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A medida que los vehículos eléctricos (VE) se generalizan en todo el mundo, establecer una infraestructura de carga segura y eficaz es fundamental para impulsar el crecimiento de la industria. Un componente esencial es el sistema de conductos, que protege el cableado que suministra energía a los cargadores de VE. Este artículo explora las normas internacionales que rigen la infraestructura de carga de VE, con especial atención a... conducto eléctrico Requisitos de seguridad, compatibilidad y eficiencia. Analizaremos normas como IEC 61851 (Internacional), SAE J1772 (EE. UU.) y GB/T 20234 (China) para comparar cómo las distintas regiones abordan estas necesidades.
Cuatro normas internacionales clave para estaciones de carga de vehículos eléctricos
IEC 61851
La norma IEC 61851 (Comisión Electrotécnica Internacional) es una norma global que define los requisitos generales para los sistemas de carga conductiva de vehículos eléctricos. Establece directrices para los sistemas de carga de vehículos eléctricos, incluyendo los modos de carga, los requisitos de los cables y las especificaciones de los conectores.
Alcance: Cubre los cuatro modos de carga de vehículos eléctricos (desde el modo 1 con carga básica de CA hasta el modo 4 para carga rápida de CC, con un voltaje máximo nominal en el lado A de hasta 1000 V de CA o hasta 1500 V de CC y un voltaje máximo nominal en el lado B de hasta 1500 V de CC).
Tipos de carga: Incluye especificaciones para carga de CA y CC.
Requisitos de seguridad: Garantiza la protección contra descargas eléctricas, cubre la conexión a tierra, el aislamiento y la resistencia a la temperatura.
SAE J1772
La norma SAE J1772, establecida por la Sociedad de Ingenieros Automotrices de Estados Unidos, especifica los requisitos para los conectores de carga y los protocolos de comunicación de vehículos eléctricos e híbridos enchufables. Se centra principalmente en la carga de CA de Nivel 1 y Nivel 2, comúnmente utilizada en EE. UU. para estaciones de carga residenciales y públicas.
Cubrir: Esta norma cubre los requisitos físicos, eléctricos, funcionales y de rendimiento generales para facilitar la carga conductiva de vehículos EV/PHEV en América del Norte.
Tipo de conector: Conector tipo 1 estandarizado para carga de CA.
Requisitos de voltaje: CA Nivel 1 (120 V) y Nivel 2 (240 V).
Protocolos de comunicación: Permite la comunicación segura entre el vehículo y el equipo de carga.
GB/T 20234
GB/T 20234 es el estándar nacional chino para interfaces de carga de vehículos eléctricos. Incluye directrices para la carga de CA y CC y se adopta principalmente en China. Define los requisitos generales para enchufes, tomas de corriente, acopladores y entradas de vehículos para la carga conductiva de vehículos eléctricos.
Tipo de conector: Único en el mercado de China, incompatible con IEC o SAE.
Niveles de voltaje: CA hasta 220 V para nivel 2 y CC hasta 750 V para carga rápida.
Requisitos de protección: Especifica la resistencia de aislamiento, la continuidad de tierra y la protección contra cortocircuitos.
CHAdeMO:
CHAdeMO (abreviatura de "CHArge de MOve", que significa "carga por movimiento") es un estándar de carga rápida de CC para vehículos eléctricos (VE) desarrollado en Japón. Fue introducido por un consorcio que incluye a TEPCO (Tokyo Electric Power Company), Nissan, Mitsubishi y Toyota, y se ha convertido en uno de los protocolos de carga rápida más adoptados a nivel mundial. Originalmente diseñado para permitir la carga rápida de CC, CHAdeMO se ha expandido significativamente a lo largo de los años para admitir la carga de alta potencia para vehículos de mayor tamaño, integrar capacidades bidireccionales de vehículo a red (V2G) y mejorar la compatibilidad global con otros sistemas de carga.
Requisitos IEC 61851 para estaciones de carga de vehículos eléctricos
Disposiciones clave de la norma IEC 61851
Los requisitos de la norma IEC 61851 abarcan diversas áreas importantes para las estaciones de carga de vehículos eléctricos, garantizando la seguridad y la eficiencia en condiciones reales de funcionamiento. A continuación, se presentan las secciones críticas de la norma IEC 61851 que instaladores, fabricantes y organismos reguladores deben comprender:
1. Modos de carga y niveles de potencia
La norma IEC 61851 clasifica la carga de vehículos eléctricos en cuatro modos de carga, cada uno de los cuales corresponde a aplicaciones, niveles de potencia y requisitos de seguridad específicos. Los cuatro modos ayudan a estandarizar la variedad de velocidades y configuraciones de carga de vehículos eléctricos, ofreciendo soluciones adecuadas tanto para entornos residenciales como comerciales. La siguiente tabla detalla estos modos:
Tabla de modos de carga IEC 61851
Modo |
Tipo de carga |
Corriente y voltaje |
Máxima potencia |
Solicitud |
Características de seguridad |
Modo 1 | Carga básica de CA | 16 A, 250 V (monofásico), 480 V (trifásico) | 3,7 kW | Residencial, bajo consumo | Mínimo; a menudo carece de seguridad avanzada |
Modo 2 | Carga de CA mejorada | 32 A, 250 V (monofásico), 480 V (trifásico) | 7,4 kW | Carga en casa con mayor seguridad | Incluye control y protección en el cable. |
Modo 3 | Carga de CA dedicada | 32 A, 250 V (monofásico), 480 V (trifásico) | 7,4 – 22 kW | Estaciones públicas, comerciales | Puesta a tierra, RCD, control de temperatura |
Modo 4 | Carga rápida de CC de alta potencia | 200 A, hasta 400 V | 50 – 400 kW | Cargadores rápidos de autopista | Aislamiento robusto, control de comunicación. |
Nota: Los modos 3 y 4 implican niveles de voltaje y corriente más altos, lo que requiere medidas de protección más estrictas para garantizar la seguridad del usuario y evitar el sobrecalentamiento.
2. Requisitos de seguridad y puesta a tierra
La seguridad es un pilar fundamental de la norma IEC 61851, con énfasis en la conexión a tierra y la protección contra descargas eléctricas. La norma exige dispositivos de corriente residual (RCD) para los modos 3 y 4, diseñados para desconectar la alimentación en caso de fallo. Para la carga de CC, los protocolos de conexión a tierra son aún más estrictos debido a los mayores niveles de corriente involucrados. A continuación, se presenta un resumen de las medidas de seguridad requeridas por modo de carga:
IEC 61851 Requisitos de seguridad del modo de carga
Modo de carga | Medidas de seguridad | Nivel de protección |
Modo 1 | Mínimo; depende de la protección básica de la toma de corriente | Bajo |
Modo 2 | Protección en el cable, incluida protección contra sobrecargas | Moderado |
Modo 3 | RCD, puesta a tierra, monitorización de temperatura | Alto |
Modo 4 | RCD, monitorización del aislamiento, gestión térmica | Muy alto |
3. Gestión térmica y resiliencia ambiental
La carga de CC de alta potencia (Modo 4) genera un calor considerable, y la norma IEC 61851 especifica que las estaciones deben contar con una gestión térmica adecuada para evitar el sobrecalentamiento. Además, la norma enfatiza la resistencia a los rayos UV y a la humedad de los equipos de exterior para protegerlos de la degradación ambiental. La siguiente tabla resume los requisitos de resiliencia a la temperatura y al medio ambiente:
Resumen de temperatura y medio ambiente según IEC 61851
Factor ambiental | Requisito | Modos aplicables |
Temperatura | Gestión térmica para temperaturas superiores a 50 °C | Modos 3, 4 |
Resistencia a los rayos UV | Requerido para conductos exteriores expuestos | Modos 2, 3, 4 |
Protección contra la humedad | Los conductos deben soportar altos niveles de humedad. | Todos los modos |
4. Interoperabilidad y comunicación
Un aspecto único de la norma IEC 61851 es su enfoque en la interoperabilidad. Para garantizar un funcionamiento fluido entre diferentes fabricantes, la norma incluye protocolos de comunicación que permiten el intercambio de datos entre el vehículo y la estación de carga. Estos protocolos abarcan el estado de la batería, los ajustes de la velocidad de carga y otros parámetros en tiempo real. Esta interoperabilidad es crucial para fomentar una experiencia de carga unificada, especialmente en estaciones públicas.
5. Requisitos de EMC
La norma IEC 61851 exige el cumplimiento de la compatibilidad electromagnética (EMC) para reducir las interferencias entre los cargadores de vehículos eléctricos y otros dispositivos electrónicos, algo crucial en zonas urbanas densamente pobladas. Los requisitos ambientales se centran en la durabilidad y la resistencia a diferentes condiciones climáticas, ya que las unidades de carga suelen funcionar al aire libre.
6. Protocolos de comunicación
La norma IEC 61851 hace hincapié en los protocolos de comunicación entre el vehículo y el cargador que facilitan una carga segura y controlada, incluyendo disposiciones para la integración del vehículo a la red (V2G). La norma permite a las estaciones de carga implementar la comunicación ISO 15118, lo que permite funciones como:
Carga inteligente: Ajuste de los niveles de potencia en función de la capacidad de la red.
Compatibilidad con V2G: Permite el flujo de energía bidireccional para la estabilización de la red.
Autenticación de usuario: Facilita sesiones de carga seguras y personalizadas.
7. Tipos de conectores y normas de seguridad
La norma IEC 61851 especifica los conectores Tipo 2 para carga de CA y el Sistema de Carga Combinada (CCS) Combo Tipo 2 para carga de CC en los mercados europeos. Las características de seguridad incluyen protección contra fallas a tierra, monitoreo de sobrecorriente y gestión térmica, fundamentales para aplicaciones de alta potencia.
Ejemplo de datos: El modo 4 de IEC 61851 permite una carga de CC ultrarrápida de hasta 400 kW, lo que respalda una infraestructura de carga de alta velocidad eficiente.
Por qué el cumplimiento de la norma IEC 61851 es fundamental para las estaciones de carga de vehículos eléctricos
La norma IEC 61851 es indispensable para garantizar la seguridad, la funcionalidad y la consistencia en la carga de vehículos eléctricos. Su cumplimiento no solo proporciona un marco estándar para la instalación, sino que también mejora la eficiencia operativa y minimiza los riesgos asociados a los sistemas eléctricos de alta tensión. Al seguir esta norma, fabricantes, instaladores y autoridades reguladoras garantizan que cada estación de carga de vehículos eléctricos:
- Proporciona una carga constante y segura en distintos tipos y fabricantes de vehículos.
- Minimiza el riesgo de descarga eléctrica, sobrecalentamiento y daños mecánicos.
- Ofrece resistencia a factores ambientales como la exposición a los rayos UV, la humedad y las altas temperaturas.
- Garantiza la interoperabilidad para una mayor comodidad del usuario y el acceso universal a la carga.
Requisitos SAE J1772 para estaciones de carga de vehículos eléctricos
SAE J1772, desarrollado por la Sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE) en Estados Unidos, es el estándar norteamericano para la carga de vehículos eléctricos. Utilizado principalmente en EE. UU. y Canadá, SAE J1772 describe requisitos específicos para tipos de conectores, niveles de carga, protocolos de comunicación y medidas de seguridad. Con un enfoque especial en la carga residencial y comercial, J1772 admite carga de CA de nivel 1 y 2, así como carga rápida de CC.
Componentes clave de los requisitos de SAE J1772
La norma SAE J1772 aborda diversas consideraciones técnicas y de seguridad para ofrecer una experiencia de carga completa a los consumidores. A continuación, se presentan los componentes y especificaciones clave de la norma, junto con las tablas y datos pertinentes.
1. Tipos de conectores de carga y niveles de potencia
La norma SAE J1772 especifica dos tipos principales de conectores de carga para vehículos eléctricos: CA de nivel 1, CA de nivel 2 y carga rápida de CC. Cada tipo ofrece diferentes potencias y velocidades de carga para satisfacer diversas necesidades, desde la carga residencial hasta estaciones públicas de alta velocidad.
Hoja de datos de tipos y niveles de potencia de conectores de carga
Tipo de carga | Tipo de conector |
Voltaje |
Actual |
Potencia de salida |
Uso principal |
Nivel 1 de CA | Conector J1772 |
120 V |
12-16A |
Hasta 1,9 kW | Carga residencial nocturna |
Nivel 2 de CA | Conector J1772 |
240 V |
Hasta 80A |
Hasta 19,2 kW | Residencial y público |
Carga rápida de CC | Conector combinado (CCS1) |
200-600 V |
400A |
Hasta 350kW (CCS1) | Carga pública de alta velocidad |
Nota: Mientras que los niveles 1 y 2 son de carga CA, la carga rápida CC utiliza un conector de Sistema de Carga Combinada (CCS1) que combina las funciones de carga CA y CC para una entrega de energía más rápida. Por lo tanto, la norma SAE J1772 permite que las estaciones cubran una amplia gama de niveles de potencia, lo que la hace adecuada tanto para infraestructuras de carga de vehículos eléctricos privadas como públicas.
2. Requisitos de seguridad y puesta a tierra
La seguridad es primordial en la norma SAE J1772, con estrictos requisitos para la conexión a tierra y los mecanismos de protección contra descargas eléctricas. La norma incluye el uso de interruptores de circuito por falla a tierra (GFCI) para detectar e interrumpir automáticamente las fugas de corriente, protegiendo así a los usuarios de descargas eléctricas. Además, la protección contra sobrecorriente garantiza que las estaciones de carga estén protegidas contra corrientes excesivas que podrían provocar sobrecalentamiento o daños en los equipos.
Requisito de conexión a tierra SAE J1772
Nivel de carga | Características de seguridad requeridas | Protección |
Nivel 1 de CA | GFCI, Conexión a tierra básica | Bajo a moderado |
Nivel 2 de CA | GFCI, gestión térmica, protección contra sobrecorriente | Moderado a alto |
Carga rápida de CC | Puesta a tierra, control de aislamiento, RCD robustos | Alto |
Nota de datos: Según datos recientes, los GFCI utilizados en cargadores de nivel 2 reducen los riesgos de descarga eléctrica hasta en un 80% cuando se instalan correctamente, lo que subraya la importancia de estas medidas de protección en entornos de carga de alta potencia.
3. Protocolos básicos de comunicación
A diferencia de la norma IEC 61851, que admite capacidades V2G avanzadas, la norma SAE J1772 se distingue por su énfasis en la comunicación entre el vehículo y la estación de carga. Mediante su protocolo de comunicación de señal piloto, la norma J1772 permite que el vehículo y la estación de carga intercambien datos clave sobre el estado de la batería, los niveles de corriente de carga y las comprobaciones de seguridad. Esta característica no solo facilita una transferencia de energía eficiente, sino que también mejora la seguridad al permitir la monitorización y los ajustes en tiempo real.
Funcionalidad de la señal piloto:
- Permite que la estación detectar la presencia del vehículo.
- Comunica disponibilidad de corriente de carga.
- Gestiona información sobre el estado de carga y ajustes del nivel de carga.
Protocolos de comunicación SAE J1772
Función de la señal del piloto | Función |
Detección de vehículos | Identifica si un EV está conectado |
Ajuste del nivel de carga | Ajusta la corriente según las necesidades de la batería. |
Detección de fallos | Monitorea fallas de puesta a tierra o sobrecorriente |
Al fomentar la interoperabilidad entre los vehículos eléctricos y la infraestructura de carga, SAE J1772 garantiza que los vehículos de varios fabricantes puedan utilizar estaciones compatibles, lo que promueve una experiencia de carga perfecta en América del Norte.
4. Consideraciones ambientales
La norma SAE J1772 incluye requisitos básicos de resiliencia en exteriores, especialmente para cargas rápidas de CC y de nivel 2 de alta potencia, pero no prioriza la compatibilidad electromagnética (EMC) tanto como las normas IEC. Los conductos y las carcasas están diseñados para soportar los climas típicos de Norteamérica, con especificaciones de resistencia al polvo y la humedad en instalaciones expuestas.
Para instalaciones al aire libre, la norma enfatiza la resistencia a los rayos UV y la protección contra la humedad, garantizando que el equipo pueda soportar condiciones climáticas variables sin comprometer la seguridad ni el rendimiento.
SAE J1772 4. Normas ambientales
Factor ambiental | Requisito | Niveles de carga aplicables |
Control de temperatura | Necesario para cargadores de CC de alta potencia | Carga rápida de CC |
Resistencia a los rayos UV | Requerido para instalaciones al aire libre | Todos los niveles cuando se utiliza al aire libre |
Protección contra la humedad | Carcasas con clasificación IP para exposición a la humedad | Principalmente para exteriores de nivel 2 y DC |
Importancia del cumplimiento de la norma SAE J1772 para las estaciones de carga de vehículos eléctricos
El cumplimiento de la norma SAE J1772 es esencial para garantizar la seguridad, compatibilidad y fiabilidad en la carga de vehículos eléctricos. Cumplir con estas normas significa que la infraestructura de carga de vehículos eléctricos puede admitir diversos niveles de carga y tipos de vehículos, ofreciendo a usuarios residenciales y comerciales una experiencia de carga fiable y estandarizada. El cumplimiento de la norma J1772 también ayuda a los fabricantes a cumplir con las normas de seguridad norteamericanas, reduciendo los riesgos de responsabilidad civil y mejorando la confianza del consumidor en la tecnología de vehículos eléctricos.
Requisitos de GB/T 20234 para estaciones de carga de vehículos eléctricos
La norma GB/T 20234 incluye múltiples normas que regulan específicamente los conectores de carga de CA y CC, los protocolos de comunicación, las medidas de seguridad y las especificaciones técnicas. Está diseñada para satisfacer las necesidades únicas de carga de China y se alinea estrechamente con el impulso del país hacia soluciones de transporte urbano sostenible. Esta introducción ofrece una visión general de los aspectos clave de la norma GB/T 20234, incluyendo tablas de datos que ilustran los requisitos de la norma para conectores de carga, tipos de conductos, niveles de potencia y protocolos de seguridad.
Aspectos clave de los requisitos de GB/T 20234
La norma GB/T 20234 se compone de tres secciones principales, cada una dedicada a métodos de carga específicos y diseñada para garantizar un enfoque estandarizado en todos los sistemas de carga de vehículos eléctricos en China.
1. Tipos de conectores de carga y niveles de potencia
La norma GB/T 20234 especifica conectores distintos para carga de CA, CC y carga rápida de CC, cada uno adaptado a diferentes demandas de potencia y entornos de instalación. La siguiente tabla resume los principales tipos de conectores y sus especificaciones de potencia, lo que permite una gama versátil de velocidades de carga:
Tabla de tipos de conectores de carga y niveles de potencia GB/T 20234
Tipo de carga | Tipo de conector |
Voltaje |
Actual | Potencia de salida | Uso principal |
Carga de CA |
Tipo 1 GB/T |
220-240 V |
10-32A |
Hasta 7,7 kW | Carga lenta residencial y pública |
Carga de CC |
Tipo 2 GB/T |
450-750 V |
Hasta 80A |
Hasta 60 kW | Carga pública de alta velocidad |
Carga rápida de CC | Tipo 3 GB/T | 450-1000 V | Hasta 250A | Hasta 250 kW | Carga rápida en autopista |
Nota: La carga de CA se utiliza principalmente en entornos residenciales o estaciones de carga públicas de baja velocidad, mientras que la carga de CC y la carga rápida de CC se utilizan para aplicaciones de alta potencia y proporcionan una carga rápida para distancias de viaje más largas.
2. Comunicación avanzada y monitoreo del SOC
GB/T 20234 incluye pautas rigurosas para los protocolos de comunicación para tiempo real Monitoreo del estado de carga (SOC) y ajustes dinámicos de carga. Mediante señales de piloto de control y protocolos de piloto de proximidad, el estándar GB/T permite que la estación de carga:
- Identificar cuándo un vehículo está conectado y determinar la corriente de carga.
- Monitorea y ajusta el estado de carga (SOC) en tiempo real.
- Detectar fallas o desconectar la energía durante situaciones de emergencia.
GB/T 20234 Comunicación y monitoreo del SOC
Tipo de protocolo | Objetivo | Funciones |
Señal del piloto de control | Establece la conexión y la preparación para la carga. | Detección de vehículos, inicio/parada de carga |
Protocolo piloto de proximidad | Proporciona controles de seguridad adicionales | Detección de fallas, parada de emergencia |
Comunicación SOC | Monitorea el estado de la batería | Seguimiento del SOC en tiempo real, optimización de la carga |
3. Requisitos de seguridad y puesta a tierra
Los protocolos de seguridad son fundamentales para la norma GB/T 20234, en particular para las estaciones de carga rápida de CC de alto voltaje. La norma especifica medidas de conexión a tierra, monitorización del aislamiento y protección térmica para garantizar la protección de los usuarios contra riesgos eléctricos, sobrecalentamiento y posibles daños a los equipos. Esta sección es especialmente importante para los cargadores de alta capacidad, que requieren medidas de protección avanzadas para gestionar niveles significativos de corriente y voltaje.
GB/T 20234 Requisitos de conexión a tierra
Tipo de carga | Medidas de seguridad | Nivel de protección |
Carga de CA | Puesta a tierra básica, comprobaciones de aislamiento | Bajo a moderado |
Carga de CC | Protección contra sobrecorriente, RCD, control térmico | Alto |
Carga rápida de CC | Puesta a tierra, monitorización avanzada del aislamiento | Muy alto |
Nota de datos: Evaluaciones de seguridad recientes muestran que los sistemas de control térmico en cargadores rápidos de CC reducen significativamente los incidentes de sobrecalentamiento hasta en 90% cuando se utilizan junto con los requisitos de conexión a tierra GB/T, lo que indica la eficacia de estas medidas de seguridad.
4. Requisitos de gestión ambiental y térmica
La gestión térmica es un aspecto fundamental de la norma GB/T 20234 debido a la alta potencia de salida de las estaciones de carga rápida de CC, que puede generar un calor considerable. La norma exige mecanismos de refrigeración para cargadores que superen niveles de potencia específicos e incluye requisitos de protección ambiental, como la resistencia a los rayos UV, la protección contra la humedad y la prevención de la entrada de polvo en equipos de exterior.
GB/T 20234 Gestión ambiental y térmica
Factor ambiental | Requisito | Tipos de carga aplicables |
Control de temperatura | Necesario para estaciones de carga de CC de alta potencia | Carga rápida de CC |
Resistencia a los rayos UV | Obligatorio para equipos expuestos al aire libre | Carga rápida de CA, CC y CC |
Protección contra el polvo y la humedad | Carcasas con clasificación IP54 o superior | Todos los tipos de carga al aire libre |
Por qué es esencial el cumplimiento de la norma GB/T 20234 para las estaciones de carga de vehículos eléctricos en China
Cumplir con la norma GB/T 20234 es vital para garantizar que la infraestructura de carga en China sea segura, fiable y compatible con una amplia gama de vehículos eléctricos. El cumplimiento de esta norma también contribuye a reducir los riesgos de seguridad, mejorar la experiencia del usuario y acelerar el crecimiento del sector de los vehículos eléctricos. Para fabricantes, instaladores y operadores, la GB/T 20234 proporciona un marco sólido para la construcción de estaciones que cumplen con los altos estándares de carga de vehículos eléctricos de China, lo que permite:
- Compatibilidad uniforme con todos los vehículos eléctricos del mercado chino, lo que garantiza la facilidad de acceso para los consumidores.
- Mayor seguridad a través de una rigurosa conexión a tierra, aislamiento y control de temperatura.
- Durabilidad en diversos climas, abordando la exposición a los rayos UV, la humedad y la entrada de polvo.
- Rendimiento optimizado con estándares para una comunicación efectiva, monitoreo del SOC y detección de fallas.
Requisitos de CHAdeMO para estaciones de carga de vehículos eléctricos
CHAdeMO tiene requisitos técnicos distintos para conectores, voltaje, niveles de corriente, protocolos de comunicación y características de seguridad, lo que lo convierte en uno de los estándares pioneros en el panorama de la carga rápida.
Requisitos clave de CHAdeMO
1. Especificaciones de voltaje, corriente y potencia
Las especificaciones de CHAdeMO permiten una carga eficiente y de alta velocidad al suministrar corriente continua (CC) directamente a la batería del vehículo. Inicialmente, el estándar admitía un máximo de 50 kW de potencia, pero versiones recientes han ampliado significativamente esta capacidad, satisfaciendo las demandas de los vehículos eléctricos de nueva generación.
Especificaciones de voltaje, corriente y potencia para CHAdeMO
Versión | Rango de voltaje | Actual | Potencia de salida | Aplicaciones |
CHAdeMO 1.0 | 50-500 V CC | Hasta 125A | Hasta 50 kW | Modelos de vehículos eléctricos más antiguos, carga rápida moderada |
CHAdeMO 2.0 | 50-1000 V CC | Hasta 400A | Hasta 400 kW | Vehículos pesados, carga rápida en carretera |
CHAdeMO 3.0 (ChaoJi) | 200-1500 V CC | Hasta 600A | Hasta 900 kW | Carga ultrarrápida, compatible con V2G |
Datos notables: La potencia máxima actual de CHAdeMO de 900 kW (con la nueva versión del conector ChaoJi) lo coloca entre los sistemas de carga más rápidos del mundo, lo que lo hace adecuado para vehículos eléctricos pesados y de alta capacidad, como autobuses y camiones, así como para vehículos eléctricos personales.
2. Diseño y compatibilidad del conector
El conector CHAdeMO es un conector de CC de dos pines con una interfaz ergonómica que garantiza la seguridad del usuario y su facilidad de uso. El conector estándar tiene cinco pines: dos dedicados al suministro de energía y tres para la comunicación y las comprobaciones de seguridad.
La versión más reciente de CHAdeMO, CHAdeMO 3.0 (también llamada ChaoJi), presenta un conector más pequeño y eficiente, compatible con CHAdeMO 2.0, lo que facilita la actualización de las estaciones existentes. El conector ChaoJi también es compatible con CCS, lo que proporciona flexibilidad e integración con otros estándares globales.
3. Protocolos de comunicación
CHAdeMO incorpora un protocolo de comunicación digital de alta fiabilidad que permite la monitorización y el control en tiempo real del proceso de carga. Este protocolo gestiona:
- Monitoreo de batería: Actualizaciones en tiempo real sobre el estado de carga (SOC), la salud de la batería y la temperatura.
- Ajuste dinámico de potencia: Optimiza el suministro de energía en función del SOC del vehículo, reduciendo la velocidad de carga a medida que la batería se acerca a la carga completa.
- Capacidad de vehículo a red (V2G): CHAdeMO fue el primer estándar en incorporar carga bidireccional, permitiendo que la energía fluya desde el vehículo hacia la red, lo que favorece la gestión de la energía y la estabilización de la red.
4. Requisitos de seguridad
La seguridad es fundamental para el estándar CHAdeMO, especialmente a niveles de alta potencia. Sus características principales incluyen:
- Mecanismo de enclavamiento: Evita que la sesión de carga se inicie a menos que el conector esté conectado de forma segura, lo que reduce los riesgos de desconexión accidental.
- Protección contra sobrecorriente y sobretensión: Garantiza que la carga se detenga si se superan los umbrales eléctricos, protegiendo tanto la batería del EV como el cargador.
- Gestión térmica: Implementa el monitoreo en tiempo real de la temperatura para evitar el sobrecalentamiento, particularmente durante sesiones de carga de alta corriente.
5. El papel de CHAdeMO en la tecnología de vehículo a red (V2G)
La capacidad V2G de CHAdeMO lo ha posicionado como líder en carga bidireccional, lo que tiene importantes implicaciones para la gestión energética y la adopción de energías renovables. Esta característica permite a los vehículos:
Devolver la energía a la red durante los picos de demanda, ayudando a estabilizar la disponibilidad de energía.
Apoyar las necesidades energéticas del hogar como fuente de energía de respaldo en casos de cortes de energía.
La carga bidireccional del protocolo CHAdeMO se utiliza en Japón y se está probando en otras regiones como una forma de hacer que la red energética sea más resistente y optimizar el uso de energía renovable.
6. Normas ambientales y de compatibilidad electromagnética
Los cargadores CHAdeMO están diseñados para funcionar en diversas condiciones ambientales, dada la variabilidad climática de Japón. Los requisitos incluyen:
- Protección contra la humedad, el polvo y las fluctuaciones de temperatura: Garantiza un funcionamiento confiable tanto en ambientes exteriores como interiores.
- Cumplimiento de compatibilidad electromagnética (EMC): Reduce la interferencia con otros dispositivos electrónicos, especialmente importante en áreas urbanas densas.
Partes distintivas de los requisitos de IEC 61851, SAE J1772 y GB/T 20234
Las tres normas IEC 61851, SAE J1772 y GB/T 20234 establecen los requisitos de seguridad e instalación para las estaciones de carga de vehículos eléctricos, pero existen algunas diferencias entre ellas. Estas son las diferencias clave:
Comparación de IEC 61851, SAE J1772 y GB/T 20234
Estándar | Región de enfoque | Tipo de conector | Niveles de carga admitidos |
Comunicación | Requisitos únicos |
IEC 61851 | Europa e internacional | IEC Tipo 2, CCS Combo Tipo 2 | Modos 1-4, incluido V2G | Avanzado, incluye ISO 15118 | Compatibilidad global, EMC, diversos modos, V2G |
SAE J1772 | América del norte | J1772 para CA, CCS1 para CC | CA nivel 1, CA nivel 2, CC rápida | Señal piloto básica, protocolos más simples | Conectores estandarizados, alto enfoque en seguridad, 80 A CA Nivel 2 |
GB/T 20234 | Porcelana | Conectores propietarios GB/T | CA, CC, ultrarrápida (hasta 250 kW) | Monitoreo integral del SOC en tiempo real | Alta capacidad de CC, estándares ambientales robustos |
CHAdeMO | Japón, con adopción en la UE y a nivel mundial | CHAdeMO (2.0), ChaoJi (3.0) | Principalmente CC CC rápida y de alta potencia hasta 900 kW | Bus CAN, protocolo digital específico de CHAdeMO | V2G pionero, CC de alta potencia, compatible con versiones anteriores de CCS |
4 tipos de conductos comúnmente utilizados en estaciones de carga de vehículos eléctricos
El sistema de conductos es crucial para proteger el cableado eléctrico en la infraestructura de carga de vehículos eléctricos. Los distintos tipos de conductos ofrecen distintos niveles de protección, flexibilidad y rentabilidad. A continuación, se detallan los tipos de conductos más comunes utilizados en las estaciones de carga de vehículos eléctricos.
Conducto de PVC
Conducto de PVC similar Conducto Schedule 40 y Conducto de PVC Sch 80 Se utilizan ampliamente debido a su precio asequible, facilidad de instalación y resistencia a la humedad y la corrosión. El PVC también suele ser adecuado para instalaciones en exteriores, siempre que esté protegido de la luz solar directa.
Conducto metálico rígido (RMC)
RMC es un conducto de alta resistencia fabricado en acero galvanizado o aluminio, que ofrece una protección robusta contra daños físicos y una excelente resistencia al fuego. Es ideal para estaciones de carga públicas con alto tráfico o zonas donde la seguridad es una prioridad.
Tubos Metálicos Eléctricos (EMT)
El EMT es un conducto ligero de paredes delgadas, fabricado en aluminio o acero. Es fácil de doblar e instalar, lo que lo hace ideal para instalaciones interiores o áreas donde se requiere flexibilidad.
Conducto de polietileno de alta densidad (HDPE)
Conducto de HDPE (polietileno de alta densidad), un tipo de conducto plástico fabricado con polietileno de alta densidad, conocido por su flexibilidad, durabilidad y resistencia a la intemperie. Se utiliza comúnmente para proteger cables eléctricos y de datos, especialmente en aplicaciones subterráneas y exteriores.
4 conductos eléctricos de uso común en estaciones de carga de vehículos eléctricos
Tipo de conducto | Material | Mejor caso de uso | Ventajas | Contras |
PVC (Cédula 40/80) | Plástico | Subterráneo, expuesto con Schedule 80 | Ligero y resistente a la corrosión. | Frágil en frío, tolerancia limitada al calor. |
CMR | Metal | Áreas exteriores expuestas | Alta durabilidad, resistente al fuego, conexión a tierra. | Pesado, costoso y requiere mucha mano de obra. |
Técnico en emergencias médicas | Metal | Lugares interiores o protegidos | Ligero y rentable para uso en interiores. | Uso limitado en exteriores, menos resistente a los impactos. |
HDPE | Plástico | Largos recorridos subterráneos | Flexible, resistente a los impactos y a la corrosión. | No apto para altas temperaturas, resistencia limitada a los rayos UV. |
Si está interesado en el cumplimiento del código NEC para conductos eléctricos, puede leer nuestra publicación anterior, 'Cumplimiento del código NEC para estaciones de carga de vehículos eléctricos.‘
Conductos inteligentes: mejora de la carga de vehículos eléctricos con monitorización en tiempo real
A medida que crece la demanda de infraestructura de carga para vehículos eléctricos, también crece la necesidad de sistemas de conductos más avanzados e inteligentes que vayan más allá de la simple protección de cables. La tecnología de conductos inteligentes se perfila como una innovación prometedora para la monitorización en tiempo real, el análisis de datos y el mantenimiento predictivo, ofreciendo una serie de posibles beneficios:
1. Monitoreo y diagnóstico en tiempo real
Sensores integrados: Los conductos inteligentes pueden incorporar sensores para monitorear condiciones como la temperatura, la humedad y la presión dentro del conducto, ofreciendo datos en tiempo real sobre el entorno que rodea el cableado eléctrico.
Monitoreo Eléctrico: Los sensores pueden detectar fluctuaciones de voltaje, corriente y potencia en el cableado. Cualquier anomalía se puede detectar de inmediato, previniendo posibles fallos del equipo o riesgos de seguridad.
Detección de fugas y humedad: Los sensores de humedad y fugas pueden detectar la entrada de agua en conductos subterráneos o expuestos, lo que permite a los operadores abordar estos problemas antes de que provoquen daños en los cables o interrupciones del servicio.
2. Recopilación y análisis de datos
Agregación de datos: Los conductos inteligentes pueden recopilar continuamente datos sobre las condiciones ambientales, la carga eléctrica y el rendimiento del sistema. Estos datos pueden agregarse y analizarse para identificar tendencias y patrones en el consumo de energía y el estado del sistema.
Análisis predictivo: Con el análisis de datos, los operadores pueden anticipar problemas potenciales al identificar condiciones que históricamente preceden a las fallas, lo que permite reparaciones proactivas y minimiza el tiempo de inactividad.
Optimización del uso: Los datos sobre los patrones de carga y la demanda de energía pueden ayudar a optimizar la distribución de energía y predecir los momentos pico de uso, lo que permite una mejor gestión y eficiencia de los recursos.
3. Mantenimiento predictivo
Predicción de fallos: Al monitorear continuamente datos como picos de temperatura, cargas eléctricas anormales o envejecimiento de los conductos, los conductos inteligentes permiten el mantenimiento predictivo. Esto significa que los problemas pueden abordarse antes de que se agraven, lo que reduce los costos de mantenimiento y mejora la seguridad.
Longevidad de los activos: El mantenimiento predictivo extiende la vida útil de los cables y equipos al prevenir problemas como el sobrecalentamiento, que podría degradar los componentes con el tiempo.
Ahorro de costes: La detección temprana del desgaste permite reparaciones o reemplazos oportunos, lo que reduce la probabilidad de costosas reparaciones de emergencia e interrupciones prolongadas del servicio.
4. Integración con sistemas de gestión de estaciones de carga
Intercambio de datos: Los conductos inteligentes pueden compartir datos históricos y en tiempo real con los sistemas de gestión de estaciones de carga de vehículos eléctricos, lo que proporciona una visión integral del estado y el rendimiento de la estación.
Diagnóstico remoto: La integración permite la monitorización remota, de modo que los operadores de las estaciones puedan solucionar problemas sin tener que desplazarse físicamente a cada ubicación. Esta función remota es especialmente beneficiosa para grandes redes de estaciones de carga.
Alertas automatizadas: Muchos conductos inteligentes pueden activar alertas automáticas para problemas como sobrecorriente, sobrecalentamiento o humedad, lo que permite a los operadores reaccionar rápidamente para minimizar los riesgos.
5. Cumplimiento ambiental y normativo
Seguimiento del consumo de energía: Los conductos inteligentes pueden registrar el consumo de energía, lo que proporciona datos que contribuyen al cumplimiento normativo y a los requisitos de informes. Un seguimiento preciso de la energía contribuye a los objetivos de sostenibilidad y al cumplimiento de las normas de eficiencia energética.
Apoyo para la toma de decisiones basada en datos: Los conocimientos generados por los conductos inteligentes ayudan a los operadores a tomar decisiones informadas sobre la planificación de la capacidad, la expansión de la infraestructura y la programación del mantenimiento.
Conclusión
Las normas internacionales desempeñan un papel crucial en la infraestructura de las estaciones de carga de vehículos eléctricos, con sistemas de conductos diseñados para garantizar un suministro de energía seguro y eficaz. Al comparar las normas IEC 61851, SAE J1772, GB/T 20234 y CHAdeMO, observamos diferentes enfoques en materia de seguridad, materiales de conductos y especificaciones técnicas según las prioridades regionales. Al elegir un conducto para instalaciones de carga de vehículos eléctricos, factores como la exposición ambiental, las propiedades del material del conducto y el cumplimiento de las normas locales son esenciales para una instalación duradera y segura que satisfaga la demanda global de una infraestructura fiable para vehículos eléctricos.
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