La carrera ha empezado. En 2022, las ventas de vehículos eléctricos (VE) superaron los 10 millones de unidades y se prevé que esta cifra aumente hasta alcanzar los 28,4 millones de unidades en 2027. Ahora bien, la proporción entre VE y estaciones de carga dista de ser suficiente y su fiabilidad no está cumpliendo las expectativas ya que los conductores soportan fallos frecuentes en la interfaz hombre máquina (HMI), la conexión o el sistema de pago electrónico.
Tendencias de la infraestructura de VE
Para resolver los problemas derivados de la escasa infraestructura y la baja fiabilidad, el desarrollo de hardware se centrará en tres tendencias principales: carga rápida, carga múltiple y rápido despliegue.
Entre las mejoras del software cabe esperar el diagnóstico de la estación de carga, así como mejorar la experiencia del usuario mediante la unificación de UI/UX y una gestión más avanzada de los datos a través de una capacidad más potente de análisis y adquisición de datos.
Por lo que respecta a las tendencias para el ecosistema en su conjunto, las estaciones de carga de VE suministrarán electricidad a la red y se implementará la carga bidireccional (V2G2V). La demanda de sistemas de almacenamiento de energía, tecnología de gestión de energía, IA e integración con energías renovables pasará a un primer plano. A más largo plazo se desarrollará la carga inalámbrica junto con el uso de la tecnología blockchain para la seguridad de la información.
Oportunidades y retos
Toda oportunidad conlleva sus propios retos y la infraestructura de los VE no es una excepción. Para los proveedores de hardware, entre tales oportunidades y retos se encuentra el desarrollo de estaciones de carga integradas, soluciones llave en mano para sistemas de monitorización de la energía, un mayor almacenamiento de energía y la gestión de la energía ecológica.
Ocurre algo parecido con los proveedores de software, a quienes los avances en la infraestructura de los VE exigirán nuevas soluciones para la gestión de la alimentación, el análisis de datos y la ciberseguridad.
Para cubrir esta exigente demanda de la infraestructura de los VE y proporcionar una mejor experiencia a los conductores, cuatro serán los grandes retos que habrán de afrontar empresas, fábricas y operadores de la cadena de suministro. El primero de ellos es garantizar la compatibilidad con las especificaciones y los protocolos de comunicación de diferentes plataformas de carga. El segundo es mejorar la durabilidad y la fiabilidad del hardware para su uso en entornos adversos y con una potencia de carga aún más elevada. También existe la necesidad de abordar las diferencias en las soluciones UI/UX y, finalmente, es preciso ampliar la capacidad de la red eléctrica ya que en la actualidad no es capaz de proporcionar la alta potencia demandada por las estaciones de carga.
Ciclo de desarrollo tecnológico
El Escenario de Desarrollo Sostenible establecido por la AIE (Agencia Internacional de la Energía) requiere 215 millones de puntos de carga en todo el mundo en 2030, con una capacidad instalada de 1,8 TW, lo cual indica el volumen y la oportunidad que este reto representa. Y el plazo es corto: dentro de 2 a 5 años es probable que la tecnología en el mercado de la infraestructura de VE sea totalmente madura.
Como proveedor de tecnología en la cadena de valor, Advantech está especializada en el suministro de componentes clave de hardware como ordenadores industriales en varios factores de forma, así como memoria flash, E/S, HMI, switches, routers y módulos de conectividad. La compañía también ofrece soporte de software/firmware que permite la gestión remota de dispositivos, diagnóstico, actualizaciones y otras funciones inalámbricas. Tanto los fabricantes de cargadores de VE como los operadores de estaciones de carga de VE pueden salir beneficiados.
Fabricantes de cargadores y operadores de estaciones
Ya hay disponibles cargadores ultrarrápidos de CC de tipo dividido de VE de hasta 400 kW, que proporcionan 32 km de autonomía y un tiempo de carga de 1 minuto. Por tanto es posible cargar un VE del 20% al 80% en 18 minutos, una cifra que mejorará aún más en el futuro. Los cargadores de VE más modernos ofrecen una carga más estable y rápida en gran parte gracias a la mejor eficiencia de los módulos de alimentación.
Para que funcione de manera efectiva, el entorno del sistema de carga utiliza una plataforma de supervisión y gestión en la nube, sistemas de gestión local, app de carga, puertas de enlace y OCPP (Open Charge Point Protocol). Todos los sistemas de gestión local se pueden ejecutar en IPC (PC industriales) de Advantech, entre cuyas soluciones de conexión en campo se encuentran: monitor de cargador, gestión de facturación, suministro eléctrico a los cargadores, impresión de comprobantes de carga y generación de informes estadísticos de carga.
También existe la necesidad de integrar otros sistemas, como los de aparcamiento, energía y reconocimiento automático de matrículas. Al requerir tanta integración existe una clara necesidad de trabajar con un socio tecnológico experimentado y reconocido.
Carga de VE escalable y preparada para el futuro
El desarrollo de una solución escalable destinada a la carga integral de VE exige capacidad de gestión remota, la cual exige a su vez la conexión a un sistema de control y gestión. Esta actividad puede requerir el medidor de potencia, una sala de control que gestione la instalación (como OCPP sobre Ethernet o RS-485/Modbus) y probablemente sistemas locales de gestión de la energía.
Una solución escalable también necesitará un HMI, un sistema de facturación y pago, una cámara de reconocimiento y vigilancia, y un sistema de contenido publicitario. Finalmente necesitará capacidad de monitorización de la alimentación. Esta solución, basada en el tipo de carga (carga rápida CA o CC), puede utilizar el protocolo embebido de comunicación por la línea eléctrica o conectar el bus CAN (controller area network) directamente a los vehículos.
Advantech propone un rango completo de equipamiento para la infraestructura de carga de vehículos eléctricos con diferentes niveles de rendimiento, incluso con IA para mejorar la experiencia del usuario y ofrecer servicios automáticos. Con el fin de ahorrar costes y de reducir las dimensiones del sistema, en muchas soluciones EVSE es preferible integrar CAN/CAN-FD, más UART/Modbus, multi-LAN con módulo de alimentación PoE opcional y varias pantallas 4k.
La capacidad de gestión es aportada por la inteligencia que incorpora iManager de Advantech, así como control independiente fuera de banda BMC distribuido para disponer de capacidades de monitorización temporal y recuperación. También se ofrece software de soporte complementario, y Advantech proporciona un servicio de diseño de software para mejorar la seguridad del sistema y WISE DeviceOn para gestión remota.
Cargador de VE: proveedor único
Cualquier solución óptima destinada a cargadores de VE debe ofrecer una tarjeta compacta y totalmente compatible con buses industriales, además de proporcionar un diseño robusto que sea adecuado para su funcionamiento en el exterior. La seguridad basada en hardware y firmware se debería extender asimismo hasta la nube.
Advantech suministra una amplia gama de tarjetas embebidas, desde la ARM RSB hasta las series x86 MIO. También cuenta con pantallas HMI industriales (series IDK/IDS) y de señalización (series DSD, CRV). Para redes y puertas de enlace, la compañía ofrece sus switches no gestionados de la serie EKI y routers inalámbricos de la serie ICR, así como aisladores, repetidores y hubs de las series ADAM y ULI.
Sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS)
Los armarios de almacenamiento de energía se encargan de la conservación ya la gestión inteligente de la energía. También es primordial la capacidad de calcular el consumo y de monitorizar y analizar remotamente el uso de la batería. Los sistemas BESS también requieren compatibilidad con los protocolos de comunicaciones industriales y la gestión de la visualización.
Desde el punto de vista de un producto, el control efectivo del BESS se puede llevar a cabo mediante un sistema inteligente distribuido EI-52 de Advantech, robusto y sin ventilador, que incorpora un núcleo Intel de 11ª generación, VPU escalable para IA y software EdgeX. Advantech también suministra la puerta de enlace de acceso EIS-D210 de pequeño tamaño, así como puertas de enlace de protocolo y terminales remotos.
Cargadores de VE para hogares
La principal preocupación para los cargadores de VE domésticos es lograr un equilibrio entre rendimiento, consumo y coste. Los ordenadores monoplaca (SBC) de Advantech resultan ventajosos para todos estos criterios.
Los SBC de Advantech ofrecen bajo consumo, baja latencia y un diseño robusto. Algunos ejemplos son RSB-3720 y RSB-3430 Pico-ITX, que también permiten expandir las E/S dependiendo de la aplicación, paquete de soporte fiable para la tarjeta, software de gestión, soporte de recuperación ante desastres para alcanzar una alta estabilidad y actualizaciones OTA.
Pantalla industrial
Por lo que se refiere a la pantalla para los cargadores públicos de VE, sabemos que su instalación en el exterior plantea muchas dificultades, de ahí que sea fundamental seleccionar un producto adecuado que asegure la fiabilidad.
La pantalla principal debe ofrecer una excelente visibilidad, generalmente por medio de una solución de alto brillo (1200 nits en lugar de los 300 nits convencionales). También se necesita una solución de conexión óptica que elimine el hueco de aire para reducir el reflejo de la luz solar del 13,5% al 0,2%. La durabilidad física es otro requisito previo, con protección IP67 y un diseño sin bisel para evitar la acumulación del agua de lluvia y un amplio rango de temperaturas de funcionamiento. Las pantallas industriales de Advantech ofrecen una vida útil de 50.000 horas con funcionamiento 24/7.
Ecosistema de carga de VE
En el amplio ecosistema de carga de VE, numerosos participantes gestionan cientos de miles de dispositivos IoT en muchos lugares diferentes. Este ecosistema está muy distribuido y conectado, lo cual añade la amenaza de ciberataques.
Como respuesta, Advantech ofrece una pila se seguridad IoT que cubre cinco niveles de protección: firmware y configuraciones; sistema operativo; despliegue; dispositivo; y red. Además, la compañía proporciona una lista de API/SDK en la nube que aumentar el retorno de la inversión (ROI) y reducir el plazo de comercialización. La unión de estas API incrementa la eficiencia, la resiliencia y la rapidez de respuesta de los equipos de carga de VE.
Advantech ofrece otros muchos servicios de diseño y posventa en todo el mundo. La compañía crea en colaboración con socios, ayudando así a construir el ecosistema de carga de VE a través de oficinas regionales y nacionales, entre ellas la de Madrid (España).
Es el momento de actuar
Los cargadores de VE atraviesan en la actualidad una fase de rápido crecimiento que probablemente seguirá hasta 2026. Los fabricantes de cargadores de VE y los operadores de estaciones de carga se acercan rápidamente, por tanto, a una última oportunidad de optimizar sus soluciones.
Advantech está preparada para atender el mercado de la infraestructura de carga de VE por medio de soluciones embebidas de hardware y software, así como con capacidades de fabricación y soporte. La compañía también ha desarrollado sus propios servicios de I+D y diseño, que reducen el plazo de comercialización y el coste total de propiedad a los clientes. Ahora es el momento de actuar.
