabida al crecimiento previsto del mercado de vehículos eléctricos. Casi el 80% de esos puertos serán cargadores domésticos y alrededor del 20% serán cargadores públicos o en el lugar de trabajo. Actualmente, los consumidores dudan en comprar un vehículo eléctrico debido a la ansiedad por la autonomía: la preocupación de que su automóvil no pueda realizar un viaje largo sin tener que recargarlo y de que las estaciones de carga no estén disponibles o no sean eficientes cuando sea necesario.

En particular, los cargadores públicos o compartidos deben poder ofrecer capacidades de carga de alta velocidad casi constantes durante todo el día. Un conductor que se detiene en una estación de carga a lo largo de una autopista probablemente necesite una carga rápida de alta potencia: los sistemas de carga de alta potencia podrán proporcionar a los vehículos una batería casi completamente recargada después de solo unos minutos de carga.

Los cargadores de alta velocidad requieren consideraciones de diseño específicas para funcionar de manera confiable. Las capacidades de refrigeración líquida son necesarias para mantener las clavijas de carga a una temperatura óptima y prolongar el tiempo que un vehículo puede cargarse con corrientes más altas. En áreas de carga con gran densidad de vehículos, mantener las clavijas de contacto refrigeradas creará una carga de alta potencia confiable, eficiente y consistente para satisfacer el flujo constante de la demanda de carga de los consumidores.

CONSIDERACIONES DE DISEÑO DEL CARGADOR DE ALTA POTENCIA

Los cargadores de vehículos eléctricos se fabrican cada vez más centrándose en optimizar la robustez y las capacidades de carga de alta potencia para satisfacer las necesidades de los conductores de vehículos eléctricos y superar la ansiedad por la autonomía. Un cargador de vehículos eléctricos de alta potencia con 500 amperios es posible gracias al sistema de monitoreo y refrigeración líquida: el soporte de contactos en el conector de carga presenta conductividad térmica y también sirve como disipador de calor, ya que el refrigerante disipa el calor a través de conductos de refrigeración integrados. Estos cargadores contienen una variedad de sensores, incluidos sensores de fuga de refrigerante y monitoreo preciso de la temperatura en cada contacto de alimentación para garantizar que las clavijas no superen los 90 grados Celsius. Si se alcanza ese umbral, el controlador de carga en la estación de carga reduce la potencia de salida para mantener una temperatura aceptable.

Los cargadores de vehículos eléctricos también deben poder resistir el desgaste y someterse fácilmente a mantenimiento. Las manijas de carga de vehículos eléctricos están diseñadas para resistir el desgaste, por lo que es inevitable un manejo brusco con el tiempo que afecte la cara de acoplamiento. Cada vez más, los cargadores se diseñan con componentes modulares, lo que permite reemplazar fácilmente la cara de acoplamiento.
La gestión de cables en las estaciones de carga también es una consideración importante para la longevidad y la confiabilidad. Los cables de carga de alta potencia contienen alambres de cobre, líneas de refrigeración líquida y cables de actividad, pero aun así tienen que resistir ser arrastrados o atropellados. Otras consideraciones incluyen pestillos con cerradura, que permiten al conductor dejar (modularidad de la cara de acoplamiento junto con una ilustración del flujo de refrigerante) su vehículo cargando en una estación pública sin preocuparse de que alguien pueda desconectar el cable.