Con el auge de los coches eléctricos, y sobre todo con los híbridos enchufables, la acción de poner un coche a cargar se está convirtiendo cada vez en algo más común, la gente ya no se vuelve a mirar cómo carga uno de estos vehículos impulsados por electrones. Sin embargo, existe cierto desconocimiento sobre este proceso análogo a repostar, y con razón, ya que la posibilidades no se reducen a elegir una de las cuatro mangueras del surtidor, aunque en la mayoría de los casos la elección ya está hecha, y a apretar el pulsador, sino que se abre todo un abanico de tipos de conectores, potencias, protocolos, etc. A continuación te ofrecemos una primera aproximación a esto de la carga de coches.
Conceptos básicos
Para comprender un poquito mejor las diferencias entre los diferentes modos de carga es preciso tener claro qué es la potencia, que se mide en kilovatios (kW), y la energía, que se mide en kilovatios-hora (kWh). También entran en juego otras magnitudes, como la intensidad de corriente, medida en amperios (A), o la diferencia de potencial o tensión, medida en voltios (V), pero que para este tema podemos pasar de soslayo.
La potencia indica cuánta energía se suministra por unidad de tiempo, es decir, cómo de rápido entrega la energía. Así, si nos apoyamos en el habitual paralelismo del agua, la potencial sería el análogo al caudal. Por otro lado, la energía es precisamente eso, cuánta electricidad (agua) tenemos. Por tanto, 1 kWh es el total de energía que obtenemos en una hora (60 minutos) de una fuente cuya potencia es 1 kW. De igual forma, para obtener 50 kWh podemos estar cargando a 25 kW durante dos horas, o bien a 100 kW durante treinta minutos. Con esto en mente, es lógico que cuando hablamos del consumo de un vehículo eléctrico nos refiramos a X kWh consumidos para recorrer una distancia de 100 km.
Por último, y sin entrar en detalle, podríamos decir que la intensidad de corriente indica cuántos electrones pasan por segundo (la electricidad no es más que electrones en movimiento) y por eso, a mayor intensidad, menor tiempo de carga. El problema viene que cuanto mayor es esa intensidad, mayor es la sección de cable que se necesita para impedir que este se queme, siendo esta una de las principales limitaciones en las redes domésticas para conseguir bajos tiempos de carga. Para tener unos órdenes de magnitud, en tu casa lo normal es que la potencia instalada sea de 5,75 kW, que no la contratada, y el circuito más capaz es el de la cocina con 25 A.
Tipos o modos de carga
En función de la potencia de carga se distinguen 4 modos de carga, con sus consiguientes requisitos en cuanto a infraestructura y demandas eléctricas, aunque en coches eléctricos solo se usan el 2, el 3 y el 4.
• Modo 2: este es el modo de carga que utilizamos cuando cargamos el coche mediante el cable con la «petaca o cajita» que nos da el fabricante, y que conectamos a un enchufe schuko estándar de nuestra casa. Esa caja es la responsable de controlar el proceso de carga, de verificar que la conexión a tierra es correcta y que no se excede la potencia de carga ni se alcanzan picos. El problema viene por el enchufe empleado que lo convierte en el modo de carga más lento, unos 2,3 kW, ya que la intensidad de corriente se limita a 10 A para no sobrecalentar el cable, puesto que el tiempo de carga es bastante considerable.
• Modo 3: este el el modo que la mayoría de los usuarios de coches eléctricos usarán, y que requiere la instalación de un punto de carga un su vivienda, en el cual la caja anterior de control se coloca en la pared. La ventaja de este sistema es que sin una instalación eléctrica importante es capaz de ofrecer una mayor rapidez de carga, en la práctica de 7,2 kW, aunque teóricamente pueden suministrarse hasta 44 kW, ya que por su cables puede pasar una mayor intensidad de corriente que por los de nuestras casas.
Antes de continuar con el último modo de carga es hora de hacer un pequeño inciso. Las baterías de un coche eléctrico, como cualquier otras, trabajan en corriente continua, y no en corriente alterna, que es la que tienen los enchufes de nuestras casas. La diferencia entre un tipo de corriente y otro es que en la primera los electrones van siempre en una única dirección, del polo negativo al polo positivo, y estas polaridades son fijas, mientras que en la corriente alterna se invierten 50 veces cada segundo (50 Hz), por lo que podríamos decir que esos electrones están vibrando. ¿Qué significa esto? Pues que para transformar la corriente alterna con la que los alimentamos en continua los coches eléctricos disponen del llamado cargador de a bordo, que para recudir pesos y costes suele ser de esos 7,2 kW mencionados anteriormente.
• Modo 4: este es el modo de carca más rápido, y ello se debe a que en lugar se usar el cargador embarcado del vehículo se carga directamente en corriente continua, obteniéndose ésta en un transformador externo. Mediante este modo podemos obtener potencias de carga entre 50 (lo actual) y 350 kW, pero por desgracia este tipo de cargadores son los menos extendidos debido al alto coste que tienen (unos 30 mil euros), además de la acometida eléctrica que se necesita para alimentarlos y que en determinadas zonas la infraestructura eléctrica no sería capaz de soportarlo: cuatro puestos de 350 kW equivalen a más de 240 viviendas. Otro inconveniente para el usuario final es que este tipo de cargadores suele ser de pago, cobrándose el kWh a unos 0,40 € por los 0,10 € que pagamos de media en la factura de la luz.
Conectores
En función del tipo de corriente y de la zona geográfica existen un total de 4 tipos de conectores diferentes. En Japón y Estados Unidos se usan el Tipo 1 para corriente alterna y el CHAdeMO para corriente continua, pero nosotros nos vamos a central en los europeos: el Tipo 2 (corriente continua) y CCS (corriente alterna). No obstante, y aunque la industria se está dirigiendo a adoptar el estándar europeo, vehículos como el Nissan Leaf vendidos en nuestro país usan el japonés.
El cargador Tipo 2 es capaz de soportar una potencia máxima de 44 kW, siendo el utilizado en los modos de carga 2 y 3, y por tanto, compatible para carga alterna en corriente monofásica (230 V) y trifásica (400 V). El CCS podemos decir que es una evolución de éste, al cual se han incorporado dos terminales más en su parte inferior de portentoso tamaño, y que son responsables de esa corriente continua, llegando a suministrar 350 kW. Volviendo al Tipo 2, nos encontraremos con los terminales L1, L2, L3 que corresponden a las distintas fases (solo usaremos uno si cargamos en monofásico) y el neutro, para que «vuelva la corriente», además del terminal de tierra. Especial interés tienen el terminal PP (piloto) y CP (proximidad), siendo el primero el encargado de comunicar el coche con el punto de carga para indicar la potencia y dar el «ok» para comenzar el proceso. En cuanto al terminal de proximidad, es una última mediad de seguridad más, siendo su longitud una poco menor a los demás, de forma que es el último en conectarse y el primero en desconectarse.
Carga inalámbrica por inducción
No obstante, el futuro de la carga de coches eléctricos es compartido con el ya presente de la carga de smartphone o relejojes inteligentes: la carga inalámbrica. Así, mediante la eliminación de los cables y conectores nos ahorramos los problemas de compatibilidad, el engorro de tener que desenrollar el cable del maletero o lo antiestético y sucio de arrastrarlos un día de lluvia por el suelo. Para ello, la idea es instalar en cada plaza de aparcamiento una bobina, junto a otra en el coche, y mediante inducción electomagnética cargarlo . Es exactamente el mismo principio que en una placa de cocina por inducción: por la bobina del suelo se hace pasar una corriente eléctrica, que genera un campo magnético y que según la ley de Farday-Lenz, en la bobina del coche aparecerá una corriente eléctrica que tiende a contrarrestar ese campo magnético generado, y al igual que ocurre con la sartén de la cocina, también aparece un incremente de temperatura (efecto Joule), que en este caso es indeseable.
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