¿Cómo funciona la carga de los vehículos électricos?

¿Quiere entender cómo funciona la carga de un coche eléctrico? Lo explicamos todo en este artículo. Desde los fundamentos de la electricidad, pasando por la carga eléctrica, hasta el funcionamiento de una batería.

Bases de la electricidad

Unidades de potencia

kWh

El kilovatio hora, cuyo símbolo es kWh, representa la cantidad de energía consumida por un aparato eléctrico durante un determinado periodo.

kVA

El kilovoltamperio, cuyo símbolo es kVA, es una unidad de potencia eléctrica. Representa la potencia aparente que puede suministrar el contador de una instalación doméstica.

El kilovatio, cuyo símbolo es kW, es una unidad de potencia eléctrica. Representa la potencia activa de un aparato eléctrico en un momento dado, es decir, su capacidad para proporcionar una cantidad de energía inmediata.

Tipos de corriente

Corriente alterna, AC La corriente alterna o AC es el tipo de corriente que transporta y distribuye la red eléctrica, ya sea en entornos industriales o domésticos. Se denomina así porque sus valores de intensidad y tensión alternan entre positivo y negativo. Esta corriente es la que encontramos en las tomas eléctricas domésticas.

Corriente continua, DC La corriente continua o DC es la que almacenan distintos equipos como las baterías de almacenamiento de vehículos eléctricos, las baterías de móviles o también las de los ordenadores portátiles. Se denomina así porque sus valores de intensidad y tensión son continuos.

La carga de los vehículos électricos

El funcionamiento

El modo de carga se refiere al tipo de conexión entre el punto de carga y el vehículo, teniendo también en cuenta el intercambio de datos entre el vehículo y el terminal:

Modo 1: conexión a un tomacorriente tipo E/F, sin intercambio de datos con el vehículo (tipo bicicleta, sooter o Twizy)

Modo 2: conexión a un tomacorriente tipo E/F y cable especial con módulo de control de potencia (carga limitada a 10 A)

Modo 3: conexión a un terminal (tomacorriente tipo 2 o 3) e intercambio de datos entre el vehículo y el terminal.

Modo 4: conexión en corriente continua (especial para carga rápida de 22 a 50 kVA)

Carga en un terminal AC (o carga AC)

Es el método de carga más habitual para los vehículos eléctricos. El terminal suministra al vehículo la corriente AC de la red eléctrica. Un equipo de a bordo del vehículo, el cargador, convierte esta corriente a DC para alimentar la batería de almacenamiento.

La carga AC solo permite proporcionar potencias de carga de entre 2 y 43 kVA.

Este método es el más adecuado y menos gravoso cuando el vehículo queda estacionado más de 20 minutos en una plaza de aparcamiento.

Observación:

Las cargas se realizan en su mayoría con terminales AC, que suministran la corriente AC de la red eléctrica al vehículo. Un equipo de a bordo del vehículo, el cargador, convierte esta corriente a DC para alimentar la batería de almacenamiento.

Carga en un terminal DC (o carga DC)

En este caso, el propio terminal convierte la corriente AC de la red a corriente DC para alimentar directamente la batería de almacenamiento del vehículo.

La carga DC permite potencias de carga más elevadas que la carga AC: desde los 24 kW y hasta los 350kW.

Este método es el más adecuado cuando el vehículo queda estacionado menos de 20 minutos en una plaza de aparcamiento. Los terminales DC son más complejos que los AC. Por ello, cuestan entre 3 y 20 veces más (en función de su potencia de carga máxima).

Observación:

En caso de carga con un terminal DC, este mismo convierte la corriente AC de la red a corriente DC para alimentar directamente la batería de almacenamiento del vehículo. Este tipo de carga es el más adecuado cuando el vehículo queda estacionado menos de 20 minutos en el lugar de carga

Carga monofásica y trifásica

Las expresiones monofásica y trifásica se refieren al modo de conexión del terminal, y por tanto del vehículo, a la red eléctrica alterna. Solo son aplicables a la carga AC. La red de distribución eléctrica suministra corriente AC trifásica, esto es, distribuida en 3 fases o fuentes de corriente diferentes. Un terminal AC monofásico solo puede suministrar al vehículo corriente de una sola fase, mientras que un terminal AC trifásico lo hará con corriente de 3 fases.

En la práctica, la potencia de carga trifásica es tres veces más importante que la monofásica. Pero, para aprovecharla, el vehículo debe ser compatible con corriente trifásica. Si un vehículo monofásico se conecta a un terminal trifásico, no cargará más que con una sola fase. Y si un vehículo trifásico se conecta a un terminal monofásico, tampoco cargará más que con una sola fase. El cable de carga también debe ser compatible con corriente trifásica. En la práctica, los fabricantes proporcionan el cable adecuado al vehículo. Solo pueden conseguirse potencias de carga de más de 7 kVA con corriente trifásica. La dualidad mono/trifásica no existe con cargas DC.

Potencia de carga

De la potencia de carga depende la velocidad a la que se cargará la batería del vehículo. Cuanto más elevada sea la potencia de carga, más deprisa se cargará la batería.

Se distinguen varios niveles de potencia:

Doméstica: 1,8 – 3,7 kVA (con tomacorriente E/F)
Normal: 3,7 – 7 kVA
Acelerada: 7 – 22 kVA
Rápida: 24 – 50 kW
Potencia alta: a partir de 50 kW

Cuanto más alta la potencia de carga de un terminal, más complejo será éste y más sofisticada su conexión a la red, por lo que el coste acumulado del material y de la instalación será más alto.

Batería

Capacidad de carga

De la capacidad de carga depende la cantidad de energía que puede ser almacenada en la batería del vehículo y la autonomía del mismo. A mayor capacidad, mayor duración de carga a igualdad de potencia, y mayor autonomía.

Duración de una sesión de carga

La duración de una sesión de carga viene determinada por cuatro factores:

Potencia suministrada por el terminal ; La potencia admitida por el vehículo eléctrico ; La capacidad de almacenamiento de la batería del vehículo eléctrico ; El nivel de carga de la batería del vehículo eléctrico al iniciarse la sesión de carga.