Conectores de corriente para cargar el coche eléctrico

Según lo mencionado anteriormente, los coches eléctricos, que no híbridos, carecen de una boca de llenado de combustible al uso. Entonces ¿cómo los repostamos?

Lo primero que debemos hacer es definir la unidad de medida y su equivalencia con la que estamos acostumbrados a usar para el combustible (gasolina o diésel).

Eléctricos para Dummies:

1. El mañana empieza hoy
2. Anatomía del coche eléctrico
3. Conectores de corriente para cargar el coche
4. Baterías: ¿cómo son?
5. El motor del coche eléctrico
6. Eléctricos en invierno: saca partido a tu batería
7. Cargadores wallbox: qué son, cómo funcionan y cuánto cuestan

MEDIDAS ELÉCTRICAS EN UN COCHE

Todo buen usuario del automóvil eléctrico ha de familiarizarse con tres términos elementales antes siquiera de acercarse a un cargador, ya que de ellos depende nuestra compresión sobre el gasto de 'combustible'. Estos son:

Kilovatio (Kw): Es una unidad de potencia de potencia equivalente a 1000 vatios. En el caso de un coche eléctrico, es la que nos va a indicar el caudal con el que pasa la energía a través de un cable. Imaginémonos que estamos en casa y tenemos contratada una potencia de 4 Kw Si encendiésemos una gran cantidad de aparatos eléctricos a la vez, habría un momento en el que saltarían los plomos. La razón: Hemos sobrepasado la capacidad de caudal de electricidad contratado.

Kilovatio hora (Kw/h): Es posiblemente la analogía más cercana al coche actual que tenemos. Se trata de la capacidad del depósito de combustible o, en nuestro caso, de la capacidad que tiene el contenedor de energía para almacenarla. Aunque no es exactamente equivalente podríamos decir que un Kw corresponde a un litro de gasolina. Actualmente el rango de capacidad puede llegar a los 100 Kw/h.

Kilovatio hora cada 100 km (Kw h/100 km): El otro ejemplo cercano a nuestros coches de combustión interna es éste; ya que corresponde a la cantidad de energía que gasta un coche en una distancia concreta, en este caso a los 100 km. Por tanto podríamos hacer un paralelismo entre los coches eléctricos y los de gasolina. Si por ejemplo decimos que nuestro Honda Accord gasolina gasta 8 litros a los 100 km y hablamos de que un Tesla Model 3, puede rondar un consumo de 20 Kw hora cada 100 km; podemos hacernos una idea del consumo real. Por supuesto, ambas mecánicas no son comparables ni lo pretendemos, solo queremos aproximarnos en el concepto.

SEGURIDAD ANTES DE EMPEZAR A CARGAR

Una vez asimilados estos tres conceptos básicos es hora de 'cargar la pila' de nuestro coche. Sin embargo esto no es como poner a cargar el coche teledirigido que tenemos en casa. Para poder llevar a cabo esta operación los diferentes fabricantes y normativas reguladoras de los diferentes países han diseñado un protocolo estándar por el cual 'enchufar nuestro coche' no es como conectar una cafetera.
Este procedimiento, en el cual el humano no interviene más allá de para conectar el enchufe, es básicamente la comunicación entre el coche y el dispositivo de carga, ya sea un punto rápido o un cargador de pared. Éste impide que una carga empiece o finalice antes de que ambos 'objetos' implicados den el OK. La razón: Seguridad. Hemos de tener en cuenta que la potencia e intensidad eléctrica necesaria para cargar nuestro coche hace que si, desenchufásemos el conector, como si fuese el secador del pelo, y hubiese un problema eléctrico, podríamos morir por electrocución.

MODOS DE CARGA Y USO DE LOS DIFERENTES ENCHUFES

Actualmente existen cuatro modos para cargar la energía en una batería y os las explicamos a continuación.

MODO DE CARGA 1

Se emplea con el denominado conector Schuko, un estándar europeo para la conexión de aparatos eléctricos en baja tensión con corrientes monofásicas y que es el que todos tenemos en casa. Se compone de una fase, un neutro y una toma de tierra. Aunque está diseñado para poder soportar picos de hasta 16 amperios, lo cierto es que su uso recomendado es 13 amperios de intensidad y una potencia no superior a 2,3 Kw Su uso está restringido a patinetes, bicicletas eléctricas y poco más.

MODO DE CARGA 2 (OCASIONAL)

Para este procedimiento empleamos el cargador portátil que todos los fabricantes nos dan al comprar el coche. Por un lado encontramos una conexión Schuko y por el otro, alguna de las diferentes variantes de tomas para carga monofásica o trifásica estandarizadas, y que veremos a continuación. Se denomina ocasional o de emergencia porque está pensada para utilizarse en casa de algún amigo o familiar siempre que no tengamos un cargador de pared o uno de carga rápida.

Imaginémonos que vamos a un pueblo perdido de Huesca a pasar las navidades, a casa de nuestra abuela, y no tenemos un cargador a 50 km a la redonda. Entonces sacaríamos este dispositivo y lo conectaríamos, por ejemplo, al enchufe del garaje. El problema es que los tiempos de carga son muy lentos debido a la limitación interna del dispositivo, a la propia instalación domestica y a la potencia contratada. Ello puede hacer que para cargar la batería de un Hyundai Kona de 62 Kw h, necesitemos más de un día. Para solventar este problema está el punto tres.

MODO DE CARGA 3

Es el más utilizado en el día a día por los usuarios del coche eléctrico y es el que se realiza, generalmente en casa o en el trabajo, a través de los wallbox o cargadores de pared, mediante un conector que puede ser trifásico.

Una manguera actual, unida a su conector, es capaz de cargar a una velocidad de hasta 44 Kw h, sin embargo, esta cifra está limitada por los cargadores embarcados de los coches. Éste es el que convierte la corriente alterna en corriente continua y regula la entrada de energía a la batería de nuestro automóvil. La razón de no hacerlos más grandes corresponde a tres valores esenciales: peso, coste y espacio; aunque algunas marcas como Peugeot dan a elegir a sus compradores la posibilidad de instalar uno u otro más potente. En este caso la variante de 11 Kw, permite reducir el tiempo de carga en un 30% frente a los 7,4 Kw que trae de serie.

Yazaki, JSAE o conector tipo 1 (SAE J1772)

Originario de Japón, es el empleado en Asia y también en América. Dispone de los mismos contactos que una clavija Schuko y adicionalmente dos contactos destinados para que el cargador externo y el coche se comuniquen así como un bloqueo que impide la desconexión durante la recarga, , términos que definiremos más adelante como PP y CP.

Actualmente sólo algunos modelos japoneses lo incorporan ya que se prevé una estandarización hacia el Mennekes, de manera paulatina. A día de hoy podemos encontrarlo, por ejemplo, en un Mitsubishi Outlander o una Nissan ENV200. La máxima intensidad a la que puede operar es de 32 A en baja tensión monofásica, lo que redunda en una potencia máxima de recarga de 7,4 Kw.

Mennekes o conector de tipo 2 (IEC 62196-2)
Es el conector homologado como estándar europeo actualmente. Su nombre de lo debe a la primera empresa que fabricó este tipo de conectores. Con él se pueden realizar cargas monofásicas hasta 16 A y trifásicas de 400V y 63 A, lo que permite funcionar con un rango de potencia de entre 3,7 Kw y 44 Kw La lista de coches es larga pero por mencionar algunos tenemos el Audi e-Tron, el Mercedes EQC, toda la gama Tesla, los urbanos del grupo PSA, el Mini SE o los Volkswagen IE.D.

Dentro de un conector trifásico como este encontramos una serie de pines, de los cuales os haremos una breve descripción a continuación:

L1, L2 y L3: Son cada uno de los tres cables de la toma trifásica que nos permiten triplicar la potencia con la misma intensidad.

N: Es el neutro. Cierra el circuito y permite el retorno de la electricidad.

Tierra: Es el utilizado para que, en caso de fallo, la corriente salga hacia el suelo y no hacia el coche, pudiendo provocar una electrocución. Es por ello que los operarios han de operar con guantes específicos en labores de mantenimiento.

PP: Es el conocido como piloto. Es el punto a través del cual el coche y el punto de carga se comunican. La información que comparten es:

• El coche le dice que está y que está conectado
• Ambos indican el bloqueo del conector para que no se pueda extraer de forma accidental
• Ambos indican la potencia esperada de carga

CP: Es el último sistema de seguridad de todo el mecanismo de carga. Cuenta con un conector más corto que el resto que hace que cuando se separa del punto de carga, automáticamente este proceso se detenga. En caso contrario podría producirse un arco de tensión y posterior 'chispazo' con graves consecuencias para el ser humano.

A continuación adjuntamos un pequeño esquema para que lo podáis ver mejor.

Scame o conector tipo 3
Existe una última variante en desuso que apareció 2010, cuando no existía una normativa estandariza de conectividad para la recarga de vehículos eléctricos. Fue desarrollada por la asociación EV Plug Alliance que incluía a empresas como Schneider Electric, Scame y Legrand.

MODO DE CARGA 4

Los últimos dispositivos de carga se encuentran en esta categoría y representan la carga rápida de los coches eléctricos. Tesla, Ioniti o Ibil, entre otros, disponen de una serie de 'estaciones de servicio' que buscan recargar nuestro coche de la manera más rápida posible. Para ello se emplea corriente continua y dos tipos de conectores diferentes que te contamos a continuación.

CHAdeMO
Desarrollado por las empresas TEPCO (Tokyo Electric Power Company), Mitsubishi, Nissan, Toyota y Subaru, permite realizar cargas rápidas, pudiendo soportar una potencia máxima de 50 Kw con una intensidad de 125 amperios. La gran mayoría de los coches japoneses dispone de este tipo de conectores.

CCS combinado o conector Combo 2 (IEC-62196-3)
En Europa se ha optado por combinar el tipo Mennekes con otro de corriente continua con dos contactos. Ello nos permite cargar el vehículo en modos 2, 3 y 4 a través de una sola toma, lo que resulta clave en el éxito de este conector.  La potencia máxima en corriente alterna es de 44 Kw (63A en trifásica a 400V) y de hasta 100 Kw en corriente continua, aunque actualmente, salvo los supercargadores de Tesla, sólo se realizan hasta 50kW.

Sin embargo, en los próximos meses toda esta tendencia va a cambiar. Por un lado, Tesla ya ha puesto en marcha su nueva red de supercargadores V3 que trabajan a 250 kW y que permiten incrementar la autonomía de nuestro coche en 120 km en tan solo cinco minutos. En España se ha abierto un primer punto de este tipo en Benavente (Zamora), junto a la estación de servicio de Cepsa, a la altura del km 162 de la A-6, en sentido Galicia; concretamente en la esquina de la Calle Sanabria y la Avenida Federico Silva.

Por otro lado empresas como Iberdrola, Endesa o Ionity, en colaboración con Porsche, están desarrollando e implantando nuevas estaciones de servicio que permitirán realizar cargas rápidas de hasta 350 kW, una auténtica revolución, ya que uno de los mayores problemas que encontramos a día de hoy para desplazarnos por la península es el tiempo de carga requerido.

Igualmente, la posibilidad de cargar más rápido también va a depender del desarrollo de nuevas baterías capaces de trabajar con otras tensiones y potencias, tal y como demuestra el novísimo Porsche Taycan que utiliza un sistema pionero de 800V que le permite alcanzar una carga de 270 kW.