Jaime A. Escobar - Intrans |
La batería de un vehículo puramente eléctrico (BEV) se carga por medio de un dispositivo, conocido como cargador, que se conecta al vehículo por medio de un cable. La batería de los vehículos híbridos enchufables (PHEV) también pueden cargarse de la misma manera.
Aunque la respuesta perece obvia, los cargadores de los vehículos eléctricos no son tan sencillos como los cargadores de nuestros celulares y computadores portátiles, por lo menos en lo que respecta al uso y características técnicas. Estos cargadores trabajan con potencias mucho más altas, esto es alta corriente y tensión eléctrica, con características muy específicas que están determinadas por el método de carga y tipo las baterías. En este artículo explicaremos de manera sencilla los tipos de cargadores para vehículos eléctricos y sus características principales.
Los cargadores para carros eléctricos se pueden clasificar en dos grandes grupos: cargadores de corriente alterna (AC) y cargadores de corriente directa (DC).
Cargadores o equipos de carga AC
También son conocidos como de carga lenta y no son propiamente un cargador. El dispositivo, conectado a través de un cable, suministra corriente alterna (AC) al cargador que se encuentra dentro del vehículo y este, a su vez, se encarga de distribuir la energía a las baterías en la proporción y cantidad requeridas. Entre el vehículo y el cargador hay comunicación, lo que le permite al equipo suministrar la energía eléctrica que requiere el cargador incorporado en el carro y conocer el estado de carga de la batería.
Se conoce como carga lenta porque la potencia eléctrica, que es la multiplicación de la corriente por la tensión (voltaje), es relativamente baja, y, por lo tanto, se requerirá de mayor tiempo para cargar la batería del vehículo. El tiempo de carga dependerá entonces tanto de la potencia con la que se puede suministrar la energía eléctrica a las baterías, como de la capacidad de almacenamiento de las mismas. En términos generales, entre más potencia eléctrica pueda suministrarse a la batería, menor tiempo se requiere para cargarlas y entre mayor capacidad de carga tenga la batería, mayor tiempo se requiere para cargarlas. Además de la capacidad del equipo de carga y del cargador interno del vehículo, la construcción y constitución química de la batería influye también en la potencia y tiempo de carga, pero este es un tema para tratar en otra publicación.
Los equipos de carga AC, disponibles en el mercado, pueden entregar hasta 22kW (kilovatios) de potencia al sistema de carga del vehículo; sin embargo, la capacidad o potencia máxima no solo depende del equipo de carga, también de la potencia que admite el cargador interno en el carro y de las características de la instalación eléctrica de donde se alimenta el equipo de carga.
Si usted posee un vehículo eléctrico o tiene intención de comprar uno, consulte en la ficha técnica la potencia máxima de carga AC. La mayoría de los carros eléctricos vendidos en Colombia en el 2023 tienen una capacidad máxima de 5,6kW (especialmente los de fabricación China), seguidos por los de 9,6 y 11kW; sin embargo, son muy pocos los carros que admiten una potencia de carga de 22kW, como es el caso de Renault ZOE eléctrico.
La otra limitación depende de las características de la infraestructura eléctrica en el predio donde se va a instalar el equipo de carga: capacidad máxima, número de fases y tensión (voltaje). Todos los predios cuentan con una capacidad máxima asignada por la empresa distribuidora de energía eléctrica y la instalación eléctrica está diseñada de acuerdo a su uso; por lo tanto, la potencia máxima de carga no podrá superar este valor.
Así, aunque su vehículo permita una potencia de carga de 22kW, puede ser que en la práctica no lo pueda alcanzar porque la carga máxima en el predio donde está instalado sea, por ejemplo, 9kW (caso común en instalaciones residenciales); además, los equipos de carga AC con potencia de 22 kW requieren una instalación con tres fases y una tensión nominal del 380-400V (voltios). Puede ser que el predio cuente con instalación trifásica o usted pueda solicitar una; sin embargo, es muy importante verificar la tensión, porque el valor nominal para instalaciones eléctricas en Colombia es de 440V.
De acuerdo con lo expuesto, puede ser que le convenga más tener un equipo de carga de menor potencia pero que represente un mejor balance técnico (características del vehículo e infraestructura de carga), económico (costo del equipo de carga e instalación) y operativo (tiempo y costo de carga). En todo caso, lo recomendado es asesorarse con los expertos de Intrans, en calidad de energía y movilidad eléctrica, para que verifiquen las condiciones del predio y le presente la solución que mejor se adecúe a su caso.
Cargadores DC
Son también conocidos como cargadores rápidos y ultrarápidos. En este tipo de cargadores, el equipo se conecta al vehículo mediante un cable más robusto a través del cual le suministra corriente directa (DC). El cargador también se comunica con el sistema de gestión de batería del vehículo (o BMS por sus siglas en inglés) para dosificar la cantidad de energía eléctrica que le entrega y conocer el estado de carga de la batería. Estos cargadores suministran la corriente en un rango de 200 a 1000 voltios, con potencias que pueden superar los 400kW. Por lo tanto, son equipos que requieren buena refrigeración, resistencia adecuada a la intemperie y golpes mecánicos, así como protección eléctrica por sobre corriente y tensión, corto circuito, fugas eléctricas y rayos.
Al entregar energía eléctrica con mayor potencia, es decir mayor corriente y tensión, el tiempo de carga de la batería es mucho más bajo; sin embargo, al igual que los equipos de carga AC, la potencia dependerá tanto del cargador como de la capacidad del sistema en el vehículo. Si el sistema de carga del vehículo, compuesto principalmente por las baterías, BMS, protecciones eléctricas y conductores, está limitado, por ejemplo a 50kW, el cargador rápido podrá entregarle únicamente esta potencia, aunque tenga la capacidad de entregar una mayor, por ejemplo 160kW.
Para poder entregar un alta potencia de carga, los cargadores DC requieren una infraestructura eléctrica especialmente destinada a este propósito, con suministro de corriente eléctrica en tres fases, tensiones de 380 a 480V, equipos de protección y otros para garantizar el nivel mínimo de calidad de energía en la red. Por esta razón, los cargadores rápidos son adecuados para estaciones de carga pública, conocidas como electrolineras, e instalaciones para la carga de flotas de vehículos comerciales y de transporte público.
En una próxima publicación escribiremos sobre los tipos de conectores, niveles de carga y tiempos de carga de las baterías.
En resumen:
- Carga de Vehículos Eléctricos: Los vehículos eléctricos (PEV) e híbridos enchufables (PHEV) se cargan utilizando un dispositivo conocido como cargador, que se conecta al vehículo a través de un cable.
- Tipos de Cargadores: Los cargadores para vehículos eléctricos se dividen en dos tipos principales: cargadores de corriente alterna (AC) y cargadores de corriente directa (DC). Los cargadores AC se conocen como de carga lenta y suministran energía a través de un cable que se comunica con el cargador interno del vehículo. Los cargadores DC son rápidos y ultrarápidos, suministran energía directa al vehículo y requieren una infraestructura eléctrica especializada.
- Factores por Considerar: La potencia de carga y el tipo de cargador dependen tanto de la capacidad del vehículo como de la infraestructura eléctrica disponible. La selección del sistema de carga depende del tipo de vehículo, la infraestructura eléctrica y el uso. Siempre es recomendable asesorarse bien para obtener la mejor solución en eficiencia y costo.
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