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By SmartWallboxes
Una visión general de la multitud de variables a tener en cuenta en la carga de vehículos eléctricos.
Cuando llega el momento de cargar un vehículo eléctrico en casa, los conductores que no están familiarizados con ellos pueden sentirse confundidos por el hecho de que hay diferentes tipos de enchufes de carga, e incluso los cargadores con el mismo tipo de enchufe pueden suministrar electricidad a diferentes velocidades.
Los que estamos acostumbrados a enchufar los aparatos en tomas de corriente de 230 voltios pueden preguntarse por qué los coches son diferentes. Es importante recordar que los enchufes de pared no son inteligentes. Se limitan a ofrecer energía y a activar un disyuntor en caso de cortocircuito.
Los cargadores de vehículos eléctricos deben tener la inteligencia incorporada para que el cargador y el vehículo puedan negociar las tasas de carga. Deben equilibrar el tiempo de carga rápida con la protección de la batería contra los daños, por lo que esta conversación entre ambos es importante.
Piensa en los enchufes de carga de vehículos eléctricos como en las conexiones inteligentes que utilizamos para cargar nuestros aparatos electrónicos. Al principio, existía el Bus Serie Universal (USB), luego, el USB se dividió en varios tamaños de micro y mini enchufes.
Y surgió el USB-C, que tiene la capacidad de proporcionar más potencia, pero puede que no siempre, dependiendo de la aplicación específica. Actualmente, los enchufes USB-C pueden proporcionar 28, 36 o 48 voltios con 140, 180 o 240 vatios de potencia. Estas diferencias son la razón por la que se tarda tanto en cargar la tableta en algunos dispositivos de carga.
Carga de vehículos eléctricos CA/CC
Lo mismo ocurre en la carga de vehículos eléctricos con los cargadores. El primer nivel de diferenciación es si el cargador envía corriente alterna (AC) al coche o corriente continua (DC). La especificación J1772 de la Sociedad de Ingenieros de Automoción (SAE) describe el conector físico de los cargadores de CA, que pueden funcionar con la corriente doméstica común de 230 V. La SAE define los dispositivos de carga de vehículos eléctricos 230 voltios como cargadores de nivel 2
Como es lógico, los cargadores de nivel 2 sólo introducen electrones en los enormes paquetes de baterías de los vehículos eléctricos, añadiendo unos míseros kilómetros de autonomía por hora de carga. A ese ritmo, el nuevo Lucid Air tardaría más de cuatro días en recargarse completamente desde el enchufe de la pared de tu garaje.
La carga de nivel 3 utiliza el circuito de 230 V de tu casa para los cargadores domésticos. Son los recomendables para evitar problemas con las baterías, este tipo de cargadores también llamados Wallbox se instalan en las plazas de parking o garajes particulares para la carga doméstica nocturna y también son usados como cargadores públicos en lugares como aeropuertos y cines, donde el coche estará enchufado durante un tiempo.
Lo importante de las estaciones de carga de CA es que el inversor de a bordo del coche debe convertir la corriente alterna del enchufe en corriente continua para cargar la batería. El volumen de corriente que llega a la batería está limitado por la capacidad de este inversor, que los fabricantes de coches llaman también “cargador de a bordo”.
La potencia que una estación de carga de vehículos eléctricos puede suministrar al coche depende del amperaje del circuito al que está conectada. Un circuito de 230 voltios suele ser de 32 amperios y hay circuitos más resistentes con cables mas gruesos que son de 40 amperios, los cargadores de nivel 2 suelen ser de 16 amperios. En cualquier caso, la carga será lenta, a un ritmo máximo de 2,3 kilovatios para circuitos de 16 amperios.
Evolución en la potencia de carga de vehículos eléctricos
Mientras que los cargadores de nivel 2 son normalmente adaptadores de corriente portátiles que parecen una versión superdimensionada del cargador de alimentación de tu ordenador portátil, los cargadores de nivel 3 domésticos se instalan normalmente de forma permanente en la pared de un garaje, por lo que suelen llamarse “Wallbox”. Los cargadores públicos comerciales de nivel 4 se parecen más a un surtidor de gasolina, aunque algunos de los más nuevos tienen grandes pantallas para anuncios y de esta forma ofrecer publicidad a los usuarios.
En el nivel 3 de carga de vehículos eléctricos, el amperaje del circuito suele ser de 32 amperios, y las estaciones de carga wallbox que se conectan a ellos son modelos de 32 o 40 amperios. Los primeros vehículos eléctricos solían estar limitados por los cargadores de a bordo que podían manejar un máximo de 3,3 kW, pero rápidamente se impuso la norma de 6,6. La mayoría de los nuevos vehículos eléctricos tienen ahora cargadores de a bordo de 7,2 kW y los modelos de gama alta tienen cargadores de 11 kW para una carga aún más rápida.
Son los vehículos con estos inversores de mayor capacidad los que pueden beneficiarse de un Wallbox doméstico mas potente o de un cargador comercial.
Ford en EEUU proporciona un potente cargador de nivel 3 de 19,2 kW y 80 amperios con su F-150 Lightning cuando está equipado con el paquete de baterías de mayor capacidad y autonomía. Esto garantiza que el Lightning pueda recargarse completamente durante la noche, pero el vehículo está equipado con cargadores dobles de a bordo para aprovechar esta capacidad. Requiere que los propietarios tengan instalado un circuito de 100 amperios para alojar el cargador.
Si enchufamos cualquier otro vehículo eléctrico en el Charge Station Pro de 80 amperios sólo cargará al ritmo máximo de su propio cargador de a bordo, que normalmente será el mismo que si estuviera enchufado a un circuito de 32 amperios. Tesla también emplea cargadores de a bordo de alta potencia, por lo que al conectar uno de ellos a un cargador superior a 32 amperios, los electrones entrarán en sus paquetes de baterías a una velocidad mucho mayor.
Cargadores de corriente continua
La carga de vehículos eléctricos no es menos complicada cuando se pasa a los cargadores de alta velocidad de corriente continua. Un aspecto que se simplifica es la eliminación del uso del cargador de a bordo que regula la velocidad de carga. Los cargadores rápidos de CC negocian la velocidad de carga con el ordenador del coche para minimizar el tiempo de carga.
La velocidad a la que la batería puede aceptar una carga depende de su temperatura y su estado de carga, por lo que el ordenador del coche limita la corriente de carga en función de esos parámetros.
Hay una gran variedad de redes de carga de vehículos eléctricos disponibles, y aunque todas las estaciones de carga pueden parecerse, a menudo son suministradas por diferentes fabricantes. Los conductores de vehículos eléctricos se encontrarán con que hay diferentes “surtidores” en el mismo lugar que pueden cargar su coche a diferentes velocidades debido a los diferentes niveles de compatibilidad entre el cargador y su coche específico.
Además, los cargadores rápidos de CC varían en cuanto a su potencia de carga. Los cargadores rápidos de corriente continua más comunes son dispositivos de 400 voltios y 50 kW, aunque las redes están desplegando más cargadores de 400 voltios y 150 kW, y de 800 voltios y 350 kW para dar cabida a los vehículos eléctricos con paquetes de baterías mucho más grandes.
Según nuestra experiencia en la carga de vehículos eléctricos, aunque un coche de 150 kW no puede superar esa velocidad cuando está conectado a un cargador de 350 kW, cargará a una velocidad más cercana a su límite de 150 kW y completará su recarga más rápidamente que cuando está conectado a un cargador de 150 kW, que parece acelerar a una velocidad ligeramente inferior la mayor parte del tiempo.
La mayoría de los cargadores rápidos de CC públicos utilizan el sistema de carga combinada SAE (CCS), que es un enchufe adicional por debajo del enchufe de CA J1172. Esto significa que la mayoría de los coches pueden conectarse a estos cargadores, pero su velocidad de carga y su compatibilidad pueden variar.
El Nissan Leaf emplea el conector de carga CHAdeMO (otro tipo de conector de carga de vehículos eléctricos) que es muy popular en Japón, por lo que necesitará un adaptador para utilizar el CCS. Los cargadores CHAdeMo alcanzan un máximo de 50 kW, pero la especificación permite niveles de potencia superiores para futuros cargadores y coches.
Supercargadores de Tesla
La red de supercargadores de Tesla se está actualizando para pasar de 250kW a 300kW, así que eso también ayudará a realizar recargas cada vez mas rápidas.
Tesla tiene sus propios cargadores rápidos de 400 voltios y 250 kW de corriente continua, denominados “Superchargers”, que utilizan el conector propio de Tesla. Estos cargadores han sido convenientes para los propietarios de Tesla e irrelevantes para los demás, pero están a punto de dejar de serlo para ambas comunidades, ya que el CEO de Tesla, Elon Musk, ha anunciado que la red de Supercargadores de la compañía se abrirá a otros conductores.
A medida que salgan al mercado más vehículos eléctricos de 800-900 voltios, como el Porsche Taycan y el Lucid Air, habrá aún más demanda de cargadores de alta potencia, de 350 kW o más. Todos los conductores de vehículos eléctricos se beneficiarán, ya que cuanto menos tiempo pasen otros conductores utilizando los cargadores, más posibilidades habrá de que estén disponibles cuando se llegue a la estación de carga.
