Veículos Elétricos: Rumo a um Futuro Sustentável com Inteligência Artificial

O mercado automotivo está à beira de uma grande transformação com a introdução de veículos elétricos, abordando as preocupações com as emissões globais de gases de efeito estufa e o uso de recursos de energia esgotáveis. A demanda acelerada por esses veículos vem da mudança em três áreas principais: comportamento do consumidor, regulamentações e integração da tecnologia de IA no fluxo do processo.

Conforme EV-Volumes.com , “um total de 10,5 milhões de novos BEVs (Battery Electric Vehicles) e PHEVs (Plug-in Electric Vehicles) foram entregues em 2022, um aumento de +55% em relação a 2021.”

“Está claro agora que os veículos elétricos são o futuro e que o futuro está chegando mais rápido do que muitos esperavam. A Califórnia e outros estados já declararam que nenhum novo veículo a gás será vendido depois de 2035”, disse Dave Lewis, CEO da MoveEV .

A China, apesar dos surtos e bloqueios esporádicos da Covid, emergiu no topo da tabela de classificação com um aumento de +82% nas vendas de EV ano a ano até o final de 2022.

Os subsídios do governo chinês para veículos elétricos, a expansão da indústria de veículos mini-elétricos e o surgimento de marcas relativamente acessíveis são alguns fatores que contribuem para o crescimento explosivo do setor na China.

Seguindo de perto com a China, a Europa representou cerca de 11% da receita total gerada. Leis e regulamentos climáticos rigorosos impulsionam a indústria europeia de transportes, seus “Para 55” O programa define como as leis tornam “alcançar a meta climática da UE de reduzir as emissões da UE em pelo menos 55% até 2030 uma obrigação legal”.

No entanto, o mercado de VEs na Europa está nas garras de uma crise de energia iminente após a invasão da Ucrânia pela Rússia. O aumento do custo da eletricidade está afetando a viabilidade de dirigir veículos elétricos, a ponto de se tornarem mais caros de operar do que seus equivalentes movidos a gás. Esse aumento nos preços da eletricidade pode impedir a mudança do continente para o transporte elétrico.

“Quando analisamos isso (transição para EVs) antes da crise de energia, estávamos olhando para um ponto de inflexão por volta de 2023 a 2024. Mas se você assumir que tem uma tarifa de $ 0,55, o ponto de inflexão se move para 2026, ” disse Maria Bengtsson , sócio da Ernst & Young.

Vários países estão enquadrando suas políticas em torno da ameaça da mudança climática e do esgotamento das fontes renováveis. A administração Biden está pressionando a América para descarbonizar por apresentando uma meta de 50% de veículos elétricos até 2030.

“Hoje, quase todas as montadoras colocaram os veículos de emissão zero no centro de suas estratégias de longo prazo – e, talvez mais importante, de seus planos de investimento de médio prazo”, de acordo com S&P Global Mobility . O relatório enfatizou como os veículos elétricos não são mais uma indústria em desenvolvimento, mas ganharam força suficiente para se tornarem populares em mercados como China, Alemanha, França e Reino Unido.

A adoção de EVs é impulsionada principalmente pelos avanços na tecnologia, a integração da IA em automóveis levou ao aprimoramento de recursos que tornaram a direção fácil e segura.

Conforme Pesquisa e Mercados , “Prevê-se que o mercado global de Inteligência Artificial Automotiva (AI) prospere em um CAGR de 29,2% e avaliado em mais de US $ 34,30 bilhões durante o ano previsto de 2022-2030”.

Ele observou ainda que o crescimento no mercado automotivo de IA é um reflexo direto das crescentes demandas “por veículos sofisticados e a mudança da indústria automotiva para a eletricidade”.

Desafios como autonomia limitada, longos tempos de carregamento e integração com redes inteligentes estão sendo abordados pela introdução da tecnologia AI.

“ A maior sensibilização de um veículo elétrico leva à disponibilidade de mais dados do veículo. Esses dados podem ser usados por fabricantes, representantes de serviços e motoristas”, disse Cliff Rice, da Rockwell Automation .

Ele explicou ainda que os fabricantes podem usar esses dados para melhorar os algoritmos de assistência ao motorista, entender os padrões de direção para necessidades de manutenção e fornecer diagnósticos avançados e atualizações de software para melhorar o desempenho do veículo e aumentar sua vida útil.

A análise preditiva está desempenhando um papel significativo no avanço da tecnologia de baterias. Usando a manutenção preditiva, essas tecnologias estão melhorando a eficiência e a confiabilidade das baterias. Isso é importante, pois garante que as baterias operem em níveis ideais, oferecendo alto desempenho e minimizando o risco de avarias.

“Baterias são componentes altamente complexos – quimicamente, eletricamente e em termos de software,” disse Rikard Vinge , Cientista de dados da Volvo. “Mas a análise de dados pode nos ajudar a entendê-los melhor: como são usados, como são afetados pelo motorista, como são afetados por outros componentes do veículo.”

Além da experiência do usuário, os engenheiros estão usando IA para melhorar os projetos e a eficiência de trabalho dos componentes.

“Usando IA em nossa abordagem de design térmico generativo, somos capazes de criar e simular milhares de iterações de um design em questão de dias, de forma totalmente autônoma. Para compreender totalmente a escala e a velocidade em jogo aqui, no tempo que um engenheiro térmico leva para criar um projeto, já criamos 1.000”, disse o CEO da Diabatix, Lieven Vervecken.

Várias empresas estão colaborando com grandes nomes da tecnologia para fornecer a seus usuários o melhor das duas tecnologias.

Ford tem colaborou com o Google para fazer uso de seus serviços de nuvem e experiência em inteligência artificial e aprendizado de máquina. tesla aproveita IA para atualizar o software na nuvem, fornecendo serviços remotos aos seus usuários. A Volkswagen e a Microsoft também mãos dadas para liberar o poder do Azure IoT e PowerBI, oferecendo soluções de produtividade e telemática.

Os principais OEMs (Original Equipment Manufacturers) estão convencidos de que a transição para a indústria de mobilidade elétrica agora é inevitável.

As vendas de BEVs e PHEVs da BYD Auto triplicaram ao concentrar seus esforços de produção e vendas em veículos elétricos, tornando-se o principal fabricante de PHEVs e BEVs em 2022. A Tesla domina as vendas globais de BEVs com uma participação de mercado de 17%, enquanto o Grupo Volkswagen viu apenas um Aumento de 10% nas vendas de VEs na Europa com queda nas vendas de PHEV.

As montadoras estabelecidas estão reinventando seus modelos de negócios na esperança de se adaptar a um novo mundo onde a eletricidade substitui a gasolina e o diesel tradicionais. As montadoras estão comprando cada bateria eles podem obter quando as fábricas passam por reformas para construir veículos elétricos. Algumas empresas estão sendo forçadas a encontrar parceiros devido ao alto custo de criação de veículos elétricos, enquanto outras estão se tornando candidatas à aquisição.

Os jogadores proeminentes da indústria estão acelerando seus motores de combustão interna tradicionais para se tornarem os pioneiros em eliminá-los completamente. Nomes importantes como Tesla, Volkswagen, Toyota, General Motors e Nissan estão introduzindo novos modelos no mercado.

A transição para a indústria de EV está trazendo muitas oportunidades de inovação no campo da tecnologia de baterias, sistemas de freios, sistemas de direção e disposição de propulsões. Em 2020, mais de 18.000 foram feitos pedidos de patentes, com uma taxa média de concessão de 50%, de acordo com as tendências globais de patentes no setor de Veículos Elétricos (EV).

Embora as tendências de depósito de patentes sugiram o ritmo da tecnologia, também fornecem uma imagem justa das novas mudanças que estão ocorrendo no setor. De acordo com um relatório publicado pelo Escritório Europeu de Patentes (EPO) em 2020, os registros de patentes para baterias e outras tecnologias de armazenamento de eletricidade tiveram um aumento anual de 14% em todo o mundo, 88% dos quais ofereceram inovação em tecnologia de baterias.

Os veículos elétricos são os que mais demandam pelo fornecimento de lítio para a fabricação de baterias. Se a demanda de hoje for prevista para 2050, o mercado dos EUA sozinho exigiria uma mineração triplicada do que é produzido atualmente globalmente, mas tem que ser assim?

A relatório recente descobriu que “a demanda de lítio pode ser reduzida em até 92% em 2050 em comparação com os cenários mais intensivos em lítio. Isso pode ser feito empregando três intervenções políticas principais: diminuir a dependência do carro, dimensionar corretamente as baterias de veículos elétricos e criar um sistema robusto de reciclagem”.

A infraestrutura de carregamento existente para essas baterias está longe de ser capaz de atender à crescente demanda. Embora enormes investimentos estejam em andamento, o ceticismo paira devido ao custo, escolha e “ansiedade de alcance”, subindo nas áreas onde as baterias falharam anteriormente em fornecer um alcance de direção considerável e demoraram muito tempo para carregar. O veículo e carregador mais rápidos - o Lucid Air pode fornecer cerca de 300 milhas de alcance em 20 minutos, 100-200 milhas por hora de carregamento é típico para EVs médios.

Para aliviar essas preocupações, tem havido um esforço rápido para estabelecer redes de carregamento rápido em todo o país, com as concessionárias buscando aumentar as vendas de eletricidade. Mais do que 60 utilidades uniram forças para estabelecer a National Electric Highway Coalition, que visa desenvolver uma rede nacional de carregamento rápido ao longo das principais rodovias dos EUA. O número de carregadores rápidos já cresceu significativamente, com mais de 6.500 disponível hoje, e há ainda mais compromissos em curso.

General Motors Co. e Pilot Co. plano para formar uma parceria e construir uma rede de estações de carregamento nos EUA, com o objetivo de aumentar cerca de 20% do número de carregadores rápidos disponíveis para motoristas americanos.

À medida que o mundo passa de uma frota de veículos movidos a gasolina para veículos elétricos, estima-se que milhões de pessoas dependerão da rede elétrica de várias maneiras. Isso significa que a capacidade de geração de energia terá que aumentar para acomodar a crescente demanda por eletricidade sem causar sobrecarga na rede. De acordo com o Departamento de Energia , EUA, haverá um aumento de 38% no consumo de eletricidade até 2050, principalmente devido ao alto envolvimento de veículos elétricos.

A pesquisa realizada na Universidade do Texas, em Austin, realizou cenários de avaliação estado a estado em que cada carro, caminhão e SUV pessoal é convertido em um modelo elétrico plug-in. O estudar constatou que o consumo de energia do estado saltou para 17% em Wyoming e 55% em Maine. \

O consumo variou de 20-30 por cento na maioria dos estados. Alguns estados mostraram uma capacidade disponível para assumir as cargas em excesso, enquanto, para outros, suposições de caso ideal para tempos de carregamento foram feitas para canalizar a energia. A capacidade das redes para carregamento de VEs depende muito da hora do dia em que são conectadas. A chance de sobrecarga das redes cai drasticamente se carregadas em fora do horário de pico quando o consumo é menor.

Com todas as especulações e possibilidades, o mundo imaginado de “emissões zero” parece não reconhecer o que acontece com veículos movidos a combustível fóssil rodando nas estradas por enquanto. Uma ideia que circula é a remodelação dos tradicionais carros movidos a motor para veículos elétricos.

Em um evento recente da indústria, o CEO da Toyota, Akio Toyoda, sinalizou que a empresa entraria no mercado de conversão exibindo dois Corollas antigos que haviam sido convertidos para energia elétrica e hidrogênio.

“A realidade é que não podemos atingir emissões zero de carbono em 2050 simplesmente mudando todas as vendas de carros novos para EVs”, disse o CEO Toyoda no conferência de imprensa. “É importante fornecer opções para carros amados que já são de propriedade.”

Enquanto alguns especialistas apoiam a ideia de remodelação, outros acreditam que é improvável que os carros eletrificados sejam uma opção viável para indivíduos com recursos financeiros limitados.

“ Se você está pensando em como adaptar um carro ICE para ser um EV, não acho que isso vá acontecer. As pessoas simplesmente comprarão EVs como carros substitutos, como de costume, mas podem cruzar as duas tecnologias tendo um carro híbrido plug-in primeiro ”, disse Trevor Curwin, da Sheeva.ai .

A rápida expansão da indústria de VE, apesar dos desafios impostos por fatores externos e limitações, fornece uma forte indicação de que os veículos elétricos estão aqui para ficar e desempenharão um papel significativo na formação do futuro do transporte.