Vehículos eléctricos: conduciendo hacia un futuro sostenible con inteligencia artificial

El mercado automotriz se encuentra al borde de una gran transformación con la introducción de vehículos eléctricos, que abordan las preocupaciones sobre las emisiones globales de gases de efecto invernadero y el uso de recursos de energía agotables. La demanda acelerada de estos vehículos proviene del cambio en tres áreas clave: comportamiento del consumidor, regulaciones e integración de la tecnología de IA en el flujo del proceso.

según EV-Volumes.com , “un total de 10,5 millones de nuevos BEV (vehículos eléctricos a batería) y PHEV (vehículos eléctricos enchufables) se entregaron durante 2022, un aumento del +55 % en comparación con 2021”.

“Ahora está claro que los vehículos eléctricos son el futuro y que el futuro llega más rápido de lo que muchos anticiparon. California y otros estados ya han declarado que no se venderán nuevos vehículos a gas después de 2035”, dijo Dave Lewis, director ejecutivo de MoveEV .

China, a pesar de los brotes y bloqueos esporádicos de Covid, emergió en la parte superior de la tabla de clasificación con un incremento de +82 por ciento año tras año en las ventas de vehículos eléctricos para fines de 2022.

Los subsidios del gobierno chino a los vehículos eléctricos, la expansión de la industria de los minivehículos eléctricos y el surgimiento de marcas más asequibles son algunos de los factores que contribuyen al crecimiento explosivo del sector en China.

Siguiendo de cerca a China, Europa representó alrededor del 11% de los ingresos totales generados. Las estrictas leyes y regulaciones climáticas impulsan a la industria europea del transporte, sus "Apto para 55" El programa define cómo las leyes hacen que "alcanzar el objetivo climático de la UE de reducir las emisiones de la UE en al menos un 55% para 2030 sea una obligación legal".

Sin embargo, el mercado de vehículos eléctricos en Europa está en las garras de una crisis energética inminente a raíz de la invasión rusa de Ucrania. El aumento del costo de la electricidad está afectando la asequibilidad de conducir vehículos eléctricos, hasta el punto en que pueden volverse más costosos de operar que sus contrapartes que funcionan con gasolina. Este aumento en los precios de la electricidad podría obstaculizar potencialmente el cambio del continente hacia el transporte eléctrico.

“Cuando observamos esto (la transición a los vehículos eléctricos) antes de la crisis energética, estábamos viendo un punto de inflexión de alrededor de 2023 a 2024. Pero si asume que tiene una tarifa de $ 0.55, el punto de inflexión luego se mueve a 2026, ” dijo María Bengtsson , socio de Ernst & Young.

Varios países están enmarcando sus políticas en torno a la amenaza del cambio climático y el agotamiento de las fuentes renovables. La administración Biden está presionando a Estados Unidos para que descarbonice introduciendo un objetivo del 50 por ciento de vehículos eléctricos para 2030.

"Hoy, casi todos los fabricantes de automóviles han puesto los vehículos de cero emisiones en el centro de sus estrategias a largo plazo y, quizás lo que es más importante, sus planes de inversión a mediano plazo", según S&P Movilidad Global . El informe enfatizó cómo los vehículos eléctricos ya no son una industria en ciernes, pero han ganado suficiente impulso para ser la corriente principal en mercados como China, Alemania, Francia y el Reino Unido.

La adopción de los vehículos eléctricos está impulsada principalmente por los avances tecnológicos, la integración de la IA en los automóviles ha llevado a la mejora de las características que han hecho que la conducción sea segura y sin esfuerzo.

según Investigación y Mercados , "Se prevé que el mercado mundial de Inteligencia artificial (IA) automotriz prospere a una CAGR del 29,2% y esté valorado en más de USD 34,30 mil millones durante el año de pronóstico 2022-2030".

Señaló además que el crecimiento en el mercado de IA automotriz es un reflejo directo de la creciente demanda "de vehículos sofisticados y el cambio de la industria automotriz hacia la electricidad".

Los desafíos como el rango de manejo limitado, los largos tiempos de carga y la integración con redes inteligentes están siendo abordados por la introducción de la tecnología AI.

“La mayor sensibilización de un vehículo eléctrico lleva a que haya más datos disponibles del vehículo. Estos datos pueden ser utilizados por fabricantes, representantes de servicio y conductores”, dijo Cliff Rice de Automatización de Rockwell .

Explicó además que los fabricantes pueden utilizar estos datos para mejorar los algoritmos de asistencia al conductor, comprender los patrones de conducción para las necesidades de mantenimiento y proporcionar diagnósticos avanzados y actualizaciones de software para mejorar el rendimiento del vehículo y aumentar su vida útil.

El análisis predictivo está desempeñando un papel importante en el avance de la tecnología de baterías. Mediante el mantenimiento predictivo, estas tecnologías mejoran la eficiencia y la confiabilidad de las baterías. Esto es importante ya que garantiza que las baterías funcionen a niveles óptimos, brindando un alto rendimiento y minimizando el riesgo de averías.

"Las baterías son componentes muy complejos, química, eléctricamente y en términos de software". dijo Rikard Vinge , científico de datos en Volvo. “Pero el análisis de datos puede ayudarnos a comprenderlos mejor: cómo se usan, cómo se ven afectados por el conductor, cómo se ven afectados por otros componentes del vehículo”.

Además de la experiencia del usuario, los ingenieros utilizan la IA para mejorar los diseños y la eficiencia de trabajo de los componentes.

“Al usar IA en nuestro enfoque de diseño térmico generativo, podemos crear y simular miles de iteraciones de un diseño en cuestión de días, de forma totalmente autónoma. Para comprender completamente la escala y la velocidad en juego aquí, en el tiempo que le toma a un ingeniero térmico crear un diseño, ya hemos creado 1 000”, dijo el CEO de Diabatix, Lieven Vervecken.

Varias empresas están colaborando con grandes nombres tecnológicos para ofrecer a sus usuarios lo mejor de ambas tecnologías.

vado tiene colaboró con Google para hacer uso de sus servicios en la nube y su experiencia en inteligencia artificial y aprendizaje automático. tesla aprovecha AI para actualizar el software en la nube brindando a sus usuarios servicios remotos. Volkswagen y Microsoft también han manos unidas para liberar el poder de Azure IoT y PowerBI al ofrecer soluciones telemáticas y de productividad.

Los principales OEM (fabricantes de equipos originales) están convencidos de que la transición a la industria de la movilidad eléctrica ahora es inevitable.

Las ventas de BEV y PHEV de BYD Auto se triplicaron al concentrar sus esfuerzos de producción y ventas en vehículos eléctricos, lo que lo convirtió en el fabricante líder de PHEV y BEV en 2022. Tesla domina las ventas globales de BEV con una participación de mercado del 17%, mientras que el Grupo Volkswagen vio solo una Aumento del 10% en las ventas de EV en Europa con la disminución de las ventas de PHEV.

Los fabricantes de automóviles establecidos están reinventando sus modelos comerciales con la esperanza de adaptarse a un nuevo mundo donde la electricidad reemplaza a la gasolina y el diésel tradicionales. Los fabricantes de automóviles están comprando cada batería pueden obtener a medida que las fábricas se someten a renovaciones para construir vehículos eléctricos. Algunas empresas se ven obligadas a buscar socios debido al alto costo de crear vehículos eléctricos, mientras que otras se están convirtiendo en candidatas para la adquisición.

Los jugadores destacados de la industria están acelerando sus motores de combustión interna tradicionales para convertirse en los principales candidatos para eliminarlos por completo. Nombres líderes como Tesla, Volkswagen, Toyota, General Motors y Nissan están introduciendo nuevos modelos en el mercado.

La transición a la industria de los vehículos eléctricos está generando muchas oportunidades de innovación en el campo de la tecnología de baterías, los sistemas de frenado, los sistemas de dirección y la disposición de las propulsiones. En 2020, más de 18,000 se realizaron solicitudes de patentes, con una tasa de concesión promedio del 50%, de acuerdo con las tendencias mundiales de patentes en el sector de Vehículos Eléctricos (EV).

Si bien las tendencias de presentación de patentes sugieren el ritmo de la tecnología, también brindan una imagen clara de los nuevos cambios que ocurren en la industria. según un informe publicado por la Oficina Europea de Patentes (EPO) en 2020, las solicitudes de patentes para baterías y otras tecnologías de almacenamiento de electricidad experimentaron un incremento anual del 14 % en todo el mundo, el 88 % de las cuales ofrecía innovación en tecnología de baterías.

Los vehículos eléctricos plantean la mayor demanda de suministro de Litio para la fabricación de baterías. Si la demanda actual se pronostica para 2050, solo el mercado de EE. UU. requeriría una extracción triple de lo que se produce actualmente a nivel mundial, pero ¿tiene que ser así?

A informe reciente descubrió que “la demanda de litio se puede reducir hasta en un 92 por ciento en 2050 en comparación con los escenarios más intensivos en litio. Esto se puede hacer empleando tres intervenciones políticas clave: disminuir la dependencia del automóvil, dimensionar correctamente las baterías de los vehículos eléctricos y crear un sistema de reciclaje sólido”.

La infraestructura de carga existente para estas baterías está lejos de ser capaz de satisfacer la creciente demanda. Aunque se están realizando grandes inversiones, el escepticismo se cierne debido al costo, la elección y la “ansiedad de rango”, elevándose en las áreas donde los paquetes de baterías no han podido ofrecer un rango de manejo considerable y requirieron largos tiempos de carga. El vehículo y el cargador más rápidos, según se informa, el Lucid Air puede dar alrededor de 300 millas de alcance en 20 minutos, 100-200 millas por hora de carga es típico de los vehículos eléctricos promedio.

Para aliviar tales preocupaciones, ha habido un rápido esfuerzo para establecer redes de carga rápida en todo el país, y las empresas de servicios públicos buscan aumentar las ventas de electricidad. Más que 60 utilidades han unido sus fuerzas para establecer la Coalición Nacional de Autopistas Eléctricas, cuyo objetivo es desarrollar una red nacional de carga rápida a lo largo de las principales carreteras de EE. UU. El número de cargadores rápidos ya ha crecido significativamente, con más de 6,500 disponible hoy, y hay aún más compromisos en curso.

General Motors Co. y Pilot Co. plan para asociarse y construir una red de estaciones de carga en los EE. UU., que aumentará aproximadamente el 20% de la cantidad de cargadores rápidos disponibles para los conductores estadounidenses.

A medida que el mundo pasa de una flota de vehículos a gasolina a vehículos eléctricos, se estima que millones de personas dependerán de la red eléctrica de diversas formas. Esto significa que la capacidad de generación de energía tendrá que aumentar para adaptarse a la creciente demanda de electricidad sin causar tensión en la red. Según el Departamento de Energía , EE. UU., habrá un aumento del 38 % en el consumo de electricidad para 2050, debido principalmente a la alta participación de vehículos eléctricos.

La investigación realizada en la Universidad de Texas, Austin, llevó a cabo escenarios de evaluación estado por estado en los que cada automóvil, camión y SUV personal se convierte en un modelo eléctrico enchufable. El estudiar encontró que el consumo estatal de energía saltó al 17 % en Wyoming y al 55 % en Maine. \

El consumo osciló entre 20 y 30 por ciento en la mayoría de los estados. Algunos estados mostraron una capacidad disponible para asumir las cargas en exceso mientras que, para otros, se hicieron suposiciones de casos ideales para los tiempos de carga para canalizar la energía. La capacidad de las redes para la carga de vehículos eléctricos depende en gran medida de la hora del día en que se conectan. La posibilidad de que las redes se sobrecarguen disminuye drásticamente si se cargan a horas de poca actividad cuando el consumo es menor.

Con todas las especulaciones y posibilidades, el mundo imaginado de "emisiones cero" no parece reconocer lo que sucede con los vehículos impulsados por combustibles fósiles que circulan por las carreteras por ahora. Una idea que circula es la remodelación de los automóviles tradicionales impulsados por motores a vehículos eléctricos.

En un evento reciente de la industria, el CEO de Toyota, Akio Toyoda, señaló que la empresa entraría en el mercado de la conversión al exhibir dos Corolla antiguos que se habían convertido a energía eléctrica y de hidrógeno.

“La realidad es que no podemos lograr cero emisiones de carbono en 2050 simplemente cambiando todas las ventas de automóviles nuevos a vehículos eléctricos”, dijo el director ejecutivo Toyoda en el conferencia de prensa. “Es importante brindar opciones para los amados autos que ya se tienen”.

Si bien algunos expertos apoyan la idea de la remodelación, otros creen que es poco probable que los automóviles eléctricos sean una opción viable para las personas con recursos financieros limitados.

“ Si está pensando en cómo modernizo un automóvil ICE para que sea un EV, no creo que eso suceda. La gente simplemente comprará vehículos eléctricos como autos de reemplazo, como de costumbre, pero pueden combinar las dos tecnologías al tener primero un auto híbrido enchufable”, dijo Trevor Curwin de Sheeva.ai .

La rápida expansión de la industria de los vehículos eléctricos, a pesar de los desafíos que plantean las limitaciones y los factores externos, proporciona un fuerte indicio de que los vehículos eléctricos llegaron para quedarse y desempeñarán un papel importante en la configuración del futuro del transporte.