A crescente preocupação com as emissões de dióxido de carbono, os efeitos do efeito estufa e o rápido esgotamento dos combustíveis fósseis aumenta a necessidade de produzir e adotar novas alternativas sustentáveis e ecologicamente corretas para os veículos movidos a motor de combustão interna (ICE). Por esta razão, na última década, os VEs se espalharam de alguma forma, principalmente por causa de suas emissões insignificantes de gás combustível e menor dependência do petróleo.
Falando em crescimento, os veículos elétricos (EVs) avançaram tremendamente durante os últimos 20 anos, tanto em termos de avanço de baterias tecnologia e redução dos custos da bateria. Até recentemente, os VEs eram normalmente mais caros do que os veículos movidos a gasolina. Para facilitar o sucesso comercial dos VE, devem ser desenvolvidas e instaladas baterias e infraestruturas de ponta para apoiar o carregamento das baterias, o que tornará os VE mais baratos, mais acessíveis e mais fáceis de utilizar. O carregamento de veículos elétricos é uma espécie de vanguarda em termos de inovações.
Existem basicamente três maneiras de carregar uma bateria EV. O carregamento é feito por carregamento condutivo ou indutivo e, em terceiro lugar, pela substituição das baterias. O sistema de carregamento EV consiste em uma unidade de controle do carregador, cabo de carregamento e unidade de controle do veículo. Os carregadores podem ser classificados em dois grupos principais, indutivos e condutores. O carregador indutivo não tem superfície de contato e um ímã é usado para transferir a energia. Embora esse acoplamento traga conveniência para os motoristas, ele ainda não atingiu um nível altamente eficiente. O carregador condutor é um dispositivo convencional que induz energia por meio do contato.
Sistema de carregamento condutivo automatizado para veículos elétricos
A carga condutiva usa o contato direto entre o conector EV e a entrada de carga. O cabo pode ser alimentado a partir de uma tomada elétrica padrão ou estação de carregamento. O carregador condutivo para VEs tem as vantagens de maturidade, simplicidade e baixo custo, pois simplesmente faz uso de plugues e tomadas para conduzir energia elétrica por meio de contatos metálicos físicos. Existem dois métodos empregados em estações de carregamento EV usando o método condutor viz. Carregadores AC ou carregadores internos e carregadores DC ou carregadores externos.
A transferência de energia condutiva usa um condutor para conectar dois dispositivos eletrônicos a fim de transferir energia. Existem três componentes básicos quando se trata de carregar cabos, conectores e baterias de veículos elétricos e, com base na mesma carga condutiva, é bifurcada em fora de bordo e carregamento integrado.
Sistema de carregamento DC condutivo para veículos elétricos
O carregamento DC é realizado off-board usando um carregador DC. Ele utiliza equipamento de alimentação EV DC dedicado para fornecer energia de carregadores externos apropriados para EV em locais públicos. É conhecido como carregamento DC rápido. Existe flexibilidade de nível de energia, ao contrário dos carregadores integrados. Pode ser usado até 50KW, ou seja, a bateria pode ser carregada em 20 minutos, desde vazia até 80% cheia. Mas às vezes esse número varia dependendo da condição da bateria e da qualidade do veículo.
Os carregadores que são usados até agora para conectar o veículo à estação de energia externa são:
- CCS EUA
- CCS Europa
- Hademo
- Tesla US / Eu
- Padrão China GB / T
Todos eles têm diferentes números de pinos, fases e energia de tensão e são usados de acordo com a entrada de energia no veículo. Apesar de ser o modo mais rápido e não ter limitação no fornecimento de energia, o sistema de carregamento DC ainda tem poucas limitações.
As limitações estão listadas abaixo: -
- Maiores perdas no carregador e bateria
- Bateria: - Vida útil mais curta da bateria, apenas 70-80% SOC pode ser carregada com carregamento rápido
- Cabo: Corrente máxima limitada para cabo que pode ser facilmente levantado
- Alto investimento
- Impacto adverso na rede
- Disponível apenas em estações de carregamento públicas
- Gerenciamento térmico
Sistema de carregamento CA condutivo de veículo elétrico
O carregamento CA é o que as tomadas elétricas mais comuns usam para o processo de carregamento. Para carregar, o veículo simplesmente precisa ser conectado a uma tomada elétrica comum ou a uma tomada de alta potência projetada especificamente para EVs. Como você pode ver, o espaço e os materiais necessários para este tipo de estação de carregamento são bastante pequenos. No entanto, o carregamento é mais demorado e, para este processo, o automóvel tem de estar equipado com uma unidade de carregamento a bordo, o que aumenta o peso do automóvel. Os carregadores integrados têm a exceção de que são limitados com fonte de alimentação. Embora a flexibilidade de energia seja o principal lema de carregamento de um veículo elétrico.
Todo o processo de carregamento em um sistema de carregamento AC é um pouco diferente. Existem pilotos de Proximidade (que ficam verificando o estabelecimento da conexão entre o VE e o Plugue de Infraestrutura), Pilotos de controle (Controla a corrente máxima que pode ser extraída) conforme a entrada de carga é instalada dentro do veículo. Portanto, manter um controle sobre a corrente máxima fornecida torna-se uma obrigação em tais situações. Os três principais tipos de equipamentos usados são rede veicular, cabo de carregamento e plugue de infraestrutura.
Os tipos de carregadores usados em um sistema de carregamento AC são
- EUA / Japão SAE
- Europa Mannekes / Tesla
- Aliança de Plugues EV
- Tesla EUA
O sistema de carregamento AC tem o principal benefício que você pode carregar em qualquer lugar com a tomada elétrica padrão e possui Sistema de Monitoramento de Bateria (BMS) com fácil comunicação. Embora venha com algumas desvantagens importantes, como saída de energia, tempo de carregamento relativamente mais longo e mais peso do veículo devido à unidade de entrada instalada.
Carregamento sem fio de veículos elétricos (EVs)
Em um mundo onde carregar carros elétricos é um ponto-chave para impulsionar a transição de energia, outras soluções podem vir ao lado de estações de carregamento elétrico. Uma dessas soluções é o carregamento sem fio. O carregamento sem fio do carro é uma versão aprimorada do carregamento do smartphone com várias diferenças. “O carregamento indutivo sem fio permite que um veículo elétrico seja carregado automaticamente sem a necessidade de cabos.
Está provado ao longo dos tempos que tudo é escalonável tecnicamente; entretanto, conforme as taxas de transferência de energia aumentam, a complexidade e o tamanho dos componentes eletrônicos de gerenciamento de energia também aumentam. Mais importante, conforme a energia aumenta, vários fatores adicionais precisam ser considerados, como perdas térmicas e gerenciamento térmico. Quanto maior for a ineficiência e quanto maior for a energia, maiores serão as perdas de calor e mais deve ser feito para gerenciar esse calor.
O carregamento indutivo usa um campo eletromagnético (EM) para transferir energia entre duas bobinas. A ressonância magnética é criada entre a bobina da estação de carga e a bobina da grade do veículo. As bobinas são sintonizadas na mesma frequência e a transferência de energia ocorre entre elas. É tão simples quanto a energia é transferida de uma mãe para uma criança sentada em um balanço. A energia é transmitida por meio de um acoplamento indutivo aos dispositivos elétricos. Essa energia é usada para carregar baterias. Os carregadores indutivos são usados com uma bobina de indução para criar um campo EM alternado da base de carga. Um dispositivo portátil, como carros ou caminhões, usa uma segunda bobina de indução para receber o campo EM. Esses campos EM são convertidos de volta em corrente elétrica para carregar a bateria dos EVs.
Gerenciando todos os fatores adicionais e desafios técnicos, temos o carregamento indutivo que torna o carregamento tão fácil quanto estacionar seu veículo. O fato interessante é que o carregamento sem fio é 93% eficiente, o que é quase de ponta a ponta se comparado aos métodos tradicionais de reabastecimento. Tudo vem com alguma maldição e benção, as pessoas estão aceitando essa tecnologia, mas ao mesmo tempo temem os contratempos. Mas os especialistas discutiram a segurança do carregamento sem fio e estão muito confiantes de que é tão simples quanto cozinhar na cozinha. Também na cozinha, devemos ter em conta algumas medidas de segurança e o mesmo acontece com o carregamento sem fios.
Mesmo grandes marcas automotivas como a BMW estão confiando nessa tecnologia. Em 2018, a BMW lançou seu novo modelo com carregamento sem fio e citou que “A BMW torna o carregamento mais fácil do que o reabastecimento.
Carregamento de veículo elétrico dinâmico: Tudo o que falamos até agora é sobre carregamento sem fio estático. A próxima melhor coisa em que os inovadores de EV estão trabalhando é Carregamento de veículos elétricos dinâmicos (DEVC), que permite que um EV carregue sem fio enquanto está dirigindo na estrada. O sistema é capaz de carregar um EV dinamicamente a até 20 kW em velocidades de rodovia (100 km / h).
Desafios e oportunidades
No momento, os EVs envolvem desafios em termos de infraestrutura, custo do veículo, tempo de carregamento, tipos de equipamento, etc. O Innovator acredita que a inovação do EV será a melhor inovação para reduzir as emissões de carbono e abrir caminho para um progresso climático significativo.
Listados abaixo estão os poucos desafios que estão surgindo com a infraestrutura atual
O Tempo De Carga: Existem três “níveis” principais de carregadores disponíveis para EVs. O plugue padrão de 120 volts, frequentemente usado para eletrodomésticos, carrega lentamente, mas pode encher a bateria até quase sua capacidade total com carga de várias noites, ou cerca de 20 a 40 horas. Os carregadores de “nível dois” de 240 volts geralmente fornecem de 20 a 25 quilômetros de carga em uma hora, o que reduz o tempo de carregamento para oito horas ou menos. Finalmente, os carregadores rápidos de corrente contínua (DC) de “nível 3” podem carregar uma bateria em até 80% em 30 minutos. Atualmente, os carregadores de nível dois são os mais amplamente disponíveis - o Departamento de Energia lista 22,816 estações públicas nos Estados Unidos.
Disponibilidade de infraestrutura de carregamento: Em vez de serem reabastecidos em um posto de gasolina típico, os veículos elétricos (EVs) devem ser carregados nas tomadas elétricas para funcionar. Muitos proprietários de EV carregam seus carros em casa, na garagem, usando um carregador especial de parede. Esse arranjo funciona para a maioria das pessoas porque a pessoa média dirige 29 milhas por dia. Essa distância está dentro do alcance dos veículos elétricos atuais, a maioria dos quais pode viajar entre 150 e 250 milhas com uma carga, dependendo do modelo. No entanto, surgem duas dificuldades principais. Em primeiro lugar, para os motoristas que moram em apartamentos, os estacionamentos raramente são equipados com infraestrutura de carregamento, e a instalação dessa infraestrutura pode ter um custo proibitivo para os gestores dos edifícios.
Preço: Ao contrário dos postos de gasolina, onde o preço do combustível é definido por galão, a cobrança do VE pode atualmente seguir uma série de esquemas de preços diferentes, o que pode levar a preços inconsistentes e, às vezes, altos custos de cobrança. Os preços de cobrança das residências são taxas consistentes por quilowatt-hora (kWh) estabelecidas pelos reguladores de serviços públicos. Os preços das estações de carregamento públicas têm usado esquemas que incluem taxas por sessão, taxas por minuto e preços diferenciados com base na velocidade máxima de carregamento de um veículo. Freqüentemente, as taxas de carregamento não são exibidas nas estações de carregamento. Essa inconsistência e falta de transparência são barreiras para a adoção de EV porque podem levar à frustração e experiências negativas do cliente.
de Carreira
- Oportunidade de fabricação: Várias narrativas surgiram ao falar de oportunidades; até mesmo as principais empresas da Índia, como NTPC, Bharat Heavy Electricals Ltd (Bhel) e Power Grid Corp. of India Ltd, todas queriam fazer parte desse bolo. Todos podem ver que este será o futuro da Indústria Automotiva. O surgimento da indústria de EV está obviamente proporcionando muitas oportunidades para a indústria de manufatura. Mesmo grandes gigantes do comércio eletrônico como Flipkart ou Amazon também estão mudando suas frotas de veículos existentes para elétricos. A Amazon, comandada por Jeff Bezos, disse que vai introduzir 10,000 unidades de veículos elétricos em sua frota de entrega de mercadorias na Índia até 2025. A Flipkart, de propriedade do Walmart, planeja introduzir 25,000 unidades de veículos elétricos em sua frota para reduzir as emissões veiculares. Tudo isso certamente criará um imenso pool de oportunidades de fabricação para atender a essa enorme demanda.
- Um grande aumento nas oportunidades de B2B: Não apenas as empresas, mas os consumidores estão demonstrando interesse crescente na mobilidade elétrica, a crescente atenção da mídia, mesmo globalmente, criou um amplo espaço para amplas oportunidades no mercado business-to-business. Os principais jogadores-chave já estão criando um rebuliço em utilitários de manufatura para o crescimento sustentado do setor de EV. Em um evento de conferência em Berlim, o CEO da Volkswagen Matthias Muller anunciou que eles haviam garantido parceiros de fornecimento de baterias na Europa e na China.
- Tecnologia de bateria: A tecnologia da bateria é parte integrante do ecossistema de veículos elétricos na Índia. As tecnologias no mercado de baterias para veículos elétricos passaram por mudanças significativas nos últimos anos, com a tecnologia das baterias evoluindo de baixa densidade de energia para alta densidade de energia. Muitas pesquisas de mercado indicaram que a tecnologia de baterias de veículos elétricos deve crescer 38% CAGR de 2020 a 2025, o que cria um amplo espaço para oportunidades de negócios em tecnologia de baterias. Para impulsionar o mercado ainda mais, o Governo da Índia estabeleceu a Missão Nacional sobre Mobilidade Transformativa e Armazenamento de Bateria sob a presidência de Niti Aayog. Com uma ênfase significativa na localização, medidas estão sendo tomadas para reduzir a dependência da importação e fabricação de baterias e outros componentes de forma autóctone.
- Sucata de ICE: Com cada vez mais interesse em Mobilidade Elétrica, é óbvio que o interesse cada vez menor pelo ICE seria uma vítima automática. E como o interno Combustão Os veículos com motor se tornam obsoletos, as oportunidades de negócios para descartá-los crescerão mais no futuro. Muitos desses veículos poluentes serão barrados nas estradas e acabarão em centros de sucata, metais e materiais dos quais serão reciclados para fazer e inovar produtos ambientalmente corretos.
Sheeba Chauhan | Subeditor | ELE Times
Sheeba Chauhan
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