I veicoli elettrici (EV) stanno aumentando costantemente la loro quota di mercato a scapito del motore a combustione interna veicoli. La crescita è alimentata da diversi fattori. Forse la cosa più importante è che i prezzi dei veicoli elettrici hanno iniziato a scendere man mano che la concorrenza nel settore si sta intensificando. Stanno emergendo nuovi attori e modelli, spingendo diversi produttori affermati di veicoli elettrici ad abbassare i prezzi. Allo stesso tempo, i governi di tutto il mondo hanno chiarito che considerano l’elettrificazione dei trasporti come un mezzo fondamentale per ridurre le emissioni di carbonio e continuano ad implementare nuove normative per ridurre il consumo di combustibili fossili. Inoltre, è stata adottata una vasta gamma di pacchetti di stimoli fiscali, mirati agli investimenti nelle infrastrutture di ricarica e ad altri aspetti della mobilità elettrica per aumentare la quota di veicoli elettrici su strada, scrive intuizione di Berg.

Il mercato della ricarica dei veicoli elettrici è cresciuto in modo significativo negli ultimi anni, nonostante le recenti difficoltà economiche e le sfide legate alla catena di fornitura. La base totale installata di punti di ricarica in Europa ammontava a circa 7.1 milioni nel 2022, di cui circa 0.5 milioni di punti di ricarica pubblici e 6.6 milioni di punti di ricarica privati. I punti di ricarica privati ​​includono tutti i punti di ricarica dedicati, esclusi i caricabatterie pubblici definiti dall'Osservatorio europeo sui combustibili alternativi (EAFO). I punti di ricarica privati ​​possono essere punti di ricarica domestici, punti di ricarica sul posto di lavoro e altri punti di ricarica non disponibili o parzialmente disponibili al pubblico secondo la definizione dell'EAFO.

Il ruolo dei veicoli elettrici nelle future soluzioni di mobilità

Il mercato odierno comprende principalmente tre tipi di veicoli elettrici: veicoli elettrici a batteria (BEV), veicoli elettrici ibridi plug-in (PHEV) e veicoli elettrici ibridi (HEV). Le batterie dei BEV e dei PHEV possono essere caricate utilizzando fonti di alimentazione esterne come prese domestiche o stazioni di ricarica per veicoli elettrici designate, mentre le batterie HEV vengono caricate durante il funzionamento del veicolo. Le stazioni di ricarica sono fondamentali per supportare la flotta di veicoli elettrici in rapida espansione, rendendo i rispettivi mercati altamente interdipendenti. L'adozione di entrambi deve tenere il passo per ridurre l'ansia da autonomia e garantire un'esperienza di guida fluida.

Da diversi anni le vendite di nuovi veicoli elettrici sono cresciute rapidamente nei mercati europei. Nel 2022, le nuove immatricolazioni di BEV nella regione UE+EFTA+Regno Unito sono cresciute del 30% raggiungendo 1.6 milioni di veicoli. Inoltre, nel 920,000 sono stati immatricolati 2022 nuovi PHEV. La tendenza è continuata anche per tutta la prima metà del 2023, con le vendite combinate di BEV e PHEV in crescita del 28% rispetto al primo semestre del 1.

L’ecosistema di ricarica dei veicoli elettrici

Il mercato della ricarica dei veicoli elettrici ospita una varietà di diversi tipi di attori. Diversi fornitori di hardware sono produttori specializzati di stazioni di ricarica per veicoli elettrici che si concentrano più o meno esclusivamente su questi prodotti, alcuni addirittura si concentrano esclusivamente sulle stazioni di ricarica CA o CC. Oltre ai produttori di veicoli elettrici e caricabatterie per veicoli elettrici, il mercato comprende operatori che offrono soluzioni di gestione delle stazioni di ricarica, funzionamento delle stazioni di ricarica e servizi di mobilità elettrica. L’ambito aziendale varia, con alcune aziende che offrono soluzioni end-to-end che includono hardware, software e servizi, mentre altre sono specializzate in una parte specifica della catena del valore.

Le due principali categorie di servizi nel settore della ricarica dei veicoli elettrici sono gli operatori dei punti di ricarica (CPO) e i fornitori di servizi di mobilità elettrica (eMSP). Un operatore di punti di ricarica (CPO) gestisce una o più reti di stazioni di ricarica. L'operatore non è necessariamente proprietario delle stazioni di ricarica, ma è responsabile della manutenzione, dell'assistenza e dell'amministrazione delle stazioni di ricarica nella rete. Ad esempio, una cooperativa edilizia può installare stazioni di ricarica e affidare a un CPO la responsabilità di mantenere i caricabatterie funzionanti e di distribuire i costi di ricarica tra gli utenti delle stazioni di ricarica.

I fornitori di servizi di mobilità elettrica (eMSP) operano principalmente nel segmento della ricarica pubblica e offrono ai conducenti di veicoli elettrici l'accesso alle stazioni di ricarica nei loro reti connesse. Ciò si ottiene fornendo mezzi di autenticazione nelle stazioni di ricarica come account cliente, carte o tag RFID e app di ricarica. Nella maggior parte dei casi, i CPO agiscono anche come eMSP, ma vi sono esempi di aziende che agiscono solo come CPO o eMSP.

Le basi della ricarica dei veicoli elettrici

La velocità con cui viene caricato un veicolo elettrico è misurata in kilowatt (kW), mentre la capacità della batteria del veicolo elettrico di immagazzinare energia è misurata in kilowattora (kWh). Esistono due tipi principali di caricabatterie per veicoli elettrici: caricabatterie CA e caricabatterie CC, denominati in base al tipo di corrente elettrica che forniscono al veicolo. In Europa, si dice spesso che un caricabatterie in grado di caricare più di un veicolo contemporaneamente abbia più punti di ricarica.

I caricabatterie CA sono più semplici e alimentano il veicolo elettrico con energia CA proveniente dalla rete senza grandi trasformazioni. Un caricabatterie di bordo nel veicolo converte quindi l'energia CA in energia CC che può essere immagazzinata nella batteria. In questo caso, il caricabatterie di bordo è solitamente il fattore limitante quando si tratta della velocità con cui può essere caricata la batteria.

I caricabatterie CC sono generalmente più grandi e complessi poiché convertono direttamente l'energia CA dalla rete in energia CC, consentendo al processo di ricarica di bypassare il caricabatterie di bordo del veicolo e fornire elettricità direttamente alla batteria. In questo caso, è la struttura della batteria o il caricabatterie CC a limitare la velocità con cui la batteria può essere caricata.

Ottimizzazione energetica

Il software di gestione delle stazioni di ricarica viene utilizzato per migliorare l'efficienza e l'esperienza dell'utente durante la ricarica. In ambienti privati, il software di gestione consente ai conducenti di pianificare sessioni di ricarica, registrare il consumo energetico e tenere traccia dei costi. Le soluzioni forniscono inoltre avvisi per avvisare in caso di malfunzionamenti nonché funzionalità per condividere le stazioni di ricarica e assegnare i costi all'utente giusto.

Un altro aspetto importante nella gestione delle stazioni di ricarica è la gestione energetica. Le soluzioni di gestione dell'energia consentono di monitorare e gestire il consumo elettrico del caricabatterie e di adattarlo alle limitazioni della connessione alla rete locale. Le funzionalità di gestione del carico possono distribuire il carico di ricarica tra i punti di ricarica e il resto della rete locale per ridurre il rischio di sovraccarico dei fusibili e interruzioni di corrente.

Le soluzioni di risposta alla domanda regolano il consumo energetico dei caricabatterie per limitare la tensione della rete elettrica. Ad esempio, è possibile programmare la ricarica in orari non di punta della rete, quando i prezzi sono più bassi. I moderni strumenti di gestione dell’energia possono anche considerare i contributi delle soluzioni di generazione di energia locale e di stoccaggio dell’energia, come batterie o veicoli elettrici in grado di ricarica bi[1]direzionale. La necessità di funzioni di ricarica intelligente e di bilanciamento del carico è diventata ancora più forte alla luce dei crescenti costi energetici.

Gli aggiornamenti sicuri del firmware garantiscono prestazioni ottimali

La richiesta di stazioni di ricarica intelligenti e convenienti sottolinea la necessità per i produttori di rendere i propri prodotti a prova di futuro per garantire prestazioni ottimali. Una componente fondamentale degli sforzi a prova di futuro è l’implementazione di aggiornamenti firmware sicuri. Gli aggiornamenti del firmware possono garantire che i caricabatterie siano compatibili con i nuovi modelli di veicoli elettrici, oltre ad aumentare l'affidabilità dei caricabatterie riducendo al minimo i tempi di inattività. Analogamente a qualsiasi dispositivo connesso, le stazioni di ricarica sono soggette a rischi per la sicurezza informatica. I produttori possono risolvere le vulnerabilità del software della stazione di ricarica tramite aggiornamenti del firmware e garantire che rimanga protetto da potenziali minacce.

La connettività cellulare offre flessibilità e indipendenza

I caricabatterie per veicoli elettrici sono generalmente dotati di qualche tipo di connettività, ad esempio cellulare, Wi-Fi o connettività fissa. In un ambiente privato, la connettività cellulare offre vantaggi distinti rispetto ad altre opzioni. Se un CPO è responsabile della stazione di ricarica, collegandola con la connettività cellulare si eliminano potenziali limitazioni e incertezze legate all'utilizzo di una rete di terze parti. La copertura Wi-Fi potrebbe essere limitata o facilmente interrotta nel sito di installazione e le connessioni cablate potrebbero comportare costi aggiuntivi. I clienti potrebbero anche non dare priorità al miglioramento della copertura Wi-Fi poiché pochi altri dispositivi necessitano di una connessione in cui sono installati i caricabatterie per veicoli elettrici. La connettività cellulare consente di installare i caricabatterie dove sono più utili al conducente e non dove è disponibile la connettività. Inoltre, offre una connessione più affidabile e indipendente al caricabatterie, che aiuta a migliorare il livello di servizio.

La ricarica dei veicoli elettrici trarrà vantaggio dalla localizzazione eSIM

La connettività cellulare è un fattore essenziale per la gestione delle stazioni di ricarica remote, che deve essere ulteriormente ottimizzata in termini di copertura, prestazioni e sicurezza per soddisfare i requisiti di implementazione. Il roaming tradizionale può soddisfare i requisiti per le applicazioni con volumi di dati da bassi a medi, ma potrebbe non supportare la connettività su più reti in un dato paese. L’approvvigionamento locale di SIM da operatori mobili locali è sempre una possibilità, ma il modello diventa sempre più complesso quando si estende a un numero crescente di paesi.

Le eSIM risolvono le carenze delle tradizionali soluzioni di connettività cellulare consentendo la gestione over-the-air di più profili operatore senza dover sostituire la SIM fisica stessa. Poiché la selezione e la personalizzazione dell'operatore vengono spostate nella fase successiva alla distribuzione, i produttori possono acquistare grandi lotti di eSIM e installarli nei propri caricabatterie senza decidere quali operatori utilizzare. Con la tecnologia eSIM, i caricabatterie possono scansionare automaticamente le reti e scaricare il profilo operatore più adatto nel luogo di installazione all'accensione. Pertanto, la tecnologia eSIM può semplificare i processi di produzione e installazione, ma anche rendere il dispositivo a prova di futuro contro i cambiamenti nella copertura di rete.

L'utilizzo di un unico fornitore di connettività cellulare offre numerosi vantaggi che semplificano le operazioni e riducono la complessità. Una piattaforma unificata per la gestione della connettività centralizza il controllo di dispositivi e servizi, semplificando il monitoraggio, la gestione e la risoluzione dei problemi della rete e fornisce un punto di integrazione. Con un unico fornitore, è anche più semplice garantire che tutti i dispositivi aderiscano agli stessi protocolli di sicurezza e requisiti normativi, riducendo il rischio di violazioni che possono verificarsi a causa di dispositivi incoerenti misure di sicurezza

L’interoperabilità rafforza la catena del valore della ricarica dei veicoli elettrici

La frammentazione del mercato della ricarica dei veicoli elettrici crea sfide significative relative all’interoperabilità tra i vari prodotti e soluzioni. Uno strumento importante per mitigare i problemi che sorgono nel mercato diversificato della ricarica dei veicoli elettrici è il protocollo aperto per i punti di ricarica (OCPP), che fornisce all’hardware di diversi fornitori un linguaggio comune per la comunicazione con il software di gestione delle stazioni di ricarica. Ciò consente alle aziende di specializzarsi nel proprio segmento della catena del valore, come la ricarica di hardware, software o servizi. L’OCPP apre inoltre il mercato ad attori come i CPO e consente loro di utilizzare hardware adatto ai diversi siti di installazione e software di gestione adatto alle loro operazioni. Inoltre, un protocollo di comunicazione standard riduce il lock-in tecnologico e riduce il rischio di scegliere fornitori nuovi e non testati.

Il futuro dei sistemi di ricarica dei veicoli elettrici e di gestione dell’energia domestica

È probabile che i futuri sistemi di gestione dell’energia domestica utilizzino la batteria dei veicoli elettrici come riserva aggiuntiva o addirittura in sostituzione delle batterie domestiche. Vehicle-to-grid (V2G) o Vehicle-to-home (V2H) sono sistemi in cui il veicolo può restituire energia dalla batteria. Ciò richiede un caricabatterie per veicoli elettrici con ricarica bidirezionale. Potrebbe anche essere necessario un aggiornamento dell'impianto elettrico della casa per consentire la disconnessione dalla rete. La funzionalità di ricarica bidirezionale sta iniziando ad essere introdotta nei nuovi caricabatterie. Un tipico veicolo elettrico ha una batteria con una capacità di circa 67 kWh. I modelli di veicoli elettrici di fascia alta possono avere batterie con una capacità ben superiore a 100 kWh. In confronto, i sistemi di accumulo a batteria per applicazioni residenziali hanno tipicamente una capacità di 5-15 kWh. A causa delle dimensioni, una batteria per veicolo elettrico potrebbe alimentare una casa per diversi giorni in caso di blackout, mentre una tipica batteria domestica durerebbe solo un giorno.

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• Fonte: https://www.iot-now.com/2024/03/28/143572-enhance-ev-charging-performance-with-cellular-connectivity/