CARGADORES VEHÍCULOS ELÉCTRICOS
La industria automotriz tiene bien claro que avanza a un futuro donde los coches sean eléctricos en su mayoría. Por todo el mundo vemos cómo cada vez hay más propuestas y los vehículos eléctricos comienzan a ganar popularidad en el mercado. Al hablar de este tema nos viene a la cabeza la magnífica tecnología de Elon Musk (TESLA). Pero qué hay que saber al diseñar las instalaciones para estos cargadores de autos.
Para comprender un poco mejor los automóviles eléctricos hay que conocer qué tipos de carga tienen los cargadores para coches eléctricos, puesto que según su velocidad varía el tiempo en recargar las baterías, que depende directamente de la potencia disponible.
Carga semirápida
Se emplea una corriente de 32A y 8-14 kW, durante 1.5-3 horas, o una corriente alterna bifásica de 220V, hasta 63A y de 22-43 kW durante unos 30 minutos. Pensada para puntos de carga en vías públicas, semipúblicas y privadas.
Carga en el hogar
Suele realizarse a baja potencia con enchufes domésticos del tipo Schuko, con una duración de entre 6-8 horas con corriente alterna monofásica a 220V, 16A y con 3,6 kW de potencia máxima.
Los requerimientos para poder instalar un punto de carga o electrolinera son relativamente sencillos. De inicio se recomienda que el usuario acuda a algún centro de atención de la Comisión Federal de Electricidad (CFE) para solicitar la instalación de un segundo medidor exclusivo para el cargador del auto, de esta forma se puede aprovechar una tarifa especial baja que permite tener un ahorro en el costo de las cargas del auto y que tampoco afecta el consumo directo del medidor destinado para la vivienda.
Tipos de conectores de los cargadores para coches eléctricos
Uno de los problemas de los tipos de conectores es que, debido a la multitud de formatos de los fabricantes, aún no están estandarizados a nivel mundial y existen diferentes enchufes con distintos tamaños y propiedades.
El estándar internacional IEC 62196 conocido como CCS o Combo para el conjunto de cargadores y los modos de recarga para vehículos eléctricos y que se mantiene técnicamente por la comisión Electrotécnica Internacional.
La norma no especifica las dimensiones físicas de cualquier conector de carga en particular. Sin embargo, sí menciona los conectores IEC 60309 de propósito general «CEEform», dentro de las definiciones de la parte 2 (es decir, en la norma IEC 62196-2).
La norma se basa en el estándar IEC 61851, que tiene un mecanismo que no entrega electricidad, a menos que esté conectado a un vehículo que esté inmovilizado, para evitar que se marche mientras siga conectado.
Para cumplimiento LEED es obligatorio que el conector cumpla estas normativas, es por eso por lo que la innovadora marca TESLA no es aprobado actualmente para una certificación LEED, ya que ellos tienen un conector exclusivo.
Actualmente esta marca domina el mercado de vehículos eléctricos, contradictoriamente no se pueden cargar con cargadores estándar.
La ventaja de los cargadores estándar tiene un objetivo, que es crear un protocolo de aplicación abierto el cual permita a las estaciones de carga de vehículos eléctricos y los sistemas centrales de gestión de distintos fabricantes comunicar unos con otros. Ya en 2013 se encontraba en uso por un gran número de implantadores de estaciones de carga y de sistemas centrales en todo el mundo.
Este protocolo de comunicación es OCPP
Indagando en el protocolo OCPP
OCPP es un sistema bidireccional de comunicación basado en la arquitectura SOAP (Simple Object Acces Protocol), donde intervienen dos elementos principales, los puntos de carga y el gestor de los mismos (web manager o estación central). En una u otra dirección, pueden realizarse «requests» y «responses» basadas en acciones propias de cada uno de estos elementos. El hecho de emplear una arquitectura SOAP deriva en la utilización del lenguaje XML (lenguaje de marcas extensible) para entender OCPP. Este lenguaje permite una gran interoperabilidad a la hora de comunicar aplicaciones de distintas plataformas y da soporte a bases de datos, siendo útil cuando varias aplicaciones deben comunicarse entre sí o integrar información.
Un ejemplo avanzado: recarga de un vehículo
Como hemos comentado, punto y central cuentan con acciones básicas que combinadas entre sí crean comunicaciones más complejas. En el diagrama siguiente se podrá visualizar como se lleva a cabo el proceso de carga de un vehículo eléctrico:
A modo simplificado, el proceso secuencial del flujo es el siguiente:
– El punto de recarga solicita permiso para que un usuario opere, enviando en la variable (por ejemplo) el código RFID de su tarjeta para que el sistema central lo valide.
– El servidor en este caso acepta las credenciales y comunica al cargador que el usuario tiene permiso para realizar la carga, mediante un código de estado.
– Al recibir la respuesta afirmativa, el punto solicita permiso para iniciar la recarga, y en este caso la central lo autoriza.
– El punto inicia la transacción. Durante este periodo de tiempo, podría utilizar “MeterValues” para comunicar por intervalos el estado de la carga a la central, aunque se omite el proceso en este ejemplo.
– Una vez la carga finaliza, el punto vuelve a solicitar autorización y la central lo autoriza.
– El punto solicita permiso para detener la carga, la central registra la petición y permite que se detenga la carga.
– El punto queda disponible de nuevo.
Sin duda, OCPP nos abre un amplio abanico de posibilidades para poder realizar una comunicación cómoda, segura y eficiente del hardware del punto de carga y el gestor de cargas, a través de un entorno de red local u online (web manager), sin importar que el fabricante de dichos equipos sea del país que sea. Comienza el proceso de estandarización del mundo del vehículo eléctrico, un gran paso en el camino hacia una movilidad eléctrica y, sobre todo, sostenible.