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Dinámica del mercado

Tendencia: Integración de unidades de ventilación multifuncionales

Una forma de mejorar la seguridad y el rendimiento es incluir unidades de ventilación multifuncionales en los sistemas de baterías de vehículos eléctricos. Estos dispositivos están diseñados para gestionar las diferentes fases de las fugas térmicas, garantizando así que los gases de ventilación se dirijan lejos de zonas críticas como las cabinas de pasajeros. Se proyecta que el mercado mundial de válvulas de ventilación para baterías de vehículos eléctricos crecerá a una tasa de crecimiento anual compuesta (TCAC) del 28,86 % entre 2023 y 2032. Este aumento se espera debido al mayor uso de vehículos eléctricos, que podría alcanzar los 25 millones de unidades para 2028; esto representa un aumento significativo respecto a la cifra actual de 10,2 millones de unidades en 2023.

Según datos de la Agencia Internacional de la Energía (AIE) publicados hoy, en 2023 había unos 40 millones de coches eléctricos en las carreteras de todo el mundo, lo que supone un aumento de más del 40 % con respecto a las cifras del año anterior publicadas por la misma agencia ayer. Como resultado, se ha hecho necesaria la demanda de funciones de seguridad más avanzadas, como unidades de ventilación multifuncionales. Otro estudio también revela que la probabilidad de fallo de las baterías podría reducirse hasta la mitad si todos los coches eléctricos estuvieran equipados con sistemas de gestión térmica (TMS) adecuados. Esto pone de relieve la importancia de no solo tener cualquier sistema de ventilación, sino también uno eficaz para evitar que se produzcan estos fallos. La Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en las Carreteras (NHTSA) también informó que unas ventilaciones de batería mejor diseñadas pueden reducir los accidentes por incendio que involucran a vehículos eléctricos en un 30 %.

Impulsor: Expansión del mercado e innovaciones tecnológicas

El crecimiento empresarial y la innovación en el mercado de válvulas de ventilación de baterías para vehículos eléctricos se basan en dos factores principales: la expansión del mercado y los avances tecnológicos. La innovación tecnológica en cualquier campo siempre impulsa su crecimiento. Esto se refleja en diversas invenciones, como la electricidad, que han impulsado cambios significativos a nivel mundial a lo largo de los años. El mercado mundial de vehículos eléctricos se valoró en 340 000 millones de dólares estadounidenses en 2023 y se espera que crezca a una tasa de crecimiento anual compuesta (TCAC) del 21,73 % entre 2023 y 2050. Se proyecta que las ventas de vehículos eléctricos (VE) alcancen los 30 millones de unidades para 2030. Este crecimiento exponencial exige mayores medidas de seguridad, lo que ha impulsado a los fabricantes a desarrollar sistemas de ventilación nuevos y avanzados.

Esto se logra mediante el uso de materiales inteligentes, entre otros elementos, durante los procesos de fabricación en el mercado de válvulas de ventilación de baterías de vehículos eléctricos. Por ejemplo, la nanotecnología puede aplicarse al diseño de estas válvulas para que sean lo suficientemente eficientes, lo que se traduce en un aumento de la eficiencia de hasta un 30 %. Además, la tecnología del Internet de las Cosas (IoT) puede integrarse en estos sistemas, lo que permite la monitorización del proceso en tiempo real y reduce el riesgo de fallos en un 25 % mediante medidas de mantenimiento predictivo tras su identificación. Asimismo, se han adoptado líneas de producción automatizadas que utilizan materiales como la cerámica. Esto reduce el tiempo de producción y los costes en aproximadamente un 20 %.

Según una encuesta, el 60% de los fabricantes de automóviles invierten fuertemente en proyectos de investigación y desarrollo relacionados con baterías avanzadas, incluyendo sus componentes de ventilación. Además, se requerirán grandes inversiones para mejorar la sostenibilidad. Por lo tanto, se deben considerar soluciones ecológicas durante la creación de diferentes tipos de ventilaciones utilizadas dentro de las celdas para almacenar energía. Además, las prácticas sostenibles no deben detenerse aquí, sino extenderse a toda la cadena de valor asociada con la fabricación de estos dispositivos de forma ecológica, ya que los consumidores ya las demandan.

Desafío: La gestión de las fugas térmicas sigue siendo un desafío clave

El mercado de baterías para vehículos eléctricos (VE) aún está buscando soluciones para el problema de la fuga térmica, lo que requiere medidas rigurosas de seguridad y fiabilidad. La fuga térmica es un aumento repentino e incontrolado de la temperatura que puede provocar un mal funcionamiento de la batería y peligros como incendios o explosiones. Según un informe del Laboratorio Nacional de Energías Renovables, el 18 % de los fallos de las baterías de VE se deben a la fuga térmica. Esto se agrava aún más en el mercado de válvulas de ventilación para baterías de VE, ya que la densidad energética de las baterías actuales sigue aumentando. Los datos de BloombergNEF muestran que la densidad energética aumenta aproximadamente un 5 % anual de media, alcanzando los 250 Wh/kg en 2023 para los VE. Con este aumento de los niveles de energía, aumenta el riesgo de sobretensiones térmicas; por lo tanto, las estrategias de gestión eficaces cobran mayor importancia que nunca. Además, según un estudio del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos, las celdas de mayor densidad energética tienen una probabilidad 1,5 veces mayor de experimentar reacciones en cadena inducidas térmicamente que sus homólogas de menor densidad.

Los fabricantes han comenzado a invertir fuertemente en nuevos materiales y métodos diseñados para abordar este problema de forma directa. Un ejemplo destacado sería la integración de materiales de cambio de fase (PCM) en los propios módulos; esto por sí solo puede absorber hasta un 40 % del exceso de calor, reduciendo significativamente la probabilidad de fugas térmicas. Además, otra solución podría consistir en contar con mejores sistemas de refrigeración, así como sensores capaces de detectar señales tempranas de posible calentamiento dentro de estos módulos demasiado pronto durante su ciclo de vida operativo (OLC). Actualmente, en el mercado de válvulas de ventilación para baterías de vehículos eléctricos, más de la mitad (55 %) de ellos ya se centran en el desarrollo de métodos innovadores para la gestión del calor.

Además, las agencias reguladoras están imponiendo directrices de seguridad más estrictas para prevenir las fugas térmicas en todas las industrias relevantes, incluyendo la fabricación de automóviles, si fuera necesario. Por ejemplo, la CEPE exige pruebas rigurosas de inestabilidad térmica antes de permitir la comercialización de cualquier batería, a la vez que se mantiene al día con las mejoras tecnológicas necesarias para garantizar el uso seguro de los vehículos eléctricos.

Análisis segmentario

Por tipo 

Por tipo, las válvulas de ventilación de batería de dos etapas para vehículos eléctricos se han vuelto más populares que sus contrapartes de una sola etapa. En 2023, el segmento de dos etapas representó más del 64,49 % del mercado de válvulas de ventilación de batería para vehículos eléctricos, gracias a su mejor rendimiento, mayor protección y, en general, mayor fiabilidad. Las válvulas de ventilación de dos etapas proporcionan un mejor sistema de gestión de la presión dentro del propio paquete. A diferencia de las válvulas de una sola etapa, que funcionan con un punto de presión fijo, estas válvulas tienen dos puntos donde liberan la presión. Esto significa que pueden controlar las presiones internas con mayor precisión para evitar la sobrepresurización y el consiguiente daño a las celdas de la batería. Según una investigación realizada por el NREL (Laboratorio Nacional de Energías Renovables), se descubrió que estas válvulas podrían reducir las fallas en un 35 %.

La seguridad es un factor clave al diseñar vehículos eléctricos, y esto es precisamente lo que abordan las válvulas de ventilación de doble etapa. En caso de fugas térmicas que provoquen incendios catastróficos, como ocurre a veces en baterías, estos sistemas de válvulas permiten una liberación rápida y controlada de la presión. Según estudios del Journal of Power Sources, los mecanismos de ventilación de doble etapa reducen los incendios en un 40%, mejorando así significativamente la seguridad de los pasajeros. Además de ser más seguros, también ayudan a prolongar la vida útil y a aumentar la eficiencia de las baterías de vehículos eléctricos en el mercado de válvulas de ventilación de baterías. Al garantizar que se mantengan los niveles ideales, se preserva mejor la integridad, lo que garantiza una mayor durabilidad. Los datos recopilados durante el proyecto del Instituto de Investigación de Energía Eléctrica muestran que los vehículos equipados con ventilaciones de doble etapa tienen una vida útil un 25% mayor que los que solo tienen un tipo.

Además de su adaptabilidad ambiental, que los hace adecuados para diferentes climas a nivel mundial, lo que permite a los fabricantes de todo el mundo atender fácilmente a varios mercados, los registros de la encuesta de satisfacción del consumidor indican que las personas que poseen vehículos eléctricos equipados con dichos dispositivos expresan tasas más altas de confiabilidad y satisfacción.

Por materiales

En cuanto a materiales, el segmento metálico domina el mercado global de válvulas de ventilación para baterías de vehículos eléctricos, con una cuota de mercado superior al 58,66 %. Existen varias razones clave por las que el metal se utiliza con mayor frecuencia que el plástico en la fabricación de válvulas de ventilación para baterías de vehículos eléctricos, lo que lo convierte en una opción atractiva para este componente vital. En primer lugar, dado que las baterías de vehículos eléctricos (VE) se encuentran en entornos hostiles donde la durabilidad y la resiliencia son fundamentales, los metales superan a los plásticos en estas cualidades, proporcionando así una fiabilidad a largo plazo. Esto es necesario para garantizar el correcto funcionamiento del sistema de batería y evitar cualquier peligro para los usuarios o el entorno. Además, la resistencia a temperaturas extremas y a la exposición a sustancias químicas se encuentran entre los muchos desafíos que enfrentan las válvulas de ventilación de baterías de vehículos eléctricos durante su funcionamiento. Las características de los metales, por sí solas, pueden abordarlos adecuadamente. La capacidad de estos materiales para lograr esto ayuda a mantener intacta la resistencia estructural y la eficiencia general de los sistemas de ventilación, como las válvulas, en diferentes circunstancias, mejorando así la seguridad en dispositivos como las baterías.

Además, en el contexto de la ventilación de baterías, la resistencia a altas presiones es otra propiedad importante que solo presentan los metales, pero no los plásticos, lo que impulsa el mercado de válvulas de ventilación metálicas para baterías de vehículos eléctricos. La ventilación en vehículos eléctricos debe permitir la salida de gases adicionales y evitar la acumulación de presión. Por lo tanto, si este proceso requiere componentes resistentes capaces de soportar mucha fuerza sin fallar, estos deben estar hechos de algún tipo de metal. Según una investigación reciente, el 85 % de los fabricantes de vehículos eléctricos prefieren los tubos Venturing metálicos debido a su robustez y resistencia a condiciones extremas. Además, nuestro estudio demostró que el 90 % de los ingenieros de baterías cree que la fiabilidad a largo plazo se logra mejor mediante el uso de tubos Venturing metálicos en aplicaciones de vehículos eléctricos. Además, estos tipos duran un 20 % más que las piezas similares fabricadas con materiales plásticos.

Por aplicación

Los vehículos comerciales son los principales consumidores del mercado de válvulas de ventilación de baterías para vehículos eléctricos. En consonancia con esto, el segmento de vehículos comerciales representó más del 56,9 % de los ingresos del mercado, ya que desempeñan un papel fundamental en la seguridad, fiabilidad y durabilidad de los paquetes de baterías. Estos dispositivos están diseñados para gestionar la presión y la temperatura dentro de las baterías, previniendo así fallos catastróficos y mejorando su fiabilidad. Una de las principales razones por las que las válvulas de ventilación de baterías han ganado tanta popularidad en los vehículos eléctricos comerciales es su capacidad para reducir los riesgos asociados a la fuga térmica. Esta se produce cuando la temperatura aumenta de forma incontrolable dentro de una celda o paquete, provocando su sobrecalentamiento y, finalmente, su incendio. En estos casos, el exceso de presión y gases se puede liberar de forma segura a través de estos respiraderos, lo que reduce la probabilidad de que se produzcan estos eventos. Según investigaciones del Laboratorio Nacional de Energías Renovables, una buena ventilación puede reducir la probabilidad de fuga térmica en un 70 %.

Además, las válvulas de ventilación de batería ayudan a mantener niveles óptimos de rendimiento de las baterías. Lo hacen regulando el entorno interno del paquete de baterías para que funcione dentro de los límites de presión y temperatura estipulados por los fabricantes. Por lo tanto, impulsan el crecimiento del mercado de válvulas de ventilación de batería para vehículos eléctricos. Esto es fundamental para los vehículos comerciales, que suelen operar en condiciones adversas. Según estudios realizados sobre este tema, una ventilación adecuada podría aumentar la eficiencia energética en aproximadamente un 15 %. 

Otra ventaja significativa se relaciona con la prolongación de la vida útil de las unidades de almacenamiento eléctrico. Las celdas de batería deben permanecer intactas durante toda su vida útil; de lo contrario, se vuelven inutilizables antes de lo previsto. Esto genera gastos adicionales en reemplazos, entre otros factores, como la contaminación ambiental. Los sistemas de ventilación evitan la acumulación de sustancias nocivas cerca de los electrodos, protegiéndolos así del envejecimiento prematuro causado por las reacciones de corrosión entre los materiales activos que contienen. Estas celdas tienden a durar aproximadamente un 25 % más que las que carecen de ventilación adecuada, lo que las convierte en opciones rentables a largo plazo.

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Análisis Regional

Con una participación de mercado del 52%, la región Asia Pacífico es el mayor consumidor y productor de válvulas de ventilación para baterías de vehículos eléctricos. Diversos factores han contribuido a esta supremacía en el mercado. En primer lugar, la fabricación de vehículos eléctricos (VE) ha convertido a China y a otros países de la región Asia Pacífico en líderes mundiales. China por sí sola representa más del 50% de todos los vehículos eléctricos vendidos en todo el mundo en 2023. Este alto volumen de producción requiere enormes cantidades de componentes para la fabricación de baterías, como válvulas de ventilación, que garantizan su seguridad durante su funcionamiento en estos vehículos. Además, existen sólidas infraestructuras de fabricación capaces de soportar los niveles de producción en masa que requiere esta industria en los diferentes países de la región. Los tres mayores fabricantes se encuentran en Japón, Corea del Sur y China, que juntos representan casi el 77% de la capacidad total de baterías producida anualmente en la región. A la luz de estas cifras, se puede apreciar que dicha concentración garantiza un sistema de gestión ininterrumpida de la cadena de suministro en relación con las válvulas de ventilación en cualquier período dado, ya que siempre habrá excedentes necesarios debido al aumento de la demanda con el tiempo.

Además, las regulaciones e incentivos gubernamentales han sido clave para asegurar que las personas adopten los autos eléctricos con mayor rapidez que antes, tanto en la región de Asia Pacífico como a nivel mundial. Como resultado, el mercado de válvulas de ventilación para baterías de vehículos eléctricos también está experimentando un crecimiento significativo en la demanda del producto. Algunos países como India y China han implementado leyes estrictas de control de la contaminación que, entre otras cosas, promueven el uso de fuentes de energía limpia en dichos vehículos. Por lo tanto, esto está generando una mayor necesidad de sistemas de ventilación diseñados específicamente para baterías utilizadas en automóviles eléctricos alimentados únicamente por fuentes renovables, como la energía solar o eólica. Por ejemplo, la agresiva tendencia hacia los medios de transporte eléctricos iniciada por las autoridades chinas ha resultado en la necesidad inmediata de dispositivos de seguridad de este tipo, que se utilizan ampliamente en muchos modelos que se fabrican actualmente en el país.

Europa ocupa el siguiente puesto después del mercado de válvulas de ventilación de baterías para vehículos eléctricos de Asia-Pacífico, seguida de Norteamérica, a pesar de que la industria automotriz se mantiene sólida en Europa, junto con las estrictas políticas de protección ambiental que se aplican en la mayor parte del mundo. Esto es especialmente cierto en las zonas cercanas a las grandes ciudades, donde se aplican peajes de congestión. Esto puede deberse al aumento del volumen de tráfico registrado a diario, lo que genera un gran interés entre los ciudadanos que viven cerca de dichas zonas, impulsando así la demanda al alza. Además, la presencia de grandes fabricantes de automóviles internacionales, así como las sólidas redes de gestión de la cadena de suministro necesarias para los procesos de fabricación de componentes para vehículos eléctricos, también contribuyen significativamente a este dominio de la cuota de mercado.

Norteamérica, con Estados Unidos a la cabeza, ha contribuido significativamente al crecimiento observado en los mercados de válvulas de ventilación para baterías de vehículos eléctricos durante años. Esto se debe principalmente a factores como el continuo aumento de las inversiones en proyectos de desarrollo de infraestructura destinados a apoyar la instalación de cargadores en los estados estadounidenses, entre otros. Además, diversas organizaciones dedicadas a la investigación y el desarrollo invierten anualmente importantes cantidades en los avances logrados hasta la fecha en las tecnologías de baterías utilizadas para alimentar estos vehículos en todo el mundo.

Principales actores del mercado global de válvulas de ventilación de baterías para vehículos eléctricos

• Bontaz
• Donaldson Company, Inc.
• Corporación Eaton
• Tecnologías de sellado de Freudenberg
• Konzelmann
• Mann-Hummel
• Porvent
• PUW
• Reutter/ITIB
• Shenzhen Milvent Tecnología Co., Ltd.
• Stanley Integra
• Ver tecnología
• Otros jugadores destacados

Descripción general de la segmentación del mercado:

Por tipo

• Etapa única
• Doble etapa

Por materiales 

• Plástico
• Metal

Por aplicación

• Coche de pasajeros
• Vehículo comercial

Por región

• América del norte
  • Estados Unidos,
  • Canadá
  • México
• Europa
  • Europa occidental
    • el reino unido
    • Alemania
    • Francia
    • Italia
    • España
    • Resto de Europa occidental
  • Europa Oriental
    • Polonia
    • Rusia
    • Resto de Europa del Este
• Asia Pacífico
  • Porcelana
  • India
  • Japón
  • Australia y Nueva Zelanda
  • Corea del Sur
  • ASEAN
  • Resto de Asia Pacífico
• Medio Oriente y África (MEA)
  • Arabia Saudita
  • Sudáfrica
  • Emiratos Árabes Unidos
  • Resto de MEA
• Sudamerica
  • Argentina
  • Brasil
  • Resto de Sudamérica