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Estándares e infraestructura de carga de vehículos eléctricos

Obtenga más información sobre los conectores y estándares de carga EV en esta descripción general.

La era del EV ha llegado oficialmente.

Aquí hay una descripción general de algunas de las realidades actuales de la carga de vehículos eléctricos, incluidos los cargadores de CA frente a CC, los conectores estándar y la disponibilidad de estaciones de carga.

Cargadores EV de CA contra CC: aplicaciones residenciales y públicas

Los vehículos eléctricos requieren una fuente de alimentación de CA o CC para recargar sus baterías, que comúnmente se suministra desde la red eléctrica. La carga residencial generalmente se realiza a 120V y 12A (1.5kW) o 240V y 20-50A (5kW a 12kW).

Los vehículos eléctricos generalmente se suministran con un EVSE de CA, o equipo de suministro de vehículos eléctricos, que tendrá un enchufe del vehículo en un extremo y un enchufe de pared residencial en el otro. Los cargadores de CA con cable también están disponibles para instalación residencial, pero se encuentran más comúnmente en lugares de trabajo o en áreas de estacionamiento público.

Los cargadores rápidos de CC, por otro lado, a menudo se pueden encontrar en plazas de carga de vehículos eléctricos dedicados, como los Superchargers de Tesla, y a menudo suministran de 50kW a 400kW o más.

Un Supercharger Tesla. Imagen utilizada por cortesía de Jakob Härter

La potencia de carga en un cargador rápido de CC a menudo estará limitada por lo que la batería del vehículo puede aceptar en lugar del lado de suministro.

Debido a la complejidad del equipo y la cantidad de energía necesaria, los cargadores rápidos de CC rara vez se encuentran en áreas de estacionamiento residenciales o en el lugar de trabajo.

Estándares de conectores de carga EV

En América del Norte, los vehículos a menudo se suministrarán con un conector combinado SAE J1772 / CCS, que incorpora carga de CA y CC en un conector.

Un conector J1772 para cargar vehículos eléctricos. Imagen utilizada por cortesía de Michael Hicks [CC-BY 2.0]

Además, puede encontrar un conector CHAdeMO.

Un conector CHAdeMO en una estación de carga. Imagen utilizada por cortesía de Kārlis Dambrāns

En el resto del mundo, IEC Tipo 2 / mennekes es el estándar predominante, con CHAdeMO a veces también encontrado. A pesar de las diferentes diferencias físicas, todos los estándares de entrada de carga comparten las mismas características básicas: cables de suministro de energía de gran calibre, una conexión a tierra protectora, algún tipo de sistema de señalización bidireccional y un pestillo para asegurar el conector en el puerto.

Los conectores estándar IEC y SAE utilizan un par de cables conocidos como Piloto de carga y Piloto de proximidad para la comunicación y señalización, mientras que el estándar CHAdeMO utiliza un conjunto de señales más complejo, así como un bus CAN para la comunicación entre el equipo de suministro y el vehículo.

La comunicación entre la fuente de alimentación y la batería del vehículo y el cargador a bordo es fundamental para garantizar la seguridad del usuario y la longevidad de la batería y los conectores de carga. Permitir que el vehículo detecte cuando el enchufe está completamente insertado permite que el cargador a bordo y el equipo de suministro aseguren que ambos lados de la conexión estén siempre seguros al tacto. El vehículo debe detectar cuando se presiona el pestillo en el conector para permitir que el vehículo deje de extraer energía antes de desenchufar el conector para evitar que se forme un arco.

El vehículo debe poder comunicar qué voltajes y corrientes puede aceptar y si se requiere ventilación para evitar el sobrecalentamiento. Además, el equipo de suministro debe monitorear constantemente las fallas a tierra para garantizar que el chasis del vehículo permanezca aislado de la batería.

Cargadores de vehículos a bordo

El cargador a bordo del vehículo maneja todas las cargas de CA, y también manejará la carga de CC si se necesita la conversión de voltaje (por ejemplo, cuando se carga un automóvil de 800V desde un cargador de 400V).

Funcionará junto con el sistema de administración de la batería para rectificar y aumentar el voltaje de suministro al voltaje necesario para la batería, realizar una carga de corriente constante y voltaje constante, y detener la carga si se detectan condiciones de falla en la batería o el equipo de suministro .

Un ejemplo de un cargador de batería a bordo BorgWarner. Imagen utilizada por cortesía de BorgWarner

El cargador a bordo también ofrecerá un sistema de programación que permite que el controlador se conecte pero difiere la carga hasta un momento específico. Esto es útil cuando las tarifas de electricidad varían a lo largo del día, para permitir que la carga ocurra mayor o mayormente cuando las tarifas son más bajas (a menudo tarde en la noche y en la mañana).

Infraestructura de estación de carga

Las redes de carga son el equivalente del vehículo eléctrico de las estaciones de servicio, y son las que permiten a los propietarios de vehículos eléctricos viajar grandes distancias más allá de lo que pueden cubrir con una sola carga. Los estándares de carga permiten que la mayoría de los vehículos se carguen en la mayoría de los cargadores públicos.

Actualmente, Tesla usa conectores y protocolos de carga patentados para evitar que otros usen sus cargadores públicos, aunque esto tiene la posibilidad de cambiar en algún momento en el futuro ya que Tesla podría crear fácilmente un adaptador para permitir que otros vehículos se carguen. La carga es más rápida entre el 20% y el 80% del estado de carga, por lo que los tiempos de recarga a menudo se citan en términos de esto.

De manera óptima, encontrará una estación de carga a lo largo de su ruta cada vez que se acerque al 20% de la carga restante y luego continúe su camino una vez que haya alcanzado el 80% de la carga. La mayoría de los vehículos eléctricos tienen la capacidad en su sistema de navegación de infoentretenimiento para dar cuenta de esto, y planearán paradas a lo largo de la ruta en las estaciones de carga que han sido preprogramadas por el fabricante.

Los cambios de altitud y el clima a menudo se tienen en cuenta, así como la temperatura ambiente y el uso de la calefacción y el aire acondicionado. Todos estos factores tendrán un impacto significativo en el alcance total del vehículo.

El único inconveniente de este sistema es la necesidad de mantener actualizadas las bases de datos relevantes y garantizar que se incluyan todas las redes de carga principales. En Norteamérica, ChargePoint, Blink y EVgo operan algunas de las redes de carga más extensas. Cada uno requiere que el conductor lleve una tarjeta de membresía RFID, que desbloquea la estación de carga y le permite al cargador facturar al conductor por la energía y / o el tiempo utilizado en la estación.

Dado que la demanda de cargadores EV ha superado el crecimiento de la infraestructura de carga, la mayoría de las estaciones públicas también cobran una tarifa de penalización si el vehículo permanece enchufado después de completar una carga para alentar a los conductores a mover su vehículo para permitir que otro EV use la estación.

Carga residencial: tecnologías V2G

La carga residencial ofrece desafíos y oportunidades únicos a los proveedores de servicios públicos.

La carga de EV se produce principalmente en el hogar y genera un gran consumo constante en la red eléctrica durante muchas horas. Para ayudar a alentar a los propietarios de vehículos eléctricos a cobrar en los horarios de menor demanda, las empresas de servicios públicos suelen ofrecer un fuerte descuento en la energía durante las horas pico (a menudo de 11 p.m. a 9 a.m.), a cambio de una tarifa más alta durante las horas pico, generalmente a mediados -tarde.

Sin embargo, una perspectiva atractiva para la red eléctrica de próxima generación se llama "vehículo a red" o V2G. Una configuración V2G actúa como un amortiguador de energía en la red, almacenándola durante las horas de menor actividad y devolviéndola a la red durante las horas pico. Esto permite a los propietarios de vehículos eléctricos dejar sus vehículos enchufados cuando no están en uso y reducir sus facturas de energía.

Las tecnologías V2G se están desarrollando actualmente utilizando protocolos de comunicación de línea eléctrica y cargadores bidireccionales en vehículos eléctricos de próxima generación.

Imagen utilizada por cortesía de Motor Verso

Actualmente, los viajes de largo alcance en un vehículo eléctrico requieren una planificación cuidadosa y paradas más largas de las que normalmente tomaría un automóvil a gasolina para repostar.

Sin embargo, la tecnología de la batería está en constante progreso y cada generación de nuevos vehículos eléctricos puede cargarse más rápido que los anteriores. Es solo cuestión de tiempo antes de que "llenar" un EV sea tan rápido como cargar combustible.


¿Qué información sobre la carga EV le gustaría saber como EE? ¡Comparta sus preguntas en los comentarios a continuación y es posible que podamos desarrollar recursos para usted!

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Maria Montero

Me apasiona la fotografía y la tecnología que nos permite hacer todo lo que siempre soñamos. Soñadora y luchadora. Actualmente residiendo en Madrid.

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