La carga de un vehículo eléctrico, a pesar de la diversidad de opciones que existen, tiene ya su propia normativa de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) 62196, estándar internacional para el conjunto de conectores eléctricos y los modos de carga para vehículos eléctricos, e IEC 61851, estándar internacional para el sistema de carga conductiva del vehículo eléctrico.
Las baterías de un vehículo eléctrico tienen cuatro modos operativos de carga: tres en corriente alterna (AC) y uno en corriente continua (DC).
Modo operativo de carga 1: Con corriente alterna.
Carga lenta desde una base de enchufe doméstico, no industrial (enchufe Schuko) y sin comunicación entre vehículo y punto de carga. El tiempo de carga irá en función de la capacidad de la batería. Se puede realizar por la noche , que es cuando menos demanda energética existe.
El vehículo se carga en un dispositivo enchufable normalizado. En la red monofásica, emplea la intensidad y voltaje eléctricos del mismo nivel que una vivienda, es decir, 16 amperios y hasta 250 voltios. Esto implica que la potencia eléctrica que puede entregar el punto es de aproximadamente 3,7 kW. En la red trifásica, el voltaje es de 480 V y 11 kW de potencia máxima, recortando el tiempo a la mitad.
El problema de este modo es que las infraestructuras antiguas no tienen protección mediante un interruptor diferencial, por lo que su uso está más indicado para la recarga de bicicletas, ciclomotores o cuadriciclos.
Modo operativo de carga 2: Con corriente alterna
Modo de carga lenta con enchufe y base similares al anterior, de tipo estándar, no exclusivo. La diferencia estriba en que el cable lleva un sistema de protección incluido y un interruptor diferencial. Esta conexión evita una mala conexión del vehículo a la red, activando o desactivando la recarga. Además, este sistema añade seguridad a la carga. El conector del cargador de coche eléctrico se introduce en la entrada del vehículo (tipo 2 Mennekes o ChadeMo) y el conector de carga para infraestructuras se enchufa en la caja de carga para infraestructuras del punto de carga.
La intensidad habitual es de 16 amperios, aunque puede ser de hasta 32. Aquí tenéis un ejemplo de instalación en un garaje comunitario.
Modo operativo de carga 3: Con corriente alterna.
En este modo operativo, la carga es semi-rápida y se realiza con un cable de carga conectado de forma fija en el punto de carga, cuyo conector de carga para vehículos se enchufa en la entrada del mismo. Es un modo exclusivo para vehículos eléctricos, debido al sistema de alimentación y a la protección y control incorporados al punto de carga, que monitoriza la carga y detecta la conexión al vehículo.
La intensidad normal de este modo es de 32 amperios -aunque permite hasta 63- y la potencia normal es de entre 8 y 14 kW.
En monofásica, necesita menos de la mitad del tiempo que las anteriores para conseguir una carga completa, unas tres horas. Todo esto la convierte en una buena solución para la carga en viviendas particulares -sobre todo nocturna- o en aparcamientos.
En trifásica, la intensidad es de 63 amperios y de entre 22 y 43 kW, lo que reduce el tiempo de carga hasta poco más de media hora. Por el tipo de tecnología que emplea permite la recarga inteligente y el desarrollo de redes inteligentes (Smart Grids). Es la que se utiliza en zonas públicas, aparcamientos y centros comerciales.
Modo operativo de carga 4: Con corriente continua.
Este modo operativo se recomienda para la denominada carga rápida de un vehículo eléctrico. La carga se realiza en lo que normalmente se denomina «electrolinera», ya que se transfieren potencias de carga elevadas. En la carga DC, el transformador AC/DC se halla de forma fija en el punto de carga, con lo que se evitan problemas de pérdida de energía o de calentamiento.
En este modo operativo de carga de un vehículo eléctrico, al igual que en el anterior y como consecuencia de la seguridad, la conexión enchufable se hace sólo del lado del vehículo, estando integrado el conector en el lado de la infraestructura.
El vehículo se enchufa durante menos de media hora para obtener una carga del 80% de la batería. La intensidad y el voltaje eléctricos son de 600 voltios y de hasta 400 amperios la y potencia máxima es de entre 125 y 240 kW.
Este tipo de carga necesita la adecuación de la red eléctrica existente, por lo que los tipos de infraestructuras para el mismo, de momento, resultan muy costosas.
Conectores, puntos de carga y software de control
En torno a la carga de un vehículo eléctrico, la tecnología ha evolucionado de forma vertiginosa. Las empresas especializadas han debido adaptarse a las normativas para poder producir conectores, puntos de carga y software de conexión y control de carga e infraestructuras. Estas compañías están desarrollando nuevas tecnologías a gran velocidad.
Una breve mirada a lo fundamental, en relación a esa producción y a la carga del vehículo eléctrico, muestra los siguientes productos y características:
1.- Los sistemas enchufables, por ejemplo, tanto en red de corriente alterna como continua, han de ser diferentes para América del Norte, Europa y China, como demuestra este gráfico, con el equivalente en nuestros modos de carga a los números 2,3 y 4.
2.– Las tomas de carga de infraestructuras siguen el estándar de tipo 2 y GB/T para la carga monofásica y trifásica, ya que el tipo 1 no prevé tomas de carga de infraestructuras. Las tomas de carga de infraestructuras se pueden usar en cajas de pared o en puntos de carga.
3.- Cables de carga AC. Las compañías contemplan la fabricación de cables AC con conector de carga para vehículos y extremo de cable libre, para instalar un punto de carga de coche eléctrico -o de cables de carga móviles-, con conector de carga para vehículos y conector de carga de infraestructuras para el maletero, las empresas han de adaptarse a los tipos y normas de cada país.
4.- Cables de carga DC. Las empresas están desarrollando todos tipo de conectores de carga rápida, pues han de adaptarse a las diferentes normativas.
Y no pueden detenerse, porque llega la tecnología de carga HPC (High Power Charging) con sistema de refrigeración integrado y hasta 500 A.
5.- Software para la gestión de carga. A todo lo visto anteriormente, nos queda por añadir que la carga de un vehículo necesita un software para administrar, desde un punto de carga a todo un parque. La conexión entre el vehículo y el punto de carga es la función más sencilla, pero las estaciones de carga requieren de una interfaz entre el conductor, el explotador del parque de carga y de la red y el proveedor de facturación. Y además, con soluciones específicas para las necesidades de cada parque.
Todo lo que necesitas saber sobre cargar coches eléctricos: cómo, dónde y cuánto cuesta
