La recarga del vehículo eléctrico.
Luego de varias semanas hemos tenido por fin algo de lluvia en Montevideo así que luego de un domingo en casa con visitas de familia, salimos en la noche a hacer algunos recorridos y traslados evitando las esperas de ómnibus.
Ya de regreso quiero cumplir con algunos amigos que me consultaron sobre el modo de recarga de los vehículos eléctricos y sus tecnologías. En el mundo actualmente se utilizan 4 modos de recarga (analizamos lo aplicado en América y en Europa) especificados por el estándar internacional IEC 62196, que a nivel básico son:
El modo 1
Es el que utiliza el eMin que pose un cargador de baterias interno de 2.2 Kw y básicamente es la carga a través del enchufe de 16A, en corriente alterna a un máximo de 240 V en monofásico. El gasto energético para unos 100Km de recorrido sera de solo unos 44 pesos (1.50 dolar aprox.).
Así que en Uruguay se conecta a los 220 V monofásicos y se puede usar un toma Schuko. Dentro de la norma debe haber cable de tierra en la toma y el amperaje no excedería los 16 amperios. En USA por ejemplo este modo de carga no se permite por la gran cantidad de instalaciones que no poseen tierra.
Como se puede ver a 230 V y 16 amperios es una potencia contratada de unos 3,7 kW suficientes para cargar el eMin y otros consumos del hogar.
El modo 2
También es en alterna y con las mismas tensiones aceptadas que en el modo 1 (mas los sistemas de 400V), pero el cable debe llevar una caja de control y protección al menos mediante interruptor diferencial que no puede estar situado a más de 30 cm del conector enganchado al vehículo. Además es obligatorio un pin de control en el lado del vehículo conectado a la caja de protección situada en el cable. La ventaja de este modo es que nos permite cargar en teoría a un amperaje máximo de 32 amperios, por lo que a 230 V serían unos 7,4 kW y a 400 V unos 22 kW (para vehículos con cargadores de esa potencia).
En la practica la mayoría de fabricantes proporcionan su cable de modo 2 para 13 o 10 amperios (ver figura abajo) por aquello de las diferentes legislaciones europeas que en algunos países limitan a esas intensidades las corrientes admitidas por los enchufes durante un período prolongado. De esa manera al final el modo 2 se queda en algo parecido a un modo 1 solo que con un nivel extra de protección por la caja de control en el cable. Generalmente en el lado de la infraestructura de carga encontramos un enchufe convencional y en el lado del coche debe haber un conector específico con al menos un pin de señal. Pero depende en realidad del tamaño del cargador del coche, si es de hasta 2,5 Kw el modo uno funcionara muy bien.
Para cargadores de 3 Kw en adelante el modo 2 es preferible al modo 1 el propósito de la UE es legislar para convertir el modo 3 en el modo habitual a partir de 2017.
El modo 3
Sigue siendo carga en corriente alterna pero en esta ocasión la estación de carga dispone de un SAVE o Sistema de Alimentación del Vehículo Eléctrico (en inglés EVSE, Electric Vehicle Supply Equipment) que le permite monitorizar la carga, la cual ha de realizarse mediante un cable con conectores especiales en ambos lados que integren esa función piloto mediante pins de control y señal desde el enchufe del coche hasta el de la estación de carga. Además el enchufe de la estación de carga permanece sin tensión a no ser que haya un vehículo conectado. Este modo además es el que permite la integración del vehículo en las redes de distribución inteligentes o Smart Grids. Y lo más importante, contempla posibilidades de carga de hasta 250 amperios teóricos.
El modo 4
Es el más específico ya que la carga no es en corriente alterna sino directamente en corriente continua, como las baterías. Para ello la estación de carga tiene que llevar su propio convertidor de alterna a continua, lo que desafortunadamente la encarece mucho y la aumenta de tamaño. La ventaja es que el convertidor de la estación generalmente es capaz de manejar más potencia y tensión y nos ahorra peso, pérdidas y calentamiento dentro del cargador del coche. La intensidad de este modo según la norma puede ser de hasta 400 amperios.
En el caso de el eMin utilizamos para conectar a la red electrica un Schuko, el más común de los enchufes. Oficialmente es el “Tipo F” definido en el estándar CEE 7/4. Es para 230 V y hasta 16 amperios. Extendido por el Mercosur y Europa. El más típico del modo 1 y casi siempre de los cables para modo 2 en el lado de la estación de carga, aunque siempre teniendo en cuenta la limitación de 16 amperios y que solo es monofásico.
Algo importante es que muchos alarges de (5, 10, 20m) vienen con Schuko pero al usarlos para conectar la carga del vehículo estos alargues deben estar con los cables desenrollados para que no haya peligro de calentamiento o incendio. Ademas la precaución ante cualquier conexión floja o toma recalentado, cambiar en forma inmediata por otro nuevo de buena calidad
El IEC 60309 es un estándar de conector que contempla diversas tomas muy comunes en industria para monofásica y trifásica. Hay de diversos tipos según cada aplicación. Monofásico con tierra, trifásico y tierra, trifasico con neutro y tierra, etc. Es muy común encontrar ese tipo de enchufe en sitios de recarga por toda Europa, especialmente en su versión a prueba de lluvia para instalaciones exteriores, generalmente la azul de monofásica para 230 V y 16A (en Uruguay se piden como 2P+T). La toma roja es la de trifásica a 400V. Los hay para diferentes amperajes, 16, 32, 63, 100 y hasta un máximo de 200 amperios. Este tipo de conector se puede usar en modos 1 y 2 aunque ha habido algunas experiencias de uso de variaciones de este conector para modo 3.
Por otra parte esta el menos conocido CEEplus, derivado del IEC 60309 existe en versiones monofásica a 230 V y trifásica a 400 V pero lleva además cuatro conectores extra por lo que puede ser apto para el modo 3. Soporta hasta 16 amperios en todas sus versiones por lo que queda limitado en el mejor de los casos prácticos a 11 kW. Se usa en algunas estaciones de recarga aunque no es el más habitual.
CEEplus de tres fases, neutro, tierra y cuatro pines extra
Por otra parte la norma IEC 62196 además de los cuatro modos de recarga define otros tipos de conectores. Veamos algunos:
El conector de tipo 1 se corresponde precisamente con el SAE J1772 2009, también conocido como conector Yazaki, por ser esta empresa responsable de buena parte de su desarrollo y forma final, aunque Yazaki es un fabricante que de hecho produce tomas SAE J1772 pero también tipo CHAdeMO. Es el conector estándar en USA desde 2010. Es monofásico y dispone de 5 pines, fase, neutro, tierra, pin de control y pin de detección de proximidad. Si bien el estándar contempla hasta 250 V y 80 amperios, o 19,2 kW en USA, el Yazaki está actualmente certificado para 30 amperios.
Otro conector para el modo 4 es la variante nueva del SAE J1772 denominada SAE J1772 Combo que incorpora un nuevo conector con un par de terminales para la carga en corriente continua. Permite cargar a tensiones de 200 a 450 V y 80 amperios (36 kW) para la carga de nivel 1 y hasta 200 amperios (90 kW) para la de nivel 2. Se supone que una futura especificación para nivel 3 permitirá cargas a 600 V y 400 amperios, 240 kW, lo que equivaldría a cargar un Tesla Model S de 85 kwh en unos 20 minutos. No estaría nada mal.
El Chevrolet Spark EV será el primer coche en salir a la venta con este formato de conexión incorporado.
En el eMin eléctrico bajo la tormenta.
Ya de regreso quiero cumplir con algunos amigos que me consultaron sobre el modo de recarga de los vehículos eléctricos y sus tecnologías. En el mundo actualmente se utilizan 4 modos de recarga (analizamos lo aplicado en América y en Europa) especificados por el estándar internacional IEC 62196, que a nivel básico son:
El modo 1
Es el que utiliza el eMin que pose un cargador de baterias interno de 2.2 Kw y básicamente es la carga a través del enchufe de 16A, en corriente alterna a un máximo de 240 V en monofásico. El gasto energético para unos 100Km de recorrido sera de solo unos 44 pesos (1.50 dolar aprox.).
Así que en Uruguay se conecta a los 220 V monofásicos y se puede usar un toma Schuko. Dentro de la norma debe haber cable de tierra en la toma y el amperaje no excedería los 16 amperios. En USA por ejemplo este modo de carga no se permite por la gran cantidad de instalaciones que no poseen tierra.
Como se puede ver a 230 V y 16 amperios es una potencia contratada de unos 3,7 kW suficientes para cargar el eMin y otros consumos del hogar.
El modo 2
También es en alterna y con las mismas tensiones aceptadas que en el modo 1 (mas los sistemas de 400V), pero el cable debe llevar una caja de control y protección al menos mediante interruptor diferencial que no puede estar situado a más de 30 cm del conector enganchado al vehículo. Además es obligatorio un pin de control en el lado del vehículo conectado a la caja de protección situada en el cable. La ventaja de este modo es que nos permite cargar en teoría a un amperaje máximo de 32 amperios, por lo que a 230 V serían unos 7,4 kW y a 400 V unos 22 kW (para vehículos con cargadores de esa potencia).
En la practica la mayoría de fabricantes proporcionan su cable de modo 2 para 13 o 10 amperios (ver figura abajo) por aquello de las diferentes legislaciones europeas que en algunos países limitan a esas intensidades las corrientes admitidas por los enchufes durante un período prolongado. De esa manera al final el modo 2 se queda en algo parecido a un modo 1 solo que con un nivel extra de protección por la caja de control en el cable. Generalmente en el lado de la infraestructura de carga encontramos un enchufe convencional y en el lado del coche debe haber un conector específico con al menos un pin de señal. Pero depende en realidad del tamaño del cargador del coche, si es de hasta 2,5 Kw el modo uno funcionara muy bien.
Para cargadores de 3 Kw en adelante el modo 2 es preferible al modo 1 el propósito de la UE es legislar para convertir el modo 3 en el modo habitual a partir de 2017.
El modo 3
Sigue siendo carga en corriente alterna pero en esta ocasión la estación de carga dispone de un SAVE o Sistema de Alimentación del Vehículo Eléctrico (en inglés EVSE, Electric Vehicle Supply Equipment) que le permite monitorizar la carga, la cual ha de realizarse mediante un cable con conectores especiales en ambos lados que integren esa función piloto mediante pins de control y señal desde el enchufe del coche hasta el de la estación de carga. Además el enchufe de la estación de carga permanece sin tensión a no ser que haya un vehículo conectado. Este modo además es el que permite la integración del vehículo en las redes de distribución inteligentes o Smart Grids. Y lo más importante, contempla posibilidades de carga de hasta 250 amperios teóricos.
El modo 4
Es el más específico ya que la carga no es en corriente alterna sino directamente en corriente continua, como las baterías. Para ello la estación de carga tiene que llevar su propio convertidor de alterna a continua, lo que desafortunadamente la encarece mucho y la aumenta de tamaño. La ventaja es que el convertidor de la estación generalmente es capaz de manejar más potencia y tensión y nos ahorra peso, pérdidas y calentamiento dentro del cargador del coche. La intensidad de este modo según la norma puede ser de hasta 400 amperios.
Conector del modo 4 tipo: CHAdeMO o TEPCO
En el caso de el eMin utilizamos para conectar a la red electrica un Schuko, el más común de los enchufes. Oficialmente es el “Tipo F” definido en el estándar CEE 7/4. Es para 230 V y hasta 16 amperios. Extendido por el Mercosur y Europa. El más típico del modo 1 y casi siempre de los cables para modo 2 en el lado de la estación de carga, aunque siempre teniendo en cuenta la limitación de 16 amperios y que solo es monofásico.
Algo importante es que muchos alarges de (5, 10, 20m) vienen con Schuko pero al usarlos para conectar la carga del vehículo estos alargues deben estar con los cables desenrollados para que no haya peligro de calentamiento o incendio. Ademas la precaución ante cualquier conexión floja o toma recalentado, cambiar en forma inmediata por otro nuevo de buena calidad
Schuko CEE 7/4
El IEC 60309 es un estándar de conector que contempla diversas tomas muy comunes en industria para monofásica y trifásica. Hay de diversos tipos según cada aplicación. Monofásico con tierra, trifásico y tierra, trifasico con neutro y tierra, etc. Es muy común encontrar ese tipo de enchufe en sitios de recarga por toda Europa, especialmente en su versión a prueba de lluvia para instalaciones exteriores, generalmente la azul de monofásica para 230 V y 16A (en Uruguay se piden como 2P+T). La toma roja es la de trifásica a 400V. Los hay para diferentes amperajes, 16, 32, 63, 100 y hasta un máximo de 200 amperios. Este tipo de conector se puede usar en modos 1 y 2 aunque ha habido algunas experiencias de uso de variaciones de este conector para modo 3.
Tomas IEC 60309
Por otra parte esta el menos conocido CEEplus, derivado del IEC 60309 existe en versiones monofásica a 230 V y trifásica a 400 V pero lleva además cuatro conectores extra por lo que puede ser apto para el modo 3. Soporta hasta 16 amperios en todas sus versiones por lo que queda limitado en el mejor de los casos prácticos a 11 kW. Se usa en algunas estaciones de recarga aunque no es el más habitual.
CEEplus de tres fases, neutro, tierra y cuatro pines extra
Por otra parte la norma IEC 62196 además de los cuatro modos de recarga define otros tipos de conectores. Veamos algunos:
El conector de tipo 1 se corresponde precisamente con el SAE J1772 2009, también conocido como conector Yazaki, por ser esta empresa responsable de buena parte de su desarrollo y forma final, aunque Yazaki es un fabricante que de hecho produce tomas SAE J1772 pero también tipo CHAdeMO. Es el conector estándar en USA desde 2010. Es monofásico y dispone de 5 pines, fase, neutro, tierra, pin de control y pin de detección de proximidad. Si bien el estándar contempla hasta 250 V y 80 amperios, o 19,2 kW en USA, el Yazaki está actualmente certificado para 30 amperios.
SAE J1772 o Yazaki
Otro conector para el modo 4 es la variante nueva del SAE J1772 denominada SAE J1772 Combo que incorpora un nuevo conector con un par de terminales para la carga en corriente continua. Permite cargar a tensiones de 200 a 450 V y 80 amperios (36 kW) para la carga de nivel 1 y hasta 200 amperios (90 kW) para la de nivel 2. Se supone que una futura especificación para nivel 3 permitirá cargas a 600 V y 400 amperios, 240 kW, lo que equivaldría a cargar un Tesla Model S de 85 kwh en unos 20 minutos. No estaría nada mal.
El Chevrolet Spark EV será el primer coche en salir a la venta con este formato de conexión incorporado.
SAE J1772 Combo
Como siempre son bienvenidos los comentarios, gracias.
Comentarios
Publicar un comentario