Por Jeremy Cook
La mitad de los automóviles que se vendan en EE. UU. serán vehículos eléctricos en 2030. Al otro lado del charco, la UE planea prohibir la venta de motores diésel y a gasolina en 2035, lo que provocaría que el bloque pasara a la edad de los vehículos eléctricos (o potencialmente de hidrógeno) de una vez. En Noruega, las ventas de automóviles eléctricos ya han superado a las de los motores de combustión. Por su parte, el estado más poblado de EE. UU., California, planea eliminar la venta de vehículos que funcionen solo con combustibles fósiles en 2035. Sin lugar a dudas, la tendencia es el uso de vehículos eléctricos más sostenibles, lo que hace surgir la pregunta sobre el futuro de la carga de vehículos eléctricos.
Si puede cargarlo en su hogar cada noche, puede que sea inmune a este problema. Pero puede que eso no sea posible si vive en un departamento. Si desea emprender un viaje largo, puede que esa gran autonomía de 482 km parezca ser mucho menor.
Para que haya un uso generalizado de los vehículos eléctricos, necesitamos una red de carga de alta velocidad. En este artículo, exploraremos el estado actual de las soluciones de carga de vehículos eléctricos y sus oportunidades de desarrollo. Después de todo, si necesita conducir de Florida a Colorado en un vehículo eléctrico, necesitará infraestructura de asistencia, no el próximo año, no mañana, sino que hoy mismo.
El cargador está en el auto
Si bien al dispositivo que se conecta al automóvil se le llama normalmente “cargador,” este término está técnicamente equivocado. Al tipo de solución de carga estándar de vehículos eléctricos se le debe denominar de manera más apropiada equipo de suministro para vehículos eléctricos o EVSE, por sus siglas en inglés. El EVSE conecta su automóvil a la red eléctrica, la que suministra energía al cargador que se encuentra dentro del vehículo. Este cargador convierte una entrada de energía CA a un suministro CC que alimenta directamente a la batería. En entornos de carga rápida, se suministra energía como CC al vehículo eléctrico, omitiendo el paso de rectificar la corriente integrada.
Este paradigma del cargador dentro del automóvil transfiere el trabajo de suministrar debidamente energía a la batería del automóvil al mismo vehículo. El equipo externo puede ser simple, por lo que hay menos preocupaciones al conectarse a una nueva estación que no conozca.
Niveles de carga domiciliaria 1 y 2 de vehículos eléctricos
Si nunca viaja demasiado lejos de casa, cargar su automóvil es como enchufar una lámpara. Tome el cable de carga de nivel 1 que venga incluido con el vehículo, conéctelo a una toma de corriente estándar de 120 V CA, enchúfelo al puerto de carga del automóvil y ¡voila! Está listo para la carga, aunque sea lenta.
Debido a limitaciones de potencia en circuitos de 120 V CA, este tipo de carga de nivel 1 normalmente repone energía a su vehículo en un rango de 16 km por hora. Sin embargo, existen diferentes niveles de carga de vehículos eléctricos y los cargadores de nivel 2 pueden acelerar el proceso. Los cargadores de nivel 2 funcionan con 240 V CA y pueden cargar un equivalente aproximado a los 64 km de autonomía por hora, dependiendo de varios factores. Conectar de manera rápida equipos de nivel 2 normalmente es más complicado que hacerlo para equipos de nivel 1 y puede involucrar contratar a un electricista.
En cuanto a conexión (localmente y en todo EE. UU.), la interfaz para la mayoría de las marcas está estandarizada en una especificación que se conoce como SAE J1772. Esta norma indica la forma física y los pines de conexión, y es compatible con sistemas de nivel 1 y nivel 2. Las conexiones adicionales se usan para la carga rápida de CC, aunque esta opción normalmente no se encuentra disponible en los domicilios.
La excepción a esta estandarización es Tesla, que usa un tipo diferente de conector de carga de vehículos eléctricos. Sin embargo, ya se encuentra disponible un adaptador para convertir un puerto Tesla a SAE J1772. En el plano internacional, la UE ha acordado una norma diferente, IEC 62196, mientras que Japón usa los mismos conectores SAE J1772 que EE. UU. La norma de carga de China es similar a un conector de la UE, pero los pines eléctricos son diferentes.
Obtenga más información sobre los diferentes niveles de carga y normas para vehículos eléctricos.
Realidad de las soluciones de carga de vehículos eléctricos de hoy en día
Para cargar fuera de casa, las cifras actuales (aproximadas) en EE. UU. son las siguientes:
- 50 000 estaciones de carga públicas y 140 000 puertos individuales
- el 80 % de los puertos carga a una velocidad de nivel 2
- El 19 % de los puertos tiene la capacidad de realizar cargas de CC rápidas (la categoría de mayor crecimiento)
- California cuenta con más de 15 000 lugares de carga, seguido de Nueva York con 3 600 y Florida con 3 000
- Hay diez vehículos eléctricos por cada puerto de carga en EE. UU.
Si bien estas estadísticas pueden parecer buenas a simple vista, el hecho de que los cargadores estén distribuidos de forma dispareja no facilita realizar un viaje largo. Adicionalmente, mientras la cantidad bruta de cargadores parece ser la correcta ahora, la cantidad de estaciones deberá aumentar a medida que aumente la flota colectiva de vehículos eléctricos en el país. Además, considere que mientras puede demorar cinco minutos en una gasolinera, incluso la supercarga de CC demora mucho más en completar en un "estanque vacío".
Tesla cuenta con su propia red de carga, mientras que el resto es una mezcla de instalaciones públicas y privadas. Si usa supercarga de CC, el enchufe J1772 agrega dos conectores adicionales en la parte inferior, mientras que Tesla usa el mismo enchufe para todo. Desde el punto de vista de un conductor, la configuración de carga de Tesla puede ser más simple e integrada, mientras la opción del J1772 ofrece más variedad. Ambas opciones tienen sus ventajas y desventajas, de manera similar como los productos Macintosh y los PC IBM/Windows proporcionan diferentes experiencias de usuario.
Tecnología de carga de vehículos eléctricos: lo bueno, lo malo y lo que probablemente es poco práctico
En términos generales, el futuro de la carga de vehículos eléctricos parece estar algo claro: se necesitan más estaciones de carga y más energía CC de carga rápida. Aún está por verse qué tan bien se integrarán las opciones del gobierno y las instalaciones del sector privado en competencia. Idealmente, las opciones de carga de vehículos eléctricos debieran fusionarse en una operación como las gasolineras típicas: estacionarse junto a un cargador, enchufar y pagar con tarjeta de crédito, tecnología RFID estandarizada o una aplicación unificada para iniciar la carga.
Lo que es igual de probable es que cada marca de dispositivos de carga requerirá su propia aplicación, lo que agregará complejidad a la carga durante viajes y actuaría como otro método de rastreo que someta a los usuarios a publicidad y análisis. Por último, con millones de automóviles eléctricos que pronto estarán en las calles, nuestra ya exigida red eléctrica puede tener problemas de suministro adicionales.
Entre otras nuevas tecnologías de carga de vehículos eléctricos experimentales o poco realistas se encuentran almohadillas de carga en el automóvil para la carga inalámbrica de vehículos eléctricos (mediante el uso de la misma tecnología que tiene una almohadilla de carga de un teléfono inalámbrico) y paneles solares para vehículos eléctricos integrados. Si bien ambas parecen ser excelentes ideas, en la actualidad son poco prácticas.
En el lado más exótico de las cosas, las baterías de un vehículo potencialmente pueden suministrar energía a su hogar durante apagones. Esa capacidad es muy realista y potencialmente bastante beneficiosa, pero requiere la instalación de circuitos especiales por parte de un electricista. Además, si necesita salir si el apagón o la emergencia se extiende más allá de la duración de la batería, está en problemas. Sin electricidad almacenada o disponible, su automóvil estará inmóvil hasta que regrese la energía a la red.
El futuro de la carga de vehículos eléctricos
Actualmente observamos una fusión de puertos de carga con el conector SAE J1772, con adaptadores ya disponibles que se pasan a la norma de Tesla. Si bien hay preguntas que quedan sin responder, como la distribución y los suministros de energía en general, esta compatibilidad debiera facilitar la expansión de la carga de vehículos eléctricos.
La buena noticia es que la carga domiciliaria de vehículos eléctricos, donde se realiza la mayor cantidad de transferencias de energía, es fácil de implementar con equipos disponibles a la venta hoy en día. A medida que se desarrolla la tecnología de baterías, puede que en el futuro las estaciones de carga remota sean menos necesarias. Si un automóvil pudiera viajar 1609 km por carga (o incluso la mitad de eso), podría realizar prácticamente cualquier viaje de un día de duración. Puede que la carga entre en el ámbito de hoteles, incluida como un beneficio durante su estadía, como la conexión Wi-Fi y el desayuno.
Por cierto, el desarrollo de vehículos eléctricos requiere una variedad de dispositivos eléctricos que Arrow puede proporcionar. Por ejemplo, podría considerar el fusible de potencia para vehículos eléctricos XEV25-200 de Eaton, que tiene la capacidad de manejar 200 A a 500 V CC, o el controlador de carga programable EV-PLCC-AC1-DC1 de Phoenix Contact.
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