Delineare la mobilità di domani: esplorando le progressioni dei propulsori EV e la supremazia del mercato dell'Asia Pacifico.

INTRODUZIONE

Il gruppo propulsore di un veicolo è responsabile della generazione della potenza necessaria per muovere le sue ruote. Gli veicoli elettrici sono dotati di un sistema di propulsione molto più semplice, composto da un numero di componenti di gran lunga inferiore rispetto a quelli dei veicoli alimentati da un motore a combustione interna. Generalmente, il gruppo propulsore EV è costituito da un pacco batterie, inverter per il trasferimento di potenza e uno o più motori elettrici collegati da una trasmissione finale a riduzione. I veicoli ibridi e i veicoli ibridi plug-in incorporano componenti aggiuntivi nel gruppo propulsore, come un motore a combustione interna, una trasmissione dedicata e un sistema di scarico. Secondo il rapporto pubblicato da UnivDatos Market Insights, il mercato globale dei gruppi propulsori per veicoli elettrici vale 235,7 miliardi di dollari USA e si prevede che raggiungerà 1.725,1 miliardi di dollari USA entro il 2030.

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Fig. 1. Vendite globali per vari veicoli elettrici, 2010-2022

L'industria dei veicoli elettrici (EV) ha registrato un notevole aumento della crescita negli ultimi anni, guidata dai progressi tecnologici e da una maggiore consapevolezza ambientale. Il gruppo propulsore è il fulcro di questa rivoluzione, il complesso sistema responsabile della trasformazione dell'energia elettrica in energia meccanica per la propulsione.

Figura 2: Componente del gruppo propulsore del veicolo elettrico con una quota percentuale in termini di prezzo

BATTERIE

Il fondamento di qualsiasi gruppo propulsore di veicolo elettrico risiede nella batteria e, con l'avvento delle batterie agli ioni di litio, c'è stata una rivoluzione nel panorama dei veicoli elettrici. Ciò ha portato a una maggiore densità di energia, a capacità di ricarica migliorate e a una maggiore durata, con conseguente aumento dell'autonomia di guida per i veicoli elettrici. Mentre la tecnologia delle batterie continua ad avanzare con l'esplorazione di batterie a stato solido e altri sviluppi all'avanguardia, si può prevedere un progresso ancora maggiore in termini di autonomia, velocità di ricarica e riduzione dei costi.

Figura 3: Istantanea delle batterie dei veicoli elettrici

MOTORI EFFICIENTI

L'efficienza dei motori è essenziale per massimizzare il potenziale dei veicoli elettrici. I motori sincroni a magneti permanenti (PMSM) sono emersi come l'opzione preferita in quanto sono rinomati per la loro alta efficienza, le dimensioni compatte e le caratteristiche di coppia. I recenti progressi nella progettazione dei motori, come l'integrazione di materiali avanzati e configurazioni magnetiche ottimizzate, hanno aumentato la potenza erogata e migliorato l'efficienza complessiva. Inoltre, con l'incorporazione di algoritmi di controllo del motore e software predittivi, è possibile ottenere un'accelerazione più fluida, una frenata rigenerativa e un controllo accurato della coppia, portando a un'esperienza di guida ottimale.

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ELETTRONICA DI POTENZA

L'elettronica di potenza costituisce un collegamento essenziale tra la batteria, il motore e altri componenti del gruppo propulsore. Questi sistemi elettronici, come inverter, convertitori e controller del motore, gestiscono efficacemente il flusso di energia elettrica, ottimizzando sia l'efficienza che le prestazioni. Lo sviluppo dell'elettronica di potenza ha ridotto le perdite di energia, migliorato la gestione termica e aumentato la densità di potenza, con conseguenti gruppi propulsori più economici e compatti. Inoltre, si prevede che le innovazioni nei semiconduttori in carburo di silicio (SiC) e nitruro di gallio (GaN) rivoluzioneranno l'elettronica di potenza, facilitando velocità di commutazione più elevate e perdite ridotte.

SOFTWARE INTELLIGENTE

Le soluzioni software intelligenti sono diventate essenziali per l'evoluzione del gruppo propulsore. Algoritmi avanzati e tecniche di apprendimento automatico possono ottimizzare l'efficienza del gruppo propulsore, adattarsi alle mutevoli condizioni ambientali e migliorare le prestazioni. Attingendo a dati in tempo reale e analizzando il comportamento del conducente, i controlli predittivi consentono un utilizzo ottimale dell'energia, una manutenzione predittiva e esperienze di guida personalizzate. Mentre l'industria continua ad abbracciare la connettività e l'integrazione veicolo-rete, gli sviluppi software rimarranno cruciali per il progresso dell'ottimizzazione del gruppo propulsore e della gestione intelligente dell'energia.

ANALISI REGIONALE

Secondo il rapporto pubblicato da UnivDatos Market Insights sul mercato globale dei gruppi propulsori per veicoli elettrici, il mercato è dominato dalla regione Asia-Pacifico, che nel 2022 ha quasi conquistato una quota di mercato del 59,2% e si prevede che dominerà il mercato nel 2030 con una quota di mercato di circa il 63,4% nel 2030. La domanda di batterie per veicoli elettrici nella regione Asia-Pacifico sta crescendo rapidamente a causa di diversi fattori, tra cui le politiche governative, i progressi tecnologici, gli investimenti dei produttori di batterie e la crescita economica. Inoltre, la regione è il più grande mercato automobilistico del mondo, con governi in nazioni come Cina, Giappone e Corea del Sud che incoraggiano attivamente l'adozione di veicoli elettrici per ridurre l'inquinamento atmosferico e le emissioni di carbonio. Ciò ha comportato un aumento della domanda di veicoli elettrici, che a sua volta ha generato una domanda di gruppi propulsori per veicoli elettrici. L'adozione di batterie per veicoli elettrici (EV) sta aumentando rapidamente nella regione Asia-Pacifico a causa della maggiore consapevolezza dell'inquinamento atmosferico e dei suoi rischi per la salute. Aree all'interno della regione Asia-Pacifico hanno sperimentato livelli allarmanti di inquinamento atmosferico e l'adozione di veicoli elettrici si è dimostrata efficace nel ridurre le emissioni e migliorare la qualità dell'aria. La Cina, ad esempio, ha stabilito un obiettivo per le vendite di veicoli a nuova energia per rappresentare il 20% delle vendite di nuove auto entro il 2025. Inoltre, l'elevata diffusione dei gruppi propulsori per veicoli elettrici sta portando a una vasta gamma di modelli di veicoli elettrici a prezzi accessibili. Negli ultimi anni, numerosi produttori di automobili, come Hyundai e Kia, hanno rilasciato modelli di veicoli elettrici convenienti con autonomie maggiori e capacità di ricarica più veloci, rendendoli così più attraenti per gli acquirenti.

Fig. 4: Analisi comparativa della quota di mercato dei gruppi propulsori per veicoli elettrici tra il 2022 e il 2030.

ELIMINAZIONE DEI MOTORI A COMBUSTIONE E PASSAGGIO AI VEICOLI ELETTRICI

Una delle maggiori e più importanti preoccupazioni che il mondo abbia mai affrontato è la moderazione del cambiamento climatico attraverso la riduzione delle emissioni di carbonio. L'innovazione tecnologica svolge un ruolo fondamentale nell'affrontare questa sfida, spingendo le vecchie e le nuove potenze industriali a riformare i loro quadri politici per incentivare gli investimenti e l'innovazione a basse emissioni di carbonio. Affinché i veicoli elettrici contribuiscano a ridurre le emissioni dei veicoli, è necessario integrarli nei sistemi di alimentazione, decarbonizzare la produzione di elettricità, implementare infrastrutture di ricarica e produrre batterie sostenibili. Per promuovere ulteriormente questo obiettivo, più di 20 paesi hanno annunciato la completa eliminazione graduale delle vendite di auto con motore a combustione interna (ICE) entro 10-30 anni, con economie emergenti come Capo Verde, Costa Rica e Sri Lanka tra i primi ad adottare questa misura. Sulla base di ciò, più di 120 paesi (che rappresentano circa l'85% della flotta globale di veicoli stradali, esclusi i veicoli a due/tre ruote) hanno presentato impegni di emissioni nette zero nei prossimi decenni.

Figura 5: Divieti dei motori a combustione interna o obiettivi di elettrificazione

CONCLUSIONE

Secondo il rapporto pubblicato da UnivDatos Market Insights sul mercato globale dei gruppi propulsori per veicoli elettrici, si prevede che il mercato dei gruppi propulsori per veicoli elettrici registrerà una crescita significativa nei prossimi anni, guidata dai progressi nella tecnologia delle batterie, nei motori efficienti, nell'elettronica di potenza e nelle soluzioni software intelligenti. È giunto il momento di approfondire i dettagli del mercato dei gruppi propulsori per veicoli elettrici. Batterie, motori, elettronica di potenza e soluzioni software stanno lavorando in tandem per alimentare la trasformazione dall'energia elettrica all'energia meccanica per la locomozione. Inoltre, le batterie agli ioni di litio offrono un'elevata densità di energia e capacità di ricarica, insieme ai progressi tecnologici per estendere l'autonomia e accelerare la velocità di ricarica. Inoltre, PMSM e materiali semiconduttori vengono utilizzati per sviluppare algoritmi di controllo più efficienti e software predittivi, con conseguente sistema di propulsione più fluido ed efficiente. Inoltre, l'Asia Pacifico sta dominando il mercato globale grazie alle politiche e agli incentivi governativi che portano a una maggiore adozione di veicoli elettrici, creando un mercato dei gruppi propulsori stabile e innovativo.