Tamaño y participación del mercado de inversores para vehículos eléctricos, por tipo de inversor (SiC, IGBT); Rango de potencia, propulsión del vehículo, tipo de vehículo: análisis de la oferta y la demanda global, previsiones de crecimiento, informe estadístico 2025-2037

Mercado de inversores de vehículos eléctricos: impulsores del crecimiento y desafíos

Impulsores de crecimiento

• Aumenta la adopción de sistemas de carga inalámbricos para vehículos eléctricos: los sistemas de carga inalámbricos requieren inversores de alta frecuencia que convierten la energía CC en energía CA, que se transmite de forma inalámbrica al vehículo. El papel crucial que desempeñan los convertidores CA/CC y CC-CC en la gestión y conversión de energía eléctrica entre los sistemas de transmisión y recepción justifica su cuidadosa construcción y funcionamiento. El voltaje suministrado se cambia de baja a alta frecuencia mediante un inversor de alta frecuencia. Una alta frecuencia contribuye al aumento de la variación del flujo del transmisor, lo que aumenta el factor de acoplamiento. La capacidad de transferir potencia se ve reforzada por un alto factor de acoplamiento.
  
  Los fabricantes de vehículos eléctricos están incorporando sistemas de carga inalámbrica en sus coches a medida que crece la infraestructura para la carga inalámbrica, lo que aumenta la demanda de inversores sofisticados que proporcionen tiempos de carga más rápidos y una mejor experiencia de usuario. Según la Agencia Internacional de Energía (AIE), a finales de 2022 había 2,7 millones de estaciones de carga públicas, y ese mismo año se instalaron más de 900.000 en todo el mundo. Esto representa un aumento del 55 % con respecto al stock de 2021 y equivale a la tasa de crecimiento del 50 % antes de la pandemia entre 2015 y 2019.
• Aparición de la carga bidireccional: el papel de la electrónica de potencia en la carga de baterías de vehículos eléctricos se ha vuelto aún más complejo y sofisticado con la introducción de la tecnología de carga bidireccional, también conocida como Vehicle-to-Grid (V2G). Estos sistemas también cuentan con electrónica de potencia construida para cargar el automóvil y devolver la energía de la batería a la red o al hogar durante apagones o períodos de alta demanda. En los sistemas de carga inalámbrica para vehículos eléctricos, la electrónica de potencia ajusta la potencia para que coincida con el flujo de la batería del vehículo a la bobina primaria, la bobina secundaria y la red. La combinación de procesos, rectificación e inversión garantiza fuertes transferencias de energía sin sacrificar los protocolos y requisitos de seguridad. La creciente demanda de tecnología de carga bidireccional ha aumentado la adopción de inversores avanzados para controlar algoritmos avanzados para dirigir el flujo de energía bidireccional, garantizar la estabilidad de la red y mejorar la transferencia de energía.
• Avances en la tecnología de inversores: los inversores de energía mejoran continuamente en términos de eficiencia energética, resistencia térmica y confiabilidad. También se utilizan en automóviles híbridos y de pila de combustible, y en vehículos eléctricos de batería, donde sirven como equilibrio y respaldo para el funcionamiento continuo de los sistemas eléctricos del vehículo. Los inversores modernos son ligeros y compactos en peso y tamaño, especialmente en comparación con el peso total de los vehículos. Las ventajas de reducir el peso del inversor se reducen en vehículos comerciales con pesos en vacío significativamente mayores.
  
  Los principales actores están lanzando nuevos productos en el mercado, lo que está impulsando el crecimiento del mercado de inversores de vehículos eléctricos. Por ejemplo, en septiembre de 2021, Hitachi Astemo, Ltd. e Hitachi, Ltd. anunciaron conjuntamente el desarrollo de un sistema de transmisión directa pequeño y liviano para el cada vez más popular mercado de vehículos eléctricos, que integra el freno, el inversor y el motor en una sola unidad. Además, se espera que los semiconductores de SiC y GaN sustituyan a los transistores tradicionales basados ​​en silicio en los inversores de tracción, proporcionando mayor eficiencia, velocidades de conmutación más rápidas y mayor densidad de potencia.

Desafíos

• Duración limitada de la batería: la parte más costosa de un vehículo eléctrico es la batería y, a medida que la batería envejece con el tiempo, surgen preocupaciones sobre los gastos de mantenimiento y los calendarios de sustitución de la batería. Aunque la tecnología de las baterías se está desarrollando rápidamente, los automóviles eléctricos modernos suelen tener una autonomía de sólo 400 a 480 kilómetros antes de tener que detenerlos para recargarlos. Muchos conductores se preocupan por quedarse varados en viajes largos por carretera sin instalaciones de carga disponibles debido a este nivel de ansiedad. El uso generalizado de vehículos eléctricos dependerá de que se resuelvan los problemas relacionados con la duración de la batería y de que se aumente considerablemente la autonomía del vehículo mediante avances en la tecnología de carga y el tamaño de la batería.
• Alto coste de los materiales: debido a sus excelentes características eléctricas y mínimas pérdidas de energía, el carburo de silicio (SiC) y el óxido de grafeno (GaN) son semiconductores cruciales para aumentar la eficiencia de los inversores de potencia en los vehículos eléctricos. Los inversores de potencia requieren mayores inversiones iniciales ya que estos semiconductores son más caros y difíciles de fabricar que los semiconductores convencionales basados ​​en silicio. Por tanto, el elevado coste de estos materiales impedirá el crecimiento del mercado de inversores para vehículos eléctricos.