Véhicules électriques : vers un avenir durable grâce à l'intelligence artificielle

Le marché automobile est sur le point de connaître une transformation majeure avec l'introduction des véhicules électriques, répondant aux préoccupations relatives aux émissions mondiales de gaz à effet de serre et à l'utilisation de ressources énergétiques épuisables. La demande accélérée pour ces véhicules provient du changement dans trois domaines clés : le comportement des consommateurs, la réglementation et l'intégration de la technologie de l'IA dans le flux de processus.

Selon EV-Volumes.com , "au total, 10,5 millions de nouveaux BEV (Battery Electric Vehicles) et PHEV (Plug-in Electric Vehicles) ont été livrés en 2022, soit une augmentation de +55 % par rapport à 2021."

"Il est clair maintenant que les véhicules électriques sont l'avenir, et que l'avenir arrive plus vite que beaucoup ne l'avaient prévu. La Californie et d'autres États ont déjà déclaré qu'aucun nouveau véhicule à essence ne sera vendu après 2035 », a déclaré Dave Lewis, PDG de MoveEV .

La Chine, malgré les épidémies et les blocages sporadiques de Covid, a émergé en tête du classement avec une augmentation de +82% des ventes de véhicules électriques d'une année sur l'autre d'ici la fin de 2022.

Les subventions du gouvernement chinois pour les véhicules électriques, l'expansion de l'industrie des mini-véhicules électriques et l'émergence de marques plus relativement abordables sont quelques facteurs qui contribuent à la croissance explosive du secteur en Chine.

Suivant de près la Chine, l'Europe a représenté environ 11 % du total des revenus générés. Des lois et réglementations climatiques strictes orientent l'industrie européenne des transports, ses "Fit pour 55" définit comment les lois font « d'atteindre l'objectif climatique de l'UE de réduire les émissions de l'UE d'au moins 55 % d'ici 2030 une obligation légale ».

Cependant, le marché des véhicules électriques en Europe est aux prises avec une crise énergétique imminente à la suite de l'invasion de l'Ukraine par la Russie. La hausse du coût de l'électricité a un impact sur l'abordabilité de la conduite de véhicules électriques, au point qu'ils peuvent devenir plus coûteux à faire fonctionner que leurs homologues à essence. Cette flambée des prix de l'électricité pourrait potentiellement entraver la transition du continent vers le transport électrique.

"Lorsque nous avons examiné cela (la transition vers les véhicules électriques) avant la crise énergétique, nous envisageons un point de basculement d'environ 2023 à 2024. Mais si vous supposez que vous avez un tarif à l'avenir de 0,55 $, le point de basculement se déplace ensuite vers 2026, ” dit Maria Bengtsson , partenaire chez Ernst & Young.

Plusieurs pays encadrent leurs politiques autour de la menace du changement climatique et de l'épuisement du pool de sources renouvelables. L'administration Biden pousse l'Amérique à décarboner en présentation un objectif de 50 % de véhicules électriques d'ici 2030.

"Aujourd'hui, presque tous les constructeurs automobiles ont placé les véhicules zéro émission au cœur de leurs stratégies à long terme - et, peut-être plus important encore, de leurs plans d'investissement à moyen terme", selon Mobilité mondiale S&P . Le rapport a souligné que les véhicules électriques ne sont plus une industrie naissante, mais qu'ils ont suffisamment gagné en popularité pour se généraliser sur des marchés comme la Chine, l'Allemagne, la France et le Royaume-Uni.

L'adoption des véhicules électriques est principalement motivée par les progrès de la technologie, l'intégration de l'IA dans les automobiles a conduit à l'amélioration de fonctionnalités qui ont rendu la conduite sans effort et sûre.

Selon Recherche et Marchés , "le marché mondial de l'intelligence artificielle (IA) automobile devrait prospérer à un TCAC de 29,2 % et évalué à plus de 34,30 milliards USD au cours de l'année de prévision 2022-2030".

Il a en outre noté que la croissance du marché de l'IA automobile est le reflet direct de la demande croissante "de véhicules sophistiqués et de l'évolution de l'industrie automobile vers l'électricité".

Des défis tels que l'autonomie limitée, les longs temps de charge et l'intégration aux réseaux intelligents sont relevés par l'introduction de la technologie AI.

“ La sensibilisation accrue d'un véhicule électrique entraîne la disponibilité de plus de données du véhicule. Ces données peuvent être utilisées par les fabricants, les représentants de service et les conducteurs », a déclaré Cliff Rice de Automatisation Rockwell .

Il a en outre expliqué que les fabricants peuvent utiliser ces données pour améliorer les algorithmes d'assistance à la conduite, comprendre les schémas de conduite pour les besoins de maintenance et fournir des diagnostics avancés et des mises à jour logicielles pour améliorer les performances des véhicules et augmenter leur durée de vie.

L'analyse prédictive joue un rôle important dans l'avancement de la technologie des batteries. Grâce à la maintenance prédictive, ces technologies améliorent l'efficacité et la fiabilité des batteries. Ceci est important car cela garantit que les batteries fonctionnent à des niveaux optimaux, offrant des performances élevées et minimisant le risque de pannes.

"Les batteries sont des composants très complexes - chimiquement, électriquement et en termes de logiciel", dit Rikard Vinge , Data Scientist chez Volvo. "Mais l'analyse des données peut nous aider à mieux les comprendre : comment ils sont utilisés, comment ils sont affectés par le conducteur, comment ils sont impactés par d'autres composants du véhicule."

Outre l'expérience utilisateur, les ingénieurs utilisent l'IA pour améliorer les conceptions et l'efficacité de fonctionnement des composants.

"En utilisant l'IA dans notre approche de conception thermique générative, nous sommes en mesure de créer et de simuler des milliers d'itérations d'une conception en quelques jours, de manière entièrement autonome. Pour saisir pleinement l'échelle et la vitesse en jeu ici, dans le temps qu'il faut à un ingénieur thermique pour créer un design, nous en avons déjà créé 1 000 », a déclaré le PDG de Diabatix, Lieven Vervecken.

Plusieurs entreprises collaborent avec de grands noms de la technologie pour offrir à leurs utilisateurs le meilleur des deux technologies.

Ford a collaboré avec Google pour tirer parti de ses services cloud et de son expertise en intelligence artificielle et en apprentissage automatique. Tesla leviers AI pour mettre à jour le logiciel sur le cloud en fournissant à leurs utilisateurs des services à distance. Volkswagen et Microsoft ont également mains jointes pour libérer la puissance d'Azure IoT et PowerBI en proposant des solutions de télématique et de productivité.

Les grands OEM (Original Equipment Manufacturers) sont convaincus que la transition vers l'industrie de l'e-mobilité est désormais inéluctable.

Les ventes de BEV et de PHEV de BYD Auto ont triplé en concentrant ses efforts de production et de vente sur les véhicules électriques, ce qui en fait le premier fabricant de PHEV et de BEV en 2022. Tesla domine les ventes mondiales de BEV avec une part de marché de 17 %, tandis que le groupe Volkswagen n'a vu qu'une Augmentation de 10 % des ventes de VE en Europe avec une baisse des ventes de PHEV.

Les constructeurs automobiles établis réinventent leurs modèles commerciaux dans l'espoir de s'adapter à un nouveau monde où l'électricité remplace l'essence et le diesel traditionnels. Les constructeurs automobiles achètent chaque batterie ils peuvent obtenir alors que les usines subissent des rénovations pour construire des véhicules électriques. Certaines entreprises sont obligées de trouver des partenaires en raison des coûts élevés de création de véhicules électriques, tandis que d'autres deviennent des candidats à l'acquisition.

Les principaux acteurs de l'industrie accélèrent leurs moteurs à combustion interne traditionnels pour devenir les premiers à les éliminer complètement. Des grands noms comme Tesla, Volkswagen, Toyota, General Motors et Nissan lancent de nouveaux modèles sur le marché.

La transition vers l'industrie des véhicules électriques offre de nombreuses opportunités d'innovation dans le domaine de la technologie des batteries, des systèmes de freinage, des systèmes de direction et de l'agencement des propulsions. En 2020, plus de 18 000 des demandes de brevets ont été déposées, avec un taux d'octroi moyen de 50 %, selon les tendances mondiales en matière de brevets dans le secteur des véhicules électriques (VE).

Si les tendances en matière de dépôt de brevets suggèrent le rythme de la technologie, elles donnent également une image juste des nouveaux changements qui se produisent dans l'industrie. Selon un rapport publié par l'Office européen des brevets (OEB) en 2020, les dépôts de brevets pour les batteries et autres technologies de stockage d'électricité ont connu une augmentation annuelle de 14 % dans le monde, dont 88 % proposaient une innovation dans la technologie des batteries.

Les véhicules électriques génèrent la plus forte demande d'approvisionnement en lithium pour la fabrication de batteries. Si la demande actuelle est prévue jusqu'en 2050, le marché américain à lui seul nécessiterait une exploitation triple de ce qui est actuellement produit dans le monde, mais doit-il en être ainsi ?

UN rapport récent ont constaté que « la demande de lithium peut être réduite jusqu'à 92 % en 2050 par rapport aux scénarios les plus intensifs en lithium. Cela peut être fait en employant trois interventions politiques clés : réduire la dépendance à la voiture, dimensionner correctement les batteries des véhicules électriques et créer un système de recyclage robuste. »

L'infrastructure de charge existante pour ces batteries est loin d'être en mesure de répondre à la demande croissante. Bien que d'énormes investissements soient en cours, le scepticisme plane en raison du coût, du choix et de la "anxiété de portée", s'envoler dans les zones où les batteries n'offraient pas auparavant une autonomie considérable et prenaient de longs temps de charge. Le véhicule et le chargeur les plus rapides - le Lucid Air peut donner environ 300 milles de portée en 20 minutes, 100-200 miles par heure de charge est typique des véhicules électriques moyens.

Pour atténuer ces inquiétudes, des efforts ont été déployés rapidement pour établir des réseaux de recharge rapide dans tout le pays, les services publics cherchant à augmenter les ventes d'électricité. Plus que 60 utilitaires ont uni leurs forces pour créer la National Electric Highway Coalition, qui vise à développer un réseau national de recharge rapide le long des principales autoroutes aux États-Unis. Le nombre de chargeurs rapides a déjà considérablement augmenté, avec plus de 6 500 disponible aujourd'hui, et il y en a encore plus engagements en cours.

General Motors Co. et Pilot Co. plan pour s'associer et construire un réseau de bornes de recharge à travers les États-Unis, destiné à augmenter d'environ 20% le nombre de chargeurs rapides disponibles pour les conducteurs américains.

Alors que le monde passe d'une flotte de véhicules à essence à des véhicules électriques, on estime que des millions de personnes dépendront du réseau électrique de diverses manières. Cela signifie que la capacité de production d'électricité devra augmenter pour répondre à la demande croissante d'électricité sans causer de pression sur le réseau. Selon le ministère de l'Énergie , aux États-Unis, il y aura une augmentation de 38 % de la consommation d'électricité d'ici 2050, principalement en raison de la forte implication des véhicules électriques.

Des recherches menées à l'Université du Texas, à Austin, ont mené des scénarios d'évaluation État par État dans lesquels chaque voiture, camion et VUS personnel est converti en un modèle électrique rechargeable. Le étude a constaté que la consommation d'énergie de l'État a grimpé à 17 % dans le Wyoming et à 55 % dans le Maine. \

Le consommation variait de 20 à 30 % dans la plupart des États. Certains États ont montré une capacité disponible pour absorber les charges excédentaires tandis que, pour d'autres, des hypothèses de cas idéaux pour les temps de charge ont été faites pour canaliser la puissance. La capacité des réseaux pour la recharge des véhicules électriques dépend fortement de l'heure de la journée à laquelle ils sont branchés. Le risque de surcharge des réseaux diminue considérablement s'ils sont chargés à Heures creuses lorsque la consommation est moindre.

Avec toutes les spéculations et les possibilités, le monde imaginé "zéro émission" ne semble pas reconnaître ce qui arrive aux véhicules à carburant fossile circulant sur les routes pour l'instant. Une idée qui circule est la transformation des voitures à moteur traditionnelles en véhicules électriques.

Lors d'un récent événement de l'industrie, le PDG de Toyota, Akio Toyoda, a signalé que l'entreprise entrerait sur le marché de la conversion en exposant deux Corolla d'époque qui avaient été converties à l'électricité et à l'hydrogène.

"La réalité est que nous ne pouvons pas atteindre zéro émission de carbone en 2050 simplement en passant toutes les ventes de voitures neuves aux véhicules électriques", a déclaré le PDG Toyoda au conférence de presse. "Il est important de fournir des options pour les voitures bien-aimées qui sont déjà possédées."

Alors que certains experts soutiennent l'idée de remodelage, d'autres pensent que l'électrification des voitures est peu susceptible d'être une option viable pour les personnes disposant de ressources financières limitées.

« Si vous réfléchissez à la façon de transformer une voiture ICE en véhicule électrique, je ne pense pas que cela se produira. Les gens achèteront simplement des véhicules électriques comme voitures de remplacement comme d'habitude, mais ils peuvent chevaucher les deux technologies en ayant d'abord une voiture hybride rechargeable », a déclaré Trevor Curwin de Sheeva.ai .

L'expansion rapide de l'industrie des véhicules électriques, malgré les défis posés par les facteurs externes et les limitations, indique clairement que les véhicules électriques sont là pour rester et joueront un rôle important dans l'élaboration de l'avenir des transports.