Tendências nas capacidades de carregamento de veículos elétricos

O crescimento do mercado de veículos elétricos pode parecer inevitável: o foco na redução das emissões de CO2, o atual cenário político, os investimentos governamentais e da indústria automotiva, e a busca contínua por uma sociedade totalmente elétrica apontam para um futuro promissor para os veículos elétricos. Até agora, porém, a adoção em larga escala de veículos elétricos pelos consumidores tem sido dificultada pelos longos tempos de recarga e pela falta de infraestrutura de recarga. Os avanços na tecnologia de recarga de veículos elétricos estão solucionando esses desafios, possibilitando uma recarga segura e rápida em casa e na estrada. Os componentes e a infraestrutura de recarga estão se aprimorando para atender às necessidades do mercado de veículos elétricos em rápida expansão, abrindo caminho para um crescimento exponencial no transporte elétrico.

FATORES MOTRIZES DO MERCADO DE VEÍCULOS ELÉTRICOS

O investimento em veículos elétricos vem crescendo há vários anos, mas o aumento da atenção e da demanda tem sido enfatizado por diversos setores da sociedade. O foco crescente em soluções climáticas destacou a importância dos veículos elétricos – a capacidade de reduzir as emissões de carbono dos motores de combustão interna e investir em transporte com energia limpa tornou-se um objetivo comum tanto para governos quanto para a indústria. Esse foco no crescimento sustentável e na conservação dos recursos naturais também impulsiona a tecnologia rumo a uma sociedade totalmente elétrica – um mundo com energia ilimitada baseada em recursos renováveis ​​e sem emissões nocivas.
Esses fatores ambientais e tecnológicos refletem-se nas prioridades da regulamentação e do investimento federais, particularmente à luz da Lei de Investimento em Infraestrutura e Empregos de 2021, que destinou US$ 7,5 bilhões para infraestrutura de veículos elétricos em nível federal, US$ 2,5 bilhões para subsídios para infraestrutura de recarga e abastecimento de veículos elétricos e US$ 5 bilhões para o Programa Nacional de Recarga de Veículos Elétricos. O governo Biden também busca atingir a meta de construir e instalar 500.000 estações de recarga em corrente contínua (CC) em todo o país.

Essa tendência também pode ser observada em nível estadual. Estados como Califórnia, Massachusetts e Nova Jersey estão buscando legislação para incentivar veículos totalmente elétricos. Créditos fiscais, o movimento Eletrificar a América, incentivos e regulamentações também influenciam consumidores e fabricantes a aderirem ao movimento dos veículos elétricos.

As montadoras também estão aderindo à tendência dos veículos elétricos. Grandes montadoras tradicionais, como GM, Ford, Volkswagen, BMW e Audi, estão lançando novos modelos de veículos elétricos constantemente. Até o final de 2022, espera-se que haja mais de 80 modelos de veículos elétricos e híbridos plug-in disponíveis no mercado. Há também um número crescente de novos fabricantes de veículos elétricos entrando no mercado, incluindo Tesla, Lucid, Nikola e Rivian.

As empresas de serviços públicos também estão se preparando para uma sociedade totalmente elétrica. É importante que elas se mantenham na vanguarda da eletrificação para atender à crescente demanda, e infraestrutura crítica, incluindo microrredes, será necessária ao longo das rodovias para acomodar estações de recarga. A comunicação veículo-rede (V2G) também está ganhando força nas rodovias.

OBSTÁCULOS AO CRESCIMENTO

Embora o movimento em prol da adoção generalizada de veículos elétricos esteja ganhando força, desafios devem dificultar o crescimento. Apesar de incentivos encorajarem consumidores e frotas a migrarem para veículos elétricos, eles podem ter um porém: existe a possibilidade de que os veículos elétricos precisem se comunicar com a infraestrutura para rastrear a quilometragem, o que exigirá inovações tecnológicas e infraestrutura de comunicação externa.

Um dos maiores obstáculos à adoção de veículos elétricos pelo consumidor final é a infraestrutura de recarga confiável e eficiente. Estima-se que serão necessários 9,6 milhões de pontos de recarga até 2030 para atender ao crescimento previsto do mercado de veículos elétricos. Quase 80% desses pontos serão carregadores domésticos e cerca de 20% serão carregadores públicos ou em locais de trabalho. Atualmente, os consumidores hesitam em comprar um veículo elétrico devido à ansiedade de autonomia – a preocupação de que o carro não consiga percorrer longas distâncias sem precisar ser recarregado e que os postos de recarga não estejam disponíveis ou não sejam eficientes quando necessário.

Os carregadores públicos ou compartilhados, em particular, devem ser capazes de fornecer carregamento de alta velocidade quase constante, 24 horas por dia. Um motorista que para em um posto de carregamento em uma rodovia provavelmente precisa de uma carga rápida e potente – sistemas de carregamento de alta potência serão capazes de fornecer aos veículos uma bateria quase totalmente recarregada em apenas alguns minutos.

Carregadores de alta velocidade exigem considerações de projeto específicas para operar de forma confiável. O resfriamento líquido é essencial para manter os pinos de carregamento em uma temperatura ideal e prolongar o tempo de carregamento do veículo com correntes mais altas. Em áreas com alta concentração de veículos e pontos de recarga, manter os pinos de contato resfriados garante um carregamento de alta potência eficiente, consistente e confiável, atendendo à demanda constante dos consumidores.

CONSIDERAÇÕES SOBRE O PROJETO DE CARREGADORES DE ALTA POTÊNCIA

Os carregadores para veículos elétricos estão sendo cada vez mais projetados com foco na otimização da robustez e da capacidade de carregamento de alta potência para atender às necessidades dos motoristas de veículos elétricos e superar a ansiedade em relação à autonomia. Um carregador de alta potência para veículos elétricos, com 500 amperes, é possível graças ao sistema de resfriamento e monitoramento líquido – o contato no conector de carregamento possui condutividade térmica e também funciona como dissipador de calor, já que o líquido refrigerante dissipa o calor por meio de dutos de resfriamento integrados. Esses carregadores contêm diversos sensores, incluindo sensores de vazamento de líquido refrigerante e monitoramento preciso da temperatura em cada contato de energia para garantir que os pinos não excedam 90 graus Celsius. Se esse limite for atingido, o controlador de carregamento na estação de carregamento reduz a potência de saída para manter uma temperatura aceitável.

Os carregadores de veículos elétricos também precisam ser resistentes ao desgaste e permitir fácil manutenção. As alças de carregamento são projetadas para suportar o desgaste, e o manuseio brusco ao longo do tempo, que afeta a superfície de contato, é inevitável. Cada vez mais, os carregadores estão sendo projetados com componentes modulares, permitindo a fácil substituição da superfície de contato.
O gerenciamento de cabos em estações de carregamento também é uma consideração importante para a longevidade e confiabilidade. Cabos de carregamento de alta potência contêm fios de cobre, tubulações de refrigeração líquida e cabos de alimentação, e ainda precisam suportar puxões ou atropelamentos. Outras considerações incluem travas com fechadura, que permitem ao motorista deixar seu veículo carregando em uma estação pública sem se preocupar com a possibilidade de alguém desconectar o cabo.