Dimensioni e previsioni del mercato degli inverter per veicoli elettrici, per tipo di inverter (SiC, IGBT); intervallo di potenza, propulsione del veicolo, tipo di veicolo - Tendenze di crescita, attori chiave, analisi regionale 2026-2035

Fattori trainanti e sfide della crescita del mercato degli inverter per veicoli elettrici:

Fattori di crescita

• Crescente adozione di sistemi di ricarica wireless per veicoli elettrici: i sistemi di ricarica wireless richiedono inverter ad alta frequenza che convertono la corrente continua in corrente alternata, che viene trasmessa in modalità wireless al veicolo. Il ruolo cruciale che i convertitori CA/CC e CC-CC svolgono nella gestione e conversione dell'energia elettrica tra i sistemi di trasmissione e ricezione giustifica la loro progettazione e il loro funzionamento ben studiati. La tensione fornita viene modificata da bassa ad alta frequenza utilizzando un inverter ad alta frequenza. Un'alta frequenza contribuisce all'aumento della variazione di flusso del trasmettitore, che aumenta il fattore di accoppiamento. La capacità di trasferire potenza è migliorata da un elevato fattore di accoppiamento.
  
  I produttori di veicoli elettrici stanno integrando sistemi di ricarica wireless nelle loro auto, con la crescita dell'infrastruttura per la ricarica wireless , che aumenta la domanda di inverter sofisticati che offrano tempi di ricarica più rapidi e una migliore esperienza utente. Secondo l'Agenzia Internazionale per l'Energia (IEA), alla fine del 2022 c'erano 2,7 milioni di stazioni di ricarica pubbliche, con oltre 900.000 installate nello stesso anno a livello globale. Questo rappresenta un aumento del 55% rispetto al 2021 ed è equivalente al tasso di crescita del 50% pre-pandemia tra il 2015 e il 2019.

• Emergenza della ricarica bidirezionale: il ruolo dell'elettronica di potenza nella ricarica delle batterie dei veicoli elettrici è diventato ancora più complesso e sofisticato con l'introduzione della tecnologia di ricarica bidirezionale, nota anche come Vehicle-to-Grid (V2G). Questi sistemi sono inoltre dotati di elettronica di potenza progettata per caricare l'auto e restituire energia dalla batteria alla rete o all'abitazione durante i blackout o i periodi di elevata richiesta. Nei sistemi di ricarica wireless per veicoli elettrici, l'elettronica di potenza regola la potenza in base al flusso dalla batteria del veicolo alla bobina primaria, alla bobina secondaria e alla rete. La combinazione di processi, rettifica e inversione garantisce trasferimenti di energia potenti senza sacrificare i protocolli e i requisiti di sicurezza. La crescente domanda di tecnologia di ricarica bidirezionale ha aumentato l'adozione di inverter avanzati per controllare algoritmi avanzati per dirigere il flusso di potenza bidirezionale, garantire la stabilità della rete e migliorare il trasferimento di energia.

• Progressi nella tecnologia degli inverter: gli inverter di potenza sono in continuo miglioramento in termini di efficienza energetica, resistenza termica e affidabilità. Sono utilizzati anche nelle automobili ibride e a celle a combustibile, nonché nei veicoli elettrici a batteria, dove fungono da bilanciamento e backup per il funzionamento continuo dei sistemi elettrici del veicolo. Gli inverter moderni sono leggeri e compatti in termini di peso e dimensioni, soprattutto se confrontati con la massa complessiva del veicolo. I vantaggi della riduzione del peso dell'inverter diminuiscono nei veicoli commerciali con pesi a vuoto significativamente maggiori.
  
  I principali attori del mercato stanno lanciando nuovi prodotti che stanno trainando la crescita del mercato degli inverter per veicoli elettrici. Ad esempio, a settembre 2021, Hitachi Astemo, Ltd. e Hitachi, Ltd. hanno annunciato congiuntamente lo sviluppo di un sistema di trasmissione diretta compatto e leggero per il mercato dei veicoli elettrici in crescita, che integra freno, inverter e motore in un'unica unità. Inoltre, si prevede che i semiconduttori SiC e GaN sostituiranno i tradizionali transistor al silicio negli inverter di trazione, offrendo maggiore efficienza, velocità di commutazione più elevate e una maggiore densità di potenza.

Sfide

• Durata limitata della batteria: la parte più costosa di un veicolo elettrico è la batteria e, con il passare del tempo, sorgono preoccupazioni relative alle spese di manutenzione e ai programmi di sostituzione. Sebbene la tecnologia delle batterie si stia sviluppando rapidamente, le moderne auto elettriche hanno spesso un'autonomia di soli 400-500 km prima di dover essere ricaricate. Molti automobilisti temono di rimanere bloccati durante lunghi viaggi su strada senza punti di ricarica facilmente accessibili a causa di questa ansia. La diffusione dei veicoli elettrici dipenderà dalla risoluzione dei problemi di durata della batteria e dal notevole aumento dell'autonomia del veicolo attraverso progressi nella tecnologia di ricarica e nelle dimensioni delle batterie.

• Elevato costo dei materiali: grazie alle loro eccellenti caratteristiche elettriche e alle minime perdite di potenza, il carburo di silicio (SiC) e l'ossido di grafene (GaN) sono semiconduttori cruciali per aumentare l'efficienza degli inverter di potenza nei veicoli elettrici. Gli inverter di potenza richiedono investimenti iniziali maggiori poiché questi semiconduttori sono più costosi e difficili da produrre rispetto ai semiconduttori convenzionali a base di silicio. Pertanto, l'elevato costo di questi materiali ostacolerà la crescita del mercato degli inverter per veicoli elettrici.