¿Cómo se desarrolla y crece la infraestructura de los vehículos eléctricos en Estados Unidos?

Jayna Locke Jayna Locke, Directora de Marketing, Digi International
16 de diciembre de 2021

El mercado mundial de vehículos eléctricos (VE) se ha acelerado de forma espectacular en la última década, pero la infraestructura de los VE no ha seguido el ritmo en todas partes. Aunque se prevé que los vehículos eléctricos representen la mayor parte de la ventas de turismos y autobuses para 2040, la adopción en Estados Unidos ha quedado rezagada con respecto a otras regiones, y la falta de infraestructura para los vehículos eléctricos desempeña un papel importante en esa tendencia.
 
En Estados Unidos, se han utilizado iniciativas públicas para impulsar los esfuerzos de sostenibilidad, entre ellas construir ciudades sostenibles. Pero el futuro crecimiento del uso del VE requerirá algo más que créditos fiscales federales. La construcción de infraestructuras de recarga proporcionará la movilidad cómoda y fiable que los conductores -y las economías locales- necesitan para beneficiarse de la adopción del VE.

Estamos en la cúspide de un cambio inmenso, no sólo en Estados Unidos, sino en todo el mundo, ya que los municipios, los barrios, los complejos de edificios, las autopistas e incluso las zonas remotas tratan de construir la infraestructura necesaria para los vehículos eléctricos.

Concepto de carga de vehículos eléctricos
 

Crecimiento del vehículo eléctrico: ¿Dónde estamos ahora y hacia dónde vamos?

Muchos defensores de la sostenibilidad en el transporte quieren ver un cambio completo a los vehículos eléctricos. El interés por la compra de vehículos eléctricos está ganando terreno para reducir las emisiones y mejorar la calidad del aire. Al mismo tiempo, el gasto federal estadounidense se dirige hoy a la infraestructura de VE como parte de su revisión de carreteras, puentes y otras infraestructuras críticas. Los adultos estadounidenses que tienen más conocimientos sobre los VE son más propensos a considerar su compra, lo que hace que la construcción de redes de recarga generalizadas sea mucho más importante en los próximos años.

Ya sean públicas o privadas, las estaciones de recarga permiten a los propietarios de VE disfrutar de la comodidad y la movilidad que experimentan otros conductores. No sólo es necesario que los cargadores sean más accesibles, sino también que sus redes sean gestionables a escala. Para ello es necesario construir más estaciones de carga y que las ciudades inteligentes tomen la iniciativa de integrar la tecnología del Internet de las Cosas (IoT) en las redes eléctricas locales.

Con inversiones públicas estratégicas, Estados Unidos puede seguir desarrollando su infraestructura de VE y ampliar las mejoras en curso:

  • Disponibilidad de estaciones de recarga: Estados Unidos cuenta con más de 100.000 cargadores públicos. Mientras el país sigue desarrollando y mejorando su infraestructura de recarga de vehículos eléctricos, el proyecto de ley de infraestructuras propuesto por la administración actual pretende utilizar 15.000 millones de dólares para instalar cinco veces más cargadores nuevos.
  • Tecnología de carga rápida: Las recientes mejoras en las unidades de carga rápida han convertido a los vehículos eléctricos en una opción viable para muchos casos de uso industrial y de consumo. Ampliar la disponibilidad de este tipo de cargadores de vehículos eléctricos puede hacer que estos vehículos sean más atractivos para las empresas que operan con grandes flotas de vehículos.
  • Soluciones para la red eléctrica: A medida que las redes de recarga sigan expandiéndose, el control de la demanda en las redes eléctricas locales será fundamental. La tecnología Vehicle-to-grid (V2G) puede ayudar a controlar la demanda en las redes eléctricas y utilizar los sistemas integrados de los vehículos para regular la carga.

Vehículos eléctricos: Perspectivas y desafíos

Profesional ocupado cargando un vehículo eléctrico
Las tecnologías verdes no son nada nuevo, pero los ayuntamientos y las empresas que buscan mejorar su impacto ambiental ven en la adopción de los vehículos eléctricos unas herramientas increíblemente útiles en ese esfuerzo. Los avances tecnológicos de los fabricantes de equipos originales (OEM) apoyan aún más las iniciativas públicas y empresariales para contribuir a un mundo más limpio y sostenible.
 
Cada año, más comunidades invierten en la tecnología IoT necesaria para desarrollar ciudades inteligentes y sostenibles. La mejora de las plataformas de los vehículos eléctricos y de las tecnologías de recarga influirá en la calidad y la rapidez del desarrollo de la infraestructura de recarga.
 
Entre las perspectivas prometedoras para la adopción de vehículos eléctricos en EE:

  • Opciones de vehículos eléctricos asequibles: Los precios de compra relativamente altos de los coches eléctricos están limitando el interés de los compradores. Grandes marcas de automóviles como Bentley, Honda y General Motors han anunciado planes para sustituir completamente los modelos de gasolina por VE, lo que hace más probable que las opciones de menor precio estén más disponibles.
  • Tiempo de recarga del coche eléctrico: Los inconvenientes de los largos tiempos de recarga también pueden disuadir a los consumidores. A medida que se construyen las redes de recarga de vehículos eléctricos, los desarrolladores deben tener en cuenta la experiencia del cliente a la hora de seleccionar qué tipos de cargadores de vehículos eléctricos instalar y cómo se regula la velocidad de carga. Y con la tecnología V2G, la carga inteligente puede ayudar a maximizar la velocidad de carga manteniendo la integridad de las redes eléctricas.
  • Esfuerzos continuos de sostenibilidad: La financiación pública de la sostenibilidad también puede seguir facilitando el camino para la adopción del VE. Puede ser en forma de incentivos fiscales para los consumidores y las empresas, la financiación de la accesibilidad a la carga y la estandarización de la infraestructura de los vehículos eléctricos.

Aunque la infraestructura del VE ya está mejorando en muchos aspectos, también existen retos que podrían limitar su eficacia en el futuro:

  • Coste de construcción: La construcción de estaciones de carga puede tener un coste prohibitivo, lo que limita las inversiones privadas y públicas en este ámbito. Y el coste de los distintos tipos de cargadores puede variar mucho, lo que puede limitar aún más la disponibilidad de las estaciones de carga rápida más caras para los coches eléctricos.
  • Precios incoherentes para la recarga: Mientras que los costes de la electricidad para la recarga en casa o en una propiedad comercial están determinados por los reguladores de las empresas de servicios públicos, las estaciones de recarga pueden tener precios variables y a menudo ofrecen poca transparencia. Esta experiencia puede frustrar a los propietarios de vehículos eléctricos, lo que puede frenar aún más la adopción por parte de los consumidores, que ya son indecisos.
  • Diferencias regionales en la adopción del VE: En las comunidades rurales y suburbanas, los VE y las estaciones de recarga pueden ser relativamente poco comunes. El escaso interés de los consumidores en estas regiones podría disuadir a los legisladores y a los inversores privados de construir redes locales de recarga de VE, en un esfuerzo por evitar el riesgo de un lento retorno de la inversión.

Redes de recarga de vehículos eléctricos

Red de estaciones de recarga de vehículos eléctricos
Entonces, ¿qué es un Red de recarga de vehículos eléctricos? Aunque el término también se utiliza de forma más amplia, una red de recarga de vehículos eléctricos es un conjunto de estaciones de recarga que están conectadas al mismo entorno de nube. Con las soluciones de gestión centralizada, los equipos de operaciones pueden mantener la visibilidad sobre el uso de los cargadores, las necesidades de mantenimiento, la capacidad de carga en las diferentes estaciones y mucho más.
 
Las redes de recarga pueden variar en tamaño, y hay más de 100 empresas de recarga de vehículos eléctricos en los Estados Unidos. La empresa californiana ChargePoint tiene la mayor red con más de 68.000 cargadores. A medida que las ciudades inteligentes mejoran su infraestructura para apoyar la el futuro de la movilidad sostenibleLa pregunta es: ¿qué tipo de cargadores se elegirán y cómo satisfarán esas decisiones las necesidades de los conductores de vehículos eléctricos?
 

¿Cómo funcionan las estaciones de carga para coches eléctricos?

¿Son iguales todos los cargadores de coches eléctricos? ¿Y cómo funcionan? La mayoría de las recargas de coches eléctricos y turismos se realizan por la noche o durante la jornada laboral, ya sea en casa o en locales comerciales. En estos casos, la carga lenta puede ser una opción viable. En cambio, en las estaciones de carga, los conductores de vehículos eléctricos pueden aparcar, pagar por cargar durante media hora y llegar a su casa u oficina. Pero también hay recargas más rápidas y caras.

Antes de entrar en materia, responderemos a algunas preguntas frecuentes sobre las estaciones de recarga.

  • ¿Qué es lo que alimenta las estaciones de recarga de coches eléctricos? Las estaciones de recarga de coches eléctricos pueden tener varias fuentes de energía, como la eólica y la solar. Lo más habitual es que estas estaciones funcionen con gas natural, y también pueden estar conectadas a la misma red eléctrica que tu casa.
  • ¿Cuántas estaciones de carga hay en Estados Unidos? Según el Departamento de Energía de EE.UU., hay 43.000 estaciones de recarga de vehículos eléctricos en el país y más de 120.000 puertos de recarga. Para que la adopción del VE siga aumentando, es necesario que se construyan muchas más estaciones en los próximos años, y que se distribuyan más uniformemente por regiones.
  • ¿Es más barato cargar un coche eléctrico que uno de gasolina? Recientemente, el Anderson Economic Group llevó a cabo una investigación que demostró que, por cada 100 millas de conducción, los coches eléctricos pueden ser más caros de cargar en comparación con los coches de gasolina. Sin embargo, este estudio no tuvo en cuenta la reducción de los costes de mantenimiento, que puede hacer que los VE sean más baratos de poseer a largo plazo.

Niveles de carga para vehículos eléctricos

Estación de carga para vehículos eléctricos
Los cargadores de vehículos eléctricos funcionan de forma muy similar a la mayoría de las tecnologías de enchufe. El cargador toma la corriente eléctrica de la toma de corriente asociada o de la conexión a la red eléctrica para cargar la batería del coche eléctrico. La duración de este proceso depende del voltaje de la toma de corriente y de la potencia del cargador, que varían en función de la cuatro niveles diferentes de carga para coches eléctricos. Y, por supuesto, con el aumento de la demanda, las estaciones de carga rápida para coches eléctricos serán cada vez más necesarias, creando una excelente oportunidad de mercado para los desarrolladores de productos en el mercado de la carga de vehículos eléctricos.
 

Tipo de carga para vehículos eléctricos: 1

En términos generales, hay dos tipos de cargadores de vehículos eléctricos: los cargadores lentos que utilizan corriente alterna (CA) y las unidades de carga rápida que utilizan corriente continua (CC). Los cargadores de nivel 1 son los más lentos. Aunque son los que más tiempo tardan en cargar completamente un coche eléctrico, estos cargadores pueden ser cómodos, ya que son compatibles con las tomas de corriente de 120 V que hay en los hogares estadounidenses.

  • Potencia típica: 1,4 kilovatios (kW)
  • Tiempo de carga para 100 millas: Más de 16 horas
  • Dónde se encuentra este tipo de cargador: Normalmente se encuentra en los hogares y en los aparcamientos de las oficinas

Tipo de carga para vehículos eléctricos: 2

Los cargadores de nivel 2 ofrecen velocidades de carga más rápidas que las unidades de nivel 1. Estos cargadores también utilizan CA, pero pueden conectarse a tomas de corriente de 240 V, que suelen utilizarse para las lavadoras domésticas y a las que se puede llegar con un cable alargador.

  • Potencia típica: Entre 3 kW y 20 kW de CA, normalmente alrededor de 6kW
  • Tiempo de carga para 100 millas: Más de 4 horas
  • Dónde se encuentra este tipo de cargador: Este es el tipo más común de cargador de vehículos eléctricos en los Estados Unidos, y se puede encontrar en los hogares, en las propiedades comerciales y se utiliza para cargar grandes flotas de vehículos eléctricos.

Tipo de carga para vehículos eléctricos: 3

Hasta hace poco, los cargadores de vehículos eléctricos de nivel 3 eran los más rápidos, y si se compara la carga de nivel 2 con la de nivel 3, los conductores verán un salto significativo en la velocidad de carga. También se conocen como cargadores rápidos de corriente continua (DCFC). Aunque rápidos y cómodos, los DCFC son mucho más caros y complicados de instalar. Los supercargadores de Tesla también se consideran cargadores de nivel 3, pero proporcionan una carga mucho más rápida.

  • Potencia típica: Alrededor de 50kW de CC
  • Tiempo de carga para 100 millas: Alrededor de 31 minutos
  • Dónde se encuentra este tipo de cargador: Los cargadores DCFC requieren un acceso directo a la red para su instalación, lo que significa que suelen encontrarse sólo en instalaciones industriales

Tipo de carga para vehículos eléctricos: 4

Los cargadores de nivel 4 son un tipo de DCFC aún más rápido. Se espera que estos cargadores manejen conexiones eléctricas de entre 800V y 1000V, pero no suelen encontrarse en estaciones de carga comerciales o de consumo.

  • Potencia típica: Más de 400 kW de CC
  • Tiempo de carga para 100 millas: Menos de 5 minutos
  • Dónde se encuentra este tipo de cargador: Los cargadores de nivel 4 no están muy extendidos y, hasta ahora, han sido utilizados principalmente por los fabricantes de vehículos para probar sus productos.

Costes de recarga de vehículos eléctricos

Sistema de pago por recarga de vehículos eléctricos
En Estados Unidos, sólo el transporte es responsable de 26% del consumo de energía, principalmente a partir de combustibles fósiles, lo que contribuye a la producción de carbono y a la contaminación del medio ambiente. Al invertir en Infraestructura para vehículos eléctricosEn la actualidad, Estados Unidos tiene la oportunidad no sólo de reducir los costes medioambientales y sanitarios derivados de la contaminación atmosférica, sino también de lograr el crecimiento económico mediante la creación de empleo.
 
Sin embargo, al sopesar los pros y los contras de realizar estas grandes inversiones, los funcionarios públicos y las empresas encargadas de cobrar deben tener en cuenta la "Costes blandos invisibles" del desarrollo de la infraestructura del VE:

  • La necesidad de crear plataformas de comunicación que permitan a los reguladores de las empresas de servicios públicos y a los proveedores de carga comunicarse y gestionar las tarifas de carga para proteger la red eléctrica
  • El coste de las estaciones de recarga a prueba de futuro para que la tecnología no quede obsoleta en unos años
  • Largos procesos de permisos y servidumbres, inspecciones y otros retrasos relacionados con la instalación y la construcción

Consejos para desarrolladores de carga de vehículos eléctricos:

Los recursos de Digi incluyen plataformas completas y seguras para desarrolladores de sistemas en módulos, diseñadas para soportar productos escalables y una rápida comercialización, módulos de comunicaciones celulares y de RF, y servicios de diseño inalámbrico para apoyar su proyecto en cualquier punto del camino.
 

Cómo ahorra dinero el VE

Aumentar la adopción del VE puede ahorrar dinero a las comunidades y reforzar las economías locales. Con los avances tecnológicos que los fabricantes de vehículos están introduciendo en el mercado, los VE actuales ofrecen una opción de movilidad inteligente que puede desbancar a los vehículos de gasolina.

Reducir el impacto ambiental del transporte es fundamental para mejorar el medio ambiente y la salud pública, lo que tiene beneficios económicos. En Estados Unidos, la contaminación derivada de la quema de combustibles fósiles aumenta el absentismo laboral por enfermedad, así como cientos de miles de muertes prematuras cada año. El resultado es un aumento de los costes sanitarios y una reducción de la productividad. Todo ello repercute en la salud de la población estadounidense y en sus economías nacionales y locales.

Disponer de una red amplia y fiable de cargadores e infraestructuras para vehículos eléctricos puede, en última instancia, ahorrar dinero y beneficiar a la sociedad de muchas otras maneras, entre ellas:

  • Reducir las emisiones de carbono, lo que puede ayudar a afrontar el cambio climático y las costosas catástrofes meteorológicas que conlleva.
  • Aumentar el uso de la energía renovable para cargar los vehículos eléctricos, dando así a las comunidades locales el control sobre su fuente de combustible.
  • Generar puestos de trabajo a corto y largo plazo, ya que las estaciones de recarga de vehículos eléctricos requerirán su instalación, supervisión, mantenimiento y reparación.

Vea nuestro vídeo: La revolución de IoT - Conectando la tecnología verde 

Independientemente de si las inversiones públicas o privadas lideran la carga, está claro que los coches eléctricos, los vehículos de pasajeros, los autobuses y otras formas de transporte propulsados por electricidad dominarán el futuro de la movilidad en Estados Unidos. A medida que se generalicen las ciudades inteligentes, más conductores podrán acceder cómodamente a redes de recarga que ofrezcan diversos niveles de carga y precios más competitivos.

Nuestro seminario web grabado comparte ideas para los desarrolladores que quieren construir soluciones de vanguardia, listas para el mercado para servir a las necesidades de rápido crecimiento de las ciudades inteligentes, los propietarios de apartamentos y edificios y más.
 


A medida que los modelos de vehículos eléctricos sigan mejorando e integrando sistemas integrados que faciliten la gestión de las redes de recarga a gran escala, la tecnología de IoT seguirá desempeñando un papel integral en el despliegue y la gestión de las plataformas de vehículos eléctricos y otras soluciones ecológicas, ayudando a respaldar el futuro del transporte sostenible. Le invitamos a explore nuestro blog para saber más sobre la relación entre tecnología y sostenibilidad.
 

OEMs: ¿Debe empezar desde cero o pasar a ser modular?
Conozca las consideraciones de "construir o comprar" en el desarrollo de productos

Contenido relacionado

Individual SIMs vs Centralized Connectivity: The Single Box Solution for EV Charging Stations Individual SIMs vs Centralized Connectivity: The Single Box Solution for EV Charging Stations When managing multiple EV charging stations, it helps to grow at scale with what we call a “single box solution.” Instead of... SEMINARIO WEB GRABADO Empowering the Future: Designing Secure and Remotely Managed Electric Vehicle Chargers Empowering the Future: Designing Secure and Remotely Managed Electric Vehicle Chargers In this webinar, experts from ByteSnap Design’s EV charging division, Versinetic, and Ventus Wireless delve into the intricate... SEMINARIO WEB GRABADO Cómo pueden los fabricantes satisfacer la demanda del mercado de recarga de vehículos eléctricos Cómo pueden los fabricantes satisfacer la demanda del mercado de recarga de vehículos eléctricos Con el rápido crecimiento del mercado de vehículos eléctricos, los fabricantes de equipos originales tienen una gran oportunidad para satisfacer la demanda de... VER VÍDEO Celebración del Día de la Tierra y la sostenibilidad medioambiental Celebración del Día de la Tierra y la sostenibilidad medioambiental Los avances tecnológicos son cada vez más capaces de respaldar mejores opciones, como vehículos más eficientes en combustible y energías renovables... LEER EL BLOG Control de voz fácil de integrar para el diseño integrado Control de voz fácil de integrar para el diseño integrado Presentamos Digi ConnectCore® Voice Control, una solución que permite el procesamiento de voz en los dispositivos en el borde de la red sin... LEER EL BLOG Valley Irrigation, a Valmont Company Valmont aporta estrategias ecológicas a los sectores de la agricultura y las infraestructuras Valmont aprovecha la innovadora tecnología de IoT para mejorar los espacios urbanos de forma eficiente desde el punto de vista energético, garantizar un suministro fiable de energía... LEER HISTORIA Proyecto de coche solar de la Universidad de Minnesota El proyecto de vehículo solar de la Universidad de Minnesota se lleva los máximos honores y ayuda a redefinir el futuro de los coches eléctricos El Proyecto de Vehículos Solares de la Universidad de Minnesota (UMNSVP) permite a los estudiantes diseñar y construir vehículos solares de alto rendimiento... LEER HISTORIA Comunicaciones inalámbricas de largo alcance frente a las de corto alcance: ¿Qué es lo mejor para su proyecto? Comunicaciones inalámbricas de largo alcance frente a las de corto alcance: ¿Qué es lo mejor para su proyecto? El alcance de las comunicaciones inalámbricas por radio depende de muchos factores, como la ubicación del... LEER EL BLOG Internet de los objetos, sostenibilidad medioambiental y economía circular Internet de los objetos, sostenibilidad medioambiental y economía circular Múltiples industrias están invirtiendo progresivamente en iniciativas de sostenibilidad medioambiental del Internet de las Cosas para mejorar... LEER EL BLOG AI at the Edge: Machine Learning in Embedded Systems AI at the Edge: Machine Learning in Embedded Systems ¿Quiere integrar la inteligencia artificial (IA) en el diseño de su próximo producto? Qué tal el aprendizaje automático (ML) y... SEMINARIO WEB GRABADO 6 rasgos de una ciudad sostenible (con ejemplos) 6 rasgos de una ciudad sostenible (con ejemplos) Una ciudad sostenible incorpora prácticas ecológicas, espacios verdes y tecnología de apoyo al entorno urbano para... LEER EL BLOG Tecnología verde Tecnología verde Desde la energía eólica, la solar, la hidráulica y los vehículos eléctricos hasta la vigilancia del medio ambiente, la tecnología verde aparece hoy en una amplia gama de iniciativas encaminadas a un mundo más sostenible. VER APLICACIONES ¿Qué es la tecnología limpia y cómo la facilita IoT ? ¿Qué es la tecnología limpia y cómo la facilita IoT ? La adopción de tecnologías limpias a través de IoT aumenta a medida que los ayuntamientos intentan mejorar la calidad del aire y las empresas... LEER EL BLOG Simplifique y acelere su desarrollo con los SOM basados en Digi ConnectCore i.MX Simplifique y acelere su desarrollo con los SOM basados en Digi ConnectCore i.MX Desarrollar un producto en IoT es todo un reto y, por ello, un gran porcentaje de los proyectos de diseño embebido fracasan debido... SEMINARIO WEB GRABADO Cómo abordar los retos del diseño integrado de la manera correcta Cómo abordar los retos del diseño integrado de la manera correcta Cuáles son los cinco principales retos para el desarrollo integrado y cómo puede saltar esos obstáculos y crear una... SEMINARIO WEB GRABADO Bicicletas compartidas y M2M: Digi proporciona una solución de red inalámbrica para el alquiler de bicicletas en Tel Aviv, Tel-O-Fun Bicicletas compartidas y M2M: Digi proporciona una solución de red inalámbrica para el alquiler de bicicletas en Tel Aviv, Tel-O-Fun Tras el éxito de los sistemas públicos de alquiler de bicicletas implantados en muchas ciudades europeas como París, Ámsterdam y Londres... LEER EL BLOG IER La IER comparte vehículos 100% eléctricos durante la COP21 IER, filial del Grupo Bolloré -una de las 500 mayores empresas del mundo-, utilizó la tecnología más avanzada de diseño SMT y... LEER HISTORIA FLO Red de recarga de vehículos eléctricos FLO FLO, antes AddÉnergie, desarrolla, fabrica y explota soluciones de recarga de vehículos eléctricos para segmentos de mercado como... LEER HISTORIA