Carga para vehículos eléctricos, siguiente nivel.

La “próxima gran cosa” de la movilidad eléctrica y la carga para vehículos eléctricos.
Empecemos diciendo que el sector de la movilidad eléctrica está ya muy avanzado para que todos sepamos que lo que necesitamos ahora es esto, todo con soluciones electrificadas. No fue hasta finales de 2010, cuando la electrificación de los automóviles entró en escena en la industria, al menos, cuando era Tesla la única pionera en el segmento de los vehículos eléctricos y sus competidores estaban desestimando todas las invenciones de este sector en ese momento.

Algunos dirían que fue la agonía de la invención y las estrategias de mercado de Tesla lo que provocó el odio hacia las invenciones de los fabricantes tradicionales de la época, que se mantenían en una situación de desánimo para adaptarse a esta tendencia, pero otros, tan apasionados como probablemente yo, podían decir que Tesla estaba a punto de ser algo grande y no se disculpaban por ello.

Bueno, esto era cierto para Elon Musk porque era un soñador como ningún otro ingeniero de la industria en ese momento.
Así pues, la siguiente pregunta que surge en el sector de la carga para vehículos electricos, es, qué es la carga bidireccional y por qué es una “próxima gran cosa” en la sección de movilidad eléctrica de la industria del automóvil. Bien, para responder a esto, demos un paso atrás y vayamos a 2010 para saber realmente por qué entró en escena la primera vez. En 2010, cuando Japón se preparaba de nuevo para el terremoto y para posteriormente recuperarse de él, Toyota, Nissan, Mitsubishi, Fuji y la Comisión de Electricidad de Tokio se reunieron de nuevo para crear un avance que diera solución al principal problema al que se enfrentaban todos los demás fabricantes del sector: un estándar de carga de alta potencia flexible y estable para los vehículos eléctricos.

CHAdeMO el nuevo protocolo de carga para vehículos eléctricos

A diferencia de las normas SAE e IEC desarrolladas anteriormente para la carga rápida y de alta potencia AC/DC, que no eran tan flexibles en términos de protocolo y diseños de adaptadores de carga, se formó la Asociación ChAdeMo y se estableció un protocolo.

Esto fue apoyado por varios otros fabricantes de automóviles convencionales con el fin de ordenar la situación de la carga estable. ChAdeMo fue estandarizado y desplegado poco después. Con ello, no sólo permitía tener una carga de alta potencia, sino que también permitía devolverla cuando fuera necesario, así que sí, eso era realmente una ventaja, devolverla al hogar, al vehículo o a la red, lo que ahora se conoce como “carga bidireccional”, “carga de transferencia” o “carga V2X”. Una posibilidad de tener una carga bidireccional, fascinante, ¿verdad? Yo también lo pensé.

Algunas personas en este punto, podrían ofenderse al decir que hubo patentes iniciales para apoyar la “entrega” de carga, ya sea conductiva o inductiva que fueron combatidas a la defensiva diciendo que pueden ser consideradas como un punto de partida para tener “Transferencia de carga”. A ellos les diría con gusto que sí, que efectivamente hubo unas cuantas patentes para dar la técnica básica de carga “Inalámbrica” pero ninguna hasta ahora la estandarizó para formar un protocolo que pudiera ser lo suficientemente estable para la carga rápida de alta potencia en CC.

Ciertamente tenemos protocolos de carga para vehículos eléctricos inteligentes como el “Open Charge Point Protocol” que fue dado por la “Open Charge Alliance” (una convención de fabricantes públicos y privados de unidades de suministro de energía eléctrica y sistemas de gestión de redes centrales, iniciada por ELaadNL en los Países Bajos) que dio otro conjunto de protocolos abiertos, pero no fue antes de la Asociación ChAdeMo y supongo que en ese sentido, ChAdeMo fue bastante bueno al entrar en escena bastante temprano y traer un protocolo estandarizado.

Apuntaron a dos objetivos con una sola flecha. En primer lugar, ofrecieron una carga flexible y estable y, en segundo lugar, resolvieron un importante problema de apagones que se producía en las zonas costeras del sur de Asia, muy propensas a las catástrofes naturales.
Volvamos ahora a lo que lo convierte en la “próxima gran cosa” y, en particular, a los factores clave que hay que conocer cuando hablamos de la carga bidireccional. Como he mencionado anteriormente, permite al usuario cargar tanto al vehículo como al hogar o la red eléctrica, lo que hace que sea muy flexible para ser añadido al vehículo inteligente, al hogar inteligente y a la red eléctrica inteligente.

Desde finales de 2015, los avances en la carga para vehículos eléctricos han permitido al usuario tener una caja de carga o punto de recarga, también llamado Wallbox en su casa o parking comunitario, lo que significa que la mayor ganancia es para el propio usuario.

El usuario puede gestionar fácilmente el ciclo de carga a través de la programación horaria para aprovechar las tarifas reducidas y últimamente este sistema de programación horaria ya viene proporcionado por el fabricante del vehículo eléctrico.

Esto permite al usuario reservar el espacio de carga no sólo en términos de tiempo (según su conveniencia), sino también en términos de coste. Para gestionar un régimen económico, los usuarios pueden reservar fácilmente las franjas horarias y, a continuación, pueden ahorrar mucho dinero devolviendo la “carga eléctrica” a la red (en el caso de un sistema de carga de red instalado) , pueden devolvérsela a los aparatos domésticos que funcionan con electricidad.

Carga para vehículos eléctricos bidireccional

Así que se convierte en algo sistemático y barato, si tenemos instalado un equipo de suministro eléctrico de carga en casa que soporte la carga bidireccional, la flexibilidad desde el hogar es inigualable.

Otra razón para hacer de esta tecnología de carga para vehículos eléctricos el “siguiente nivel” sería contar con la garantía de una carga estable en itinerancia. Sí, en itinerancia. La carga bidireccional es más beneficiosa para los usuarios cuando sectarizamos la parte del segmento de carga de vehículo a vehículo.

Imagínate que estas conduciendo por una autopista y de repente tu vehículo eléctrico ha alcanzado su reserva de carga y te indica que busque una estación de carga cercana. En este caso, si se trata de un protocolo abierto adaptable a cualquier marca de vehículo eléctrico, el fabricante del vehículo eléctrico tendría una opción disponible para sugerirle una ruta en el sistema de navegación que le indicara la estación de carga más cercana, que a veces podría estar muy lejos y hacer que se quede sin reserva de batería por completo. En este caso, todos los propietarios de vehículos eléctricos rezarían para que su cargador y su toma de corriente se adapten a cualquier otro vehículo de otro fabricante y puedan tener una carga-descarga bidireccional entre dos vehículos, con un vehículo que tenga el control del ciclo de descarga por completo.

Para no tener que preocuparse por ello, la carga bidireccional resuelve perfectamente este escenario. Algunas empresas importantes, como Toyota, Hyundai, etc., ya han fabricado sus adaptadores de tal manera que pueden soportar la carga y descarga de vehículo a vehículo, lo que sería flexible en función de la estrategia de control de la descarga y lo suficientemente estable como para tener una carga rápida de CC. Recientemente, Kia Motors ha innovado en el campo de la “energía portátil” para la fabricación de su EV6, que esencialmente tiene una caja de control en el cable y un conector de vehículo para suministrar la energía cuando sea necesario.

Por supuesto, no olvidemos lo más importante aquí, cualquier Vehículo Eléctrico dando energía tendría rangos de corte de batería establecidos para su carga de reserva, así como cualquier Vehículo Eléctrico recibiendo carga.

Hasta ahora, hemos cubierto los beneficios del usuario para el sistema de carga para vehículos eléctricos de vehículo a casa y de vehículo a vehículo. Ahora es el momento de analizar el extremo final que hace que esta tecnología sea un nicho para ser el “siguiente nivel en carga para vehículos eléctricos”. Sí, me estoy ciñendo a eso (¡lo siento!). Antes de pasar a cubrir los casos de uso de este tipo, vamos a detenernos un segundo para entender por qué necesitamos realmente la Smart-Grid y cómo apoyaría el canal de descarga. Nuestra electricidad se genera a través de centrales eléctricas, pero no llega directamente a los hogares/industrias/estaciones de carga desde las centrales eléctricas.

Va a la red eléctrica, la red se convierte en el principal distribuidor de la energía. Define la cantidad de aumento o reducción que se necesita y, finalmente, llega a los hogares, las industrias y las estaciones de carga. En este caso, se basa exclusivamente en la necesidad del usuario de cada sector. Al principio, las redes se manejaban manualmente, pero ahora la tecnología más avanzada ha permitido automatizar las redes y su funcionamiento se basa exclusivamente en algoritmos o en datos proporcionados por el usuario. Para que la carga para vehículos eléctricos sea buena y estable, el suministro de la red debe agregarse cuando se envía a la estación de carga o incluso al edificio inteligente. Para cumplir este propósito, las redes utilizan “Agregadores”. Las redes instaladas con agregadores para la gestión de la distribución de energía se denominan “Smart-Grids”, que se utilizan en la carga bidireccional de vehículo a red.

Para que el sistema de carga para vehículos electricos a red sea exitoso, es decir, que el vehículo devuelva la “carga eléctrica” a la red y la distribuya en otro lugar, se necesitan “Smart-Grids”. Los agregadores habilitados en las Smart-Grids permiten que el suministro de corriente se devuelva a la red en caso de que la batería del vehículo eléctrico no esté consumiendo mucho, permitiendo así un flujo inverso de energía. El segundo caso de uso de este tipo puede ser una forma combinada de Smart-Grids y Smart-Buildings que permita al vehículo eléctrico cargarse durante la franja horaria reservada y luego cortar el suministro de la red en caso de que la carga sea alta y permitir que el vehículo se descargue de nuevo en el propio edificio.

En caso de sobrecarga o caída del suministro eléctrico de la red, el equipo de alimentación del vehículo eléctrico también gestiona el ritmo de carga y descarga. Con Smart-Grid, las estaciones de carga pueden gestionar fácilmente el escenario de oferta y demanda en la tarifa, basada en el número de vehículos alineados para la carga.

Esto puede organizarse fácilmente a través de la carga en cascada para el vehículo eléctrico, permitiendo que un vehículo eléctrico tome la carga y luego permitiéndole que lo haga en cascada a los demás controlando la tasa de carga (coste y tiempo). Esto hace que la conexión entre el vehículo y la red sea doblemente eficiente, más beneficiosa para la industria de generación y distribución de energía y también para el usuario, convirtiéndola en el siguiente paso en la carga para vehículos eléctricos.

El futuro de la carga para vehículos eléctricos

Por supuesto, las aplicaciones suenan muy interesantes y fascinantes, y, teniendo en cuenta el cambio climático esto también se convierte en una necesidad. La movilidad eléctrica tiene amplias implementaciones que están por llegar cuando hablamos de sostenibilidad, y la tecnología mencionada anteriormente es sólo uno de los ejemplos en esa área. Con la carga bidireccional aplicada a la carga para vehículos electricos las cosas se vuelven más fáciles de usar y económicas, lo cual es uno de los objetivos finales de todo el impulso de la movilidad eléctrica. Esperemos que algunos de los segmentos anteriores sirvan para pulir el conocimiento de los lectores sobre la carga bidireccional y también para que sepan qué esperar en términos de mejoras en el sector del automóvil.

Hay muchas más aplicaciones de la tecnología de carga para vehículos eléctricos, como la seguridad, la comunicación abierta, la interoperabilidad y las adaptaciones en términos de funcionamiento, de las que hablaremos en la siguiente parte. Por ahora, me quedo con tres puntos principales (de vehículo a vehículo, de vehículo a red y de vehículo a casa).