La carga inalámbrica de vehículos eléctricos alcanzará 6 mil millones para 2033

El desarrollo de sistemas de carga inalámbricos para vehículos eléctricos (EV) ha cobrado impulso lentamente durante la última década. Con sistemas de carga inalámbricos correctamente integrados en los vehículos y ubicados estratégicamente alrededor de una ciudad, así como en los hogares de los propietarios, existe la promesa de no tener que volver a enchufar un EV. Los conductores simplemente deben estacionar como de costumbre sobre una bobina colocada en el suelo o enterrada en él. Hay una serie de empresas que se esfuerzan por ser el jugador dominante en el espacio de carga inalámbrica de vehículos eléctricos, incluidas WiTricity, Hevo, Wave, IPT Technology, Momentum Dynamics y muchas más. En realidad, los sistemas de cada competidor están destinados a diferentes aplicaciones y existe suficiente potencial comercial para todos en este mercado emergente. Este último informe de IDTechEx cubre estos jugadores y más.

El principio básico detrás de la tecnología es la inducción electromagnética. En particular, el uso del acoplamiento inductivo resonante que consiste en agregar un capacitor a cada bobina de inducción para crear dos circuitos resonantes (circuitos LC) con una frecuencia de resonancia específica. Un campo magnético fluctuante es creado por una corriente alterna que opera a esta frecuencia resonante en la bobina transmisora. Este campo magnético luego induce corriente en la bobina receptora. De esta manera, la transferencia de energía se realiza de forma inalámbrica. En algunos casos, esta tecnología también se conoce como "resonancia magnética" y, a menudo, se contrasta con la "inducción" por su capacidad para transferir energía de manera eficiente en un rango de distancias y con compensaciones de posición y orientación.

El sistema de carga inalámbrica consta de tres partes principales: caja de pared, ensamblaje a tierra (GA) y ensamblaje del vehículo (VA). La investigación de IDTechEx encontró que alrededor del 70 % del costo está asociado con el montaje a tierra, donde la electricidad de la red de CA se convierte primero en CC mediante rectificadores y luego se convierte en CA de alta frecuencia mediante inversores. En el lado del vehículo, se necesita un rectificador secundario para convertir la CA transmitida en CC para alimentar la batería del vehículo. El informe aborda los ensamblajes en tierra y en vehículos con una inmersión en los materiales y componentes. Una comparación del TCO con la infraestructura enchufable junto con las comparaciones de la eficiencia general del sistema son algunos de los aspectos más destacados.

La carga inalámbrica de vehículos eléctricos desempeñará un papel clave en el desarrollo de la red general de infraestructura de carga de vehículos eléctricos junto con la carga de CA de nivel 1 y 2 y la carga rápida de CC de nivel 3. Será una solución complementaria para apoyar a la creciente población de vehículos ligeros, medianos y pesados ​​de cero emisiones. Ofrece enormes oportunidades para los OEM de automóviles, los proveedores de nivel 1 y los operadores de flotas.

Estado actual del mercado de carga inalámbrica de vehículos eléctricos

Los estándares de carga inalámbrica han estado en desarrollo durante más de una década antes de ser finalizados y lanzados en 2020. Con el estándar SAE J2954 ahora acordado para los vehículos eléctricos de consumo, la tecnología tiene el potencial de una adopción generalizada.
El estándar se centra en sistemas de carga de potencia relativamente baja, de 3,3 kW a 11 kW, con un nivel de 22 kW en el que se está trabajando. Esto tiene como objetivo la carga estática de automóviles en el hogar o la oficina, o camiones ligeros que se cargan durante la noche en su depósito. Sin embargo, instalar un sistema de carga inalámbrico es un costo adicional para el diseño del vehículo, ya que un conector de cable para la carga enchufable ya es un requisito previo. La instalación de pads de carga inalámbrica integrados en las carreteras también conlleva un costo adicional, ya que incluye una conexión a la red. IDTechEx cree que los desarrollos permanecerán divididos entre un enfoque en cargadores de bajo costo y bajo consumo (menos de 22kW) para la comodidad del consumidor y el equipo más potente para la carga de oportunidad. Seguirá la carga dinámica con caminos especializados para aplicaciones específicas, con lanzaderas como una oportunidad temprana.

La publicación de la norma fue un catalizador muy importante: desde entonces, muchos de los fabricantes de automóviles han estado trabajando con sus proveedores para evaluar, desarrollar y perfeccionar las tecnologías de carga inalámbrica. Empresas como Hyundai, FAW y BYD ya ofrecen hardware de carga inalámbrica instalado de fábrica de jugadores clave en modelos de vehículos seleccionados. Este informe incluye detalles sobre sus sistemas, otras modificaciones de ingeniería y diseños novedosos de algunas instituciones de investigación.

El futuro de la carga inalámbrica de vehículos eléctricos

IDTechEx anticipa que los mayores objetivos de desarrollo para la carga inalámbrica son aumentar la potencia y la eficiencia al mismo tiempo que se reduce el costo total del sistema. Actualmente, los sistemas enchufables ofrecen velocidades de carga más rápidas a un costo menor en comparación con la carga inalámbrica.

La carga inalámbrica de vehículos eléctricos también será de misión crítica para permitir la autonomía. Volkswagen y Hyundai han mostrado conceptos que consisten en plataformas de carga inalámbrica instaladas en lugares de estacionamiento. El servicio de aparcacoches automático podría entonces permitir que sus automóviles encuentren el lugar de estacionamiento más cercano y comiencen a cargar sus baterías, sin ninguna intervención humana. También se espera que los costos de las unidades de carga inalámbricas estáticas disminuyan con la fabricación de mayores volúmenes después de 2025.

Electreon ve aún más lejos en el futuro. La compañía está desarrollando y probando la carga inalámbrica integrada en las carreteras, lo que permite cargar los vehículos mientras están en movimiento. Afirman que las baterías podrían ser más pequeñas y, por lo tanto, se puede reducir el peso y el costo total del vehículo. Sin embargo, la infraestructura para electrificar las carreteras es muy costosa y escalarlas a varios kilómetros es un desafío, ya que solo un pequeño porcentaje de los vehículos que circulan actualmente en la carretera pueden beneficiarse. Sin embargo, se están realizando demostraciones a nivel mundial con algunos países europeos como Suecia, Alemania, Francia e Italia que tienen objetivos ambiciosos para electrificar miles de kilómetros de carreteras.