Moldeando la Movilidad del Mañana: Explorando las Progresiones de los Sistemas de Propulsión de VEs y la Supremacía del Mercado de Asia Pacífico

INTRODUCCIÓN

El tren motriz de un vehículo es responsable de generar la potencia necesaria para mover sus ruedas. Los vehículos eléctricos cuentan con un sistema de tren motriz mucho más sencillo, que comprende un número mucho menor de componentes que los de los vehículos propulsados por un motor de combustión interna. Generalmente, el tren motriz de un vehículo eléctrico consta de un paquete de baterías, inversores para la transferencia de energía y uno o más motores eléctricos conectados por un accionamiento de reducción final. Los vehículos híbridos y los vehículos híbridos enchufables incorporan componentes adicionales en el tren motriz, como un motor de combustión interna, una transmisión dedicada y un sistema de escape. Según el informe publicado por UnivDatos Market Insights, el mercado mundial de trenes motrices para vehículos eléctricos es de 235 700 millones de dólares y se espera que alcance los 1 725 100 millones de dólares en 2030.

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Fig. 1. Ventas mundiales de varios vehículos eléctricos, 2010-2022

La industria de los vehículos eléctricos (VE) ha experimentado un notable aumento de crecimiento en los últimos años, impulsado por los avances en la tecnología y una mayor conciencia ambiental. El tren motriz se encuentra en el quid de esta revolución, el intrincado sistema responsable de transformar la energía eléctrica en energía mecánica para la propulsión.

Figura 2: Componente del tren motriz del vehículo eléctrico con un porcentaje de participación en términos de precio

BATERÍAS

La base de cualquier tren motriz de vehículo eléctrico reside en la batería, y con la aparición de las baterías de iones de litio, ha habido una revolución en el panorama de los VE. Esto ha traído consigo una mayor densidad de energía, mejores capacidades de carga y una vida útil más larga, lo que se traduce en una mayor autonomía para los vehículos eléctricos. A medida que la tecnología de las baterías siga avanzando con la exploración de las baterías de estado sólido y otros desarrollos de vanguardia, se puede anticipar un progreso aún mayor en la autonomía, la velocidad de carga y la reducción de costes.

Figura 3: Instantánea de las baterías de los vehículos eléctricos

MOTORES EFICIENTES

La eficiencia de los motores es esencial para maximizar el potencial de los vehículos eléctricos. Los motores síncronos de imanes permanentes (PMSM) se han convertido en la opción preferida, ya que son famosos por su alta eficiencia, tamaño compacto y características de par. Los recientes avances en el diseño de motores, como la integración de materiales avanzados y configuraciones de imanes optimizadas, han aumentado la potencia de salida y mejorado la eficiencia general. Además, con la incorporación de algoritmos de control de motores y software predictivo, se puede lograr una aceleración más suave, un frenado regenerativo y un control preciso del par, lo que conduce a una experiencia de conducción óptima.

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ELECTRÓNICA DE POTENCIA

La electrónica de potencia forma un enlace esencial entre la batería, el motor y otros componentes del tren motriz. Estos sistemas electrónicos, como los inversores, los convertidores y los controladores de motor, gestionan eficazmente el flujo de energía eléctrica, optimizando tanto la eficiencia como el rendimiento. El desarrollo de la electrónica de potencia ha reducido las pérdidas de energía, mejorado la gestión térmica y aumentado la densidad de potencia, lo que ha dado como resultado trenes motrices más económicos y compactos. Además, se prevé que las innovaciones en los semiconductores de carburo de silicio (SiC) y nitruro de galio (GaN) revolucionen la electrónica de potencia, facilitando velocidades de conmutación más elevadas y reduciendo las pérdidas.

SOFTWARE INTELIGENTE

Las soluciones de software inteligentes se han convertido en esenciales para la evolución del tren motriz. Los algoritmos avanzados y las técnicas de aprendizaje automático pueden optimizar la eficiencia del tren motriz, ajustarse a las condiciones ambientales cambiantes y mejorar el rendimiento. Al recurrir a datos en tiempo real y analizar el comportamiento del conductor, los controles predictivos permiten un uso óptimo de la energía, un mantenimiento predictivo y experiencias de conducción personalizadas. A medida que la industria siga adoptando la conectividad y la integración de vehículos a la red, los desarrollos de software seguirán siendo cruciales para el avance de la optimización del tren motriz y la gestión inteligente de la energía.

ANÁLISIS REGIONAL

Según el informe publicado por UnivDatos Market Insights sobre el mercado mundial de trenes motrices para vehículos eléctricos, el mercado está dominado por la región de Asia Pacífico, que casi conquistó el 59,2 % de la cuota de mercado en 2022 y se espera que domine el mercado en 2030 con una cuota de mercado de aproximadamente el 63,4 % en 2030. La demanda de baterías para vehículos eléctricos en la región de Asia-Pacífico está creciendo rápidamente debido a varios factores, entre ellos las políticas gubernamentales, los avances tecnológicos, la inversión de los fabricantes de baterías y el crecimiento económico. Además, la región es el mercado automovilístico más grande del mundo, y los gobiernos de países como China, Japón y Corea del Sur están fomentando activamente la adopción de vehículos eléctricos para reducir la contaminación del aire y las emisiones de carbono. Esto ha dado lugar a un aumento de la demanda de vehículos eléctricos, lo que a su vez ha generado una demanda de trenes motrices para vehículos eléctricos. La adopción de baterías para vehículos eléctricos (VE) está aumentando rápidamente en la región de Asia Pacífico debido a una mayor concienciación sobre la contaminación atmosférica y sus riesgos para la salud asociados. Las zonas de la región de Asia Pacífico han experimentado niveles alarmantes de contaminación atmosférica, y la adopción de vehículos eléctricos ha demostrado ser eficaz para reducir las emisiones y mejorar la calidad del aire. China, por ejemplo, ha establecido el objetivo de que las ventas de vehículos de nueva energía representen el 20 % de las ventas de coches nuevos para 2025. Además, la alta aceptación de los trenes motrices para vehículos eléctricos está dando lugar a una amplia gama de modelos de vehículos eléctricos asequibles. En los últimos años, numerosos fabricantes de automóviles, como Hyundai y Kia, han lanzado modelos de vehículos eléctricos rentables con mayor autonomía y capacidades de carga más rápidas, lo que los hace más atractivos para los compradores.

Fig. 4: Análisis comparativo de la cuota de mercado de trenes motrices para vehículos eléctricos entre 2022 y 2030.

ELIMINACIÓN DE LOS MOTORES DE COMBUSTIÓN Y MOVIMIENTO A VEHÍCULOS ELÉCTRICOS

Una de las mayores y más importantes preocupaciones a las que se ha enfrentado el mundo es moderar el cambio climático reduciendo las emisiones de carbono. La innovación tecnológica desempeña un papel fundamental para hacer frente a este reto, lo que impulsa a las antiguas y nuevas potencias industriales a reformar sus marcos políticos para incentivar la inversión y la innovación en bajas emisiones de carbono. Para que los vehículos eléctricos contribuyan a reducir las emisiones de los vehículos, es necesario integrarlos en los sistemas eléctricos, descarbonizar la generación de electricidad, desplegar infraestructuras de recarga y fabricar baterías sostenibles. Para avanzar en este objetivo, más de 20 países han anunciado la eliminación total de las ventas de coches con motor de combustión interna (ICE) en un plazo de 10 a 30 años, y entre los que los adoptan se encuentran economías emergentes como Cabo Verde, Costa Rica y Sri Lanka. Además, más de 120 países (que representan alrededor del 85 % del parque mundial de vehículos de carretera, excluyendo los de dos/tres ruedas) han presentado compromisos de emisiones netas cero en las próximas décadas.

Figura 5: Prohibiciones de motores de combustión interna u objetivos de electrificación

CONCLUSIÓN

Según el informe publicado por UnivDatos Market Insights sobre el mercado mundial de trenes motrices para vehículos eléctricos, el mercado de trenes motrices para vehículos eléctricos está preparado para presenciar un crecimiento significativo en los próximos años, impulsado por los avances en la tecnología de baterías, motores eficientes, electrónica de potencia y soluciones de software inteligentes. Ha llegado el momento de profundizar en los intrincados detalles del mercado de trenes motrices para vehículos eléctricos. Las baterías, los motores, la electrónica de potencia y las soluciones de software están trabajando en tándem para impulsar la transformación de la energía eléctrica en energía mecánica para la locomoción. Además, las baterías de iones de litio ofrecen una alta densidad de energía y capacidades de carga, junto con los avances tecnológicos para ampliar la autonomía y acelerar la velocidad de carga. Además, se están utilizando PMSM y materiales semiconductores para desarrollar algoritmos de control y software predictivo más eficientes, lo que se traduce en un sistema de tren motriz más suave y eficiente. Además, Asia Pacífico está dominando el mercado mundial debido a las políticas e incentivos gubernamentales que conducen a una mayor adopción de vehículos eléctricos, creando un mercado de trenes motrices estable e innovador.