GUÍA DE RECARGA RÁPIDA DE VEHÍCULOS ELÉCTRICOS
- Introducción
- Capítulo 1: ¿Qué es la recarga rápida de vehículos eléctricos?
- Capítulo 2: ¿En qué se diferencian los cargadores rápidos para vehículos eléctricos?
- Capítulo 3: Costes
- Capítulo 4: ¿Cómo funcionan los cargadores rápidos para vehículos eléctricos?
- Capítulo 5: ¿Cómo elegir el lugar idóneo?
- Capítulo 6: Ventajas de las estaciones de recarga rápida
- Capítulo 7: Contras de las estaciones de recarga rápida
- Capítulo 8: La estructura de un cargador rápido de CC
- Capítulo 9: AFIR y otra legislación que afecta a la recarga rápida de vehículos eléctricos
- Chapter 10: What does the future hold?
Introducción
Las posibilidades de recarga rápida de los vehículos eléctricos (VE) deben convertirse en una norma si queremos que los VE den por fin el salto a nuestra vida cotidiana.
Las estaciones de carga rápida, también conocidas como estaciones de carga rápida o de CC, cargan las baterías de los VE en el menor tiempo posible, haciendo que la experiencia de carga sea casi tan cómoda como repostar en una gasolinera.
Este tipo de recarga será el factor decisivo para muchos consumidores a la hora de cambiar de un vehículo de combustión interna a uno eléctrico.
La instalación de una estación de carga rápida tiene sentido en lugares donde la gente hace una breve pausa y quiere que sus coches se carguen lo antes posible. Hablamos de tiendas, aeropuertos, gasolineras, pero también de aparcamientos públicos y privados, destinos turísticos y mucho más.
Pero las estaciones de carga rápida no sólo son un requisito básico para la difusión de la e-movilidad, sino que también desempeñan un papel importante en otros sectores:
- El sector de los vehículos pesados: Las estaciones de carga rápida son absolutamente necesarias en los sectores de la logística, la construcción, el transporte de larga distancia y el transporte público, por mencionar algunos. Los vehículos comerciales pesados, como camiones o autobuses eléctricos, y sus grandes baterías dependen de las posibilidades de carga rápida.
- Flotas: Las empresas que gestionan grandes flotas de vehículos, desde empresas de car sharing y alquiler de coches hasta compañías de taxis, confían en la carga rápida para tener sus vehículos cargados y listos para funcionar tras una breve pausa de carga.
¿Qué es la recarga rápida de vehículos eléctricos?
Para empezar, establezcamos un poco de teoría básica. Cuando la electricidad sale del cargador, lo hace en formato de corriente alterna (CA). Para que le sirva de algo al VE, tiene que estar en formato de corriente continua (CC).
Una estación de carga estándar (de hasta 22 kW) suministra al VE electricidad en CA, que un cargador a bordo convierte en CC dentro del vehículo.
Lo que hace una estación de carga rápida (a partir de 22 kW) es saltarse este paso, ya que suministra al vehículo eléctrico corriente continua desde el principio. Esto permite una mayor eficiencia y unos tiempos de carga más rápidos, ya que la conversión tiene lugar dentro de la propia estación de carga.
Como resultado, los vehículos eléctricos pueden cargar 100 kilómetros de autonomía en sólo unos minutos en los cargadores rápidos.
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¿En qué se diferencian los cargadores rápidos para vehículos eléctricos?
Hoy en día, el mercado ofrece una amplia selección de diferentes estaciones de carga rápida. Algunos ejemplos de fabricantes de cargadores de CC conocidos son Alpitronic, Kempower, Siemens, ABB, Schneider Electric, Tritium, Delta Electronics. Y la lista podría continuar.
Las estaciones de carga rápida varían en cuanto a la potencia de carga disponible, el tipo de enchufe y su estructura.
Potencia de carga
El término "carga rápida" engloba todas las cargas de corriente continua a partir de 22 kW. Dentro de ese espectro, podemos encontrar la carga ultrarrápida (a veces llamada carga de alta potencia (HPC) o carga rápida). Abarca todas las cargas de 150 kW a 600 kW.
Las estaciones de carga rápida están disponibles a partir de una potencia de 50 kW. La mayoría de los modelos ofrecen una potencia de carga en intervalos de 100 kilovatios, es decir, 100 kW, 200 kW, 300 kW y 400 kW.
Actualmente también se comercializan cargadores ultrarrápidos con potencias de carga superiores, de hasta 600 kW. Y para no quedarse ahí, también se han presentado oficialmente (ENG) los primeros prototipos de carga por megavatios (MCS, Megawatt Charging System) desarrollados específicamente para cargar vehículos eléctricos pesados.
Tipo de enchufe
La mayoría de las estaciones de carga rápida (excluyendo el Supercharger de Tesla) tienen al menos dos conexiones, ya sea enchufe CSS (estándar europeo), conectores CHAdeMO (estándar japonés) o una combinación de ambos. Normalmente, varios vehículos pueden cargar en una estación de carga rápida al mismo tiempo.
Con los enchufes CSS, la batería de un vehículo puede recibir hasta 350 kW. Las corrientes a partir de 500 A requieren un cable refrigerado por líquido.
CHAdeMO es la tecnología de carga preferida por los fabricantes de coches asiáticos. Un enchufe CHAdeMO está pensado para una potencia de carga de 50 kW. También son posibles potencias superiores de 100 kW y 200 kW.
A menudo, las estaciones de carga rápida de CC también tienen un punto de carga de CA opcional con 22 kW.
Estructura
Dependiendo del modelo y del fabricante, las estaciones de carga rápida pueden tener diferencias fundamentales en la forma en que está construida su estructura.
Mientras que la mayoría de las estaciones de carga rápida se construyen de forma independiente, algunos modelos también se pueden montar en las paredes, como el Alpitronic Hypercharger HYC 50.
Sistemas como el Kempower Satellite permiten construir el puerto de carga separado de la electrónica de potencia. Esto tiene más sentido si hay poco espacio disponible en el lugar.
Las estaciones de carga rápida de Alpitronic y Kempower tienen un diseño modular y pueden ampliarse posteriormente. Los Hyperchargers de Alpitronic se pueden reequipar en cualquier momento con "powerstacks" adicionales de 100 kW cada uno. Esto es eficiente y, al mismo tiempo, hace que el hardware esté preparado para el futuro.
La longitud y la gestión de los cables también revisten especial importancia. Las áreas específicas de aplicación, como la carga de camiones y autobuses, a menudo hacen necesaria una gestión adicional de los cables.
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Costes
Es difícil dar una respuesta general a esta pregunta, ya que el precio puede variar mucho en función de muchos factores: fabricante, modelo, prestaciones y especificaciones técnicas deseadas, equipamiento y diseño.
Las diferencias de equipamiento surgen, por ejemplo, de las múltiples opciones de conexión. Se puede elegir entre CCS y CHAdeMO o una combinación de ambos. También se puede optar por una conexión adicional de CA. Las importantes diferencias de precio también dependen de la longitud del cable, el rendimiento y el montaje. Las corrientes a partir de 500 A requieren cables refrigerados por líquido.
También es esencial una gestión adicional de los cables para cargar camiones y autobuses eléctricos, lo que puede aumentar el precio. Otros extras, como terminales de pago, pantallas o marcas, también pueden incrementar los precios.
💡 Debes calcular aproximadamente 200 EUR por kW de potencia de carga para las estaciones de carga de CC. |
Tienes curiosidad por saber cuánto tardan en ser rentables las estaciones de recarga rápida? La calculadora de ROI de Virta proporciona una previsión inicial:
¿Cómo funcionan los cargadores rápidos para vehículos eléctricos?
Una estación de carga de CC y el vehículo conectado están en comunicación constante. La estación de carga optimiza la carga en todo momento y ajusta la potencia de carga si es necesario. Si hay varios vehículos conectados simultáneamente a una estación de carga de CC, la estación de carga distribuye lapotencia disponible entre todos los vehículos conectados.
En función del modelo de vehículo, pueden establecerse prioridades o reglas, como el principio de "el primero que llega es el primero que se sirve". La electrónica de potencia de la estación de carga garantiza que nunca suministra al vehículo eléctrico una velocidad de carga superior a la que puede soportar.
Ejemplo: Un VW ID.3 con una batería de 77 kWh puede tener una capacidad de carga máxima de 125 kW. Un hipercargador Alpitronic de 300 kW le suministra automáticamente un máximo de 125 kW. |
Al principio del proceso de carga, la potencia de carga puede ser mayor hasta que la batería se caliente, y entonces disminuye continuamente para evitar sobrecargas o sobrecalentamientos. Hacia el final, cuando el nivel de carga ronda el 80%, la potencia de carga se reduce significativamente al mínimo. Esto protege la batería y maximiza su vida útil.
Debido a los mayores requisitos de potencia, la estructura de la estación es mucho más compleja, lo que repercute directamente en sus dimensiones.
💡 En invierno, los tiempos de carga son significativamente más largos debido a las temperaturas ambiente más bajas y a una batería correspondientemente más fría.
Cómo elegir la ubicación ideal
Las estaciones de recarga de corriente continua deben ser accesibles a todos los vehículos y disponer de espacio suficiente para el estacionamiento, permitiendo idealmente la recarga las 24 horas del día.
- Alta densidad de tráfico: Perfectas cerca de carreteras y autopistas frecuentadas.
- Proximidad a áreas metropolitanas: A menudo, hay una alta concentración de VE y pocas oportunidades para la recarga privada.
- Distancia a otras estaciones de carga de CC: No debería haber una gran concentración de cargadores de CC en los alrededores, pero tampoco una distancia demasiado significativa entre ellos.
- Seguridad futura: Asegúrate de que tu elección de lo- cación seguirá siendo atractiva el año que viene
- Conexión eléctrica existente: Una capacidad eléctrica suficiente en su ubicación le ahorrará esfuerzos y costes adicionales.
Ventajas de las estaciones de recarga rápida
Las estaciones de carga rápida ofrecen numerosas ventajas. Mientras que la carga de CA tarda varias horas y, por tanto, sólo permite unas pocas sesiones de carga al día, las estaciones de carga rápida son capaces de cargar completamente las baterías de los vehículos en 30 minutos gracias a su alta capacidad de carga.
Esto permite un mayor volumen de negocio y garantiza una amortización significativamente más rápida. Las ventajas de las estaciones de carga rápida de un vistazo:
- Tiempos de carga cortos
- Mayor capacidad de carga
- Diseño modular
- Amortización más rápida
Contras de las estaciones de recarga rápida
También requieren instalaciones eléctricas adicionales in situ. Las desventajas de las estaciones de recarga rápida de un vistazo:
- Caro de adquirir
- Necesidad de conexión a la red
- No todos los coches eléctricos admiten grandes capacidades de carga
La estructura de un cargador rápido de CC
1. Unidad de control:
El cerebro de la estación de carga CC, que se encarga de la supervisión y el control de todo el proceso de carga.
2. Electrónica de potencia:
La electrónica de potencia regula y controla el flujo de electricidad desde la estación de carga de CC hasta el vehículo eléctrico y garantiza una carga eficiente.
3. Interfaces de comunicación:
Estas interfaces permiten al vehículo eléctrico comunicarse con la estación de carga. Se intercambia información como el estado de carga, la potencia de carga actual e información de facturación.
4. Mecanismos de protección y seguridad:
Varios mecanismos y dispositivos de protección y seguridad garantizan un funcionamiento seguro: protección contra sobrecorriente, sobretensión y sobrecalentamiento y un dispositivo de corriente residual (RCD).
5. 5. Rectificador:
Es el elemento central de la estación de carga de corriente continua que convierte la corriente alterna (CA) de la red eléctrica en corriente continua (CC).
6. 6. Sistema de refrigeración:
Debido a la gran potencia que circula durante la carga rápida, los componentes electrónicos de la estación de carga CC generan calor. Un sistema de refrigeración mantiene las temperaturas a un nivel aceptable.
7. 7. Gestión de cables:
La longitud de los cables y las áreas especiales de aplicación, como la carga de camiones y autobuses eléctricos, a menudo hacen necesaria la gestión de cables. Esto también está disponible para las estaciones de carga de CC estándar.
8. Pantalla y panel de control:
Un panel de control con pantalla proporciona información sobre el estado de carga actual, la potencia de carga y el tiempo de carga restante. Los conductores de VE pueden iniciar y detener la carga y ajustar otros parámetros.
9. 9. Cable de carga:
Las estaciones de carga de CC tienen al menos dos conectores: Enchufes CSS (estándar europeo), enchufes CHAdeMO (estándar japonés) o una combinación de ambos.
10. Carcasa exterior:
Protege la tecnología de las influencias externas, asume una función crucial de protección contra incendios y puede suministrarse con una lámina y una marca personalizadas.
AFIR y otra legislación que afecta a la recarga rápida de vehículos eléctricos
El Reglamento de Infraestructuras de Combustibles Alternativos o AFIR para abreviar, entrará en vigor el 14 de abril de 2024.
Este reglamento afecta a las estaciones públicas de recarga rápida y garantiza que la infraestructura de recarga cumpla las mismas normas técnicas y de diseño. El resultado es una experiencia de consumo unificada y promueve la descarbonización del transporte en la Unión Europea.
En concreto, la AFIR obliga a que las nuevas estaciones públicas de recarga rápida dispongan de una opción de pago con tarjeta a partir del 14 de abril de 2024.
A partir del 1 de enero de 2027, también existirá la obligación de reequipar las estaciones de recarga rápida existentes de 50 kW o más con una solución de pago con tarjeta. Aquí (ENG) hemos resumido toda la información sobre la AFIR.
Para evitar una costosa adaptación, las estaciones de recarga rápida ya deberían estar equipadas con un terminal de pago en ese momento.
Como alternativa, el Terminal de Pago Virta ofrece una buena opción para reequipar las estaciones de recarga rápida con un terminal para pagos con tarjeta.
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¿Qué nos depara el futuro?
Los fabricantes de estaciones de carga rápida intentan constantemente impulsar el progreso tecnológico. Además, cada vez hay más modelos de coches que pueden cargarse rápidamente y admiten mayores capacidades de carga.
Además, el aumento de vehículos eléctricos de batería en el sector del transporte pesado y sus baterías de mayor tamaño hacen necesarias mayores capacidades de carga.
Las primeras estaciones de carga rápida con capacidades de carga de hasta 600 kW ya están listas para el mercado y en los próximos años se lanzarán prototipos para la carga por megavatios (MCS, Megawatt Charging System).
Pero el desarrollo no se limita a la potencia de carga. Esperamos avances en eficiencia energética y reducción de costes.
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