Si bien cargar combustible en un automóvil de gasolina es, para la mayoría de nosotros, un proceso sencillo, cargar un automóvil eléctrico se puede hacer de diferentes maneras. Si bien la idea es simple (transferir electricidad a la batería del automóvil), existen diferentes modos de carga. ¿Cómo funcionan y cuál es la diferencia entre ellos?
¿Por qué la evolución?
Dentro de once años, los coches nuevos que se vendan en la UE deberán cumplir con las normas de emisiones cero. A medida que aumentan las ventas, los vehículos eléctricos están preparados para ser los que descarbonicen el parque automovilístico europeo. ¿Por dónde empezamos? ¿Cuáles son las perspectivas para los próximos años? Ahora que se ha fijado la fecha límite, sentimos la importancia de informar más a nuestra audiencia sobre el tema. Así que llegaEvoluciónEn IO, la innovación y la tecnología son nuestro negocio principal, por lo que centraremos esta serie en algunos de los aspectos más discutidos (y a veces controvertidos) de la movilidad eléctrica.
Corriente alterna y corriente continua
La primera distinción que debemos hacer es entre los dos tipos de corriente eléctrica: corriente alterna (CA) y corriente continua (CC). En la CA, el flujo de corriente eléctrica cambia periódicamente de dirección, pasando de positiva a negativa. El cambio se produce rápidamente en intervalos de Hertz (Hz), donde cada Hz equivale a un ciclo positivo y uno negativo. El voltaje estándar en los Países Bajos es de 230 voltios con una frecuencia de 50 Hz, lo que significa que la corriente cambia de dirección 100 veces por segundo. La CA se produce utilizando un alternador, un dispositivo que cuenta con un bucle de cable que gira dentro de un campo magnético. La rotación del cable puede provenir de muchos medios: una turbina de vapor, agua corriente o un molino de viento. La CA se puede transportar fácilmente a largas distancias, por lo que la energía de CA proviene de los enchufes de casa o de la oficina.
En la corriente continua, la electricidad fluye siempre en la misma dirección, la polaridad es constante y el voltaje tampoco cambia. Generamos corriente continua equipando un generador de corriente alterna con un conmutador o utilizando un rectificador para convertir la corriente alterna en corriente continua. Además, las baterías también generan corriente continua a partir de la reacción química interna. Básicamente, todos los dispositivos que funcionan con baterías (como el portátil y el teléfono inteligente) dependen de la corriente continua, y los cargadores se encargan de la conversión.
¿Cargando con CA o con CC?
Los vehículos eléctricos se pueden cargar con corriente alterna (CA) o corriente continua (CC). Ahora ya sabes que la electricidad que sale de los enchufes de tu casa es de corriente alterna (CA), así como de la mayoría de los puntos de carga de tu barrio. Normalmente, encontrarás puntos de carga de CC a lo largo de las carreteras y en puntos estratégicos dentro de las ciudades. Sabiendo en qué se diferencian la CA y la CC, ¿cuál es la diferencia entre cargar con CA o con CC?
La principal diferencia entre la carga de CC y CA es el lugar donde se produce la conversión de electricidad. Cuando se carga en un punto de CC, el proceso de conversión se produce dentro de la estación de carga, lo que permite que la CC fluya directamente a la batería. Este proceso ahorra tiempo porque el punto de carga es más eficiente que el convertidor integrado en el coche. Por el contrario, cuando se utiliza CA, es el coche el que realiza la conversión (a través de su cargador integrado) y luego envía la CC a la batería.
Como el convertidor del vehículo no se utiliza en la carga de CC, puede suministrar más potencia. Los puntos de carga de CA suministran hasta 23 kWh, mientras que los de CC más de 50 kWh. Esto da como resultado estaciones que pueden proporcionar hasta 400 kW de potencia (cada vehículo eléctrico tiene una potencia máxima de carga diferente), lo que permite una recarga más rápida. Por ello, los puntos de carga de CC se conocen como puntos de carga rápida, mientras que la carga con CA lleva más tiempo.
Entendiendo la curva de carga
La carga con corriente continua puede ser hasta diez veces más rápida que con corriente alterna. La curva de carga es otro aspecto importante que hay que entender al comparar los dos modos de carga. Esta curva representa la variación de velocidad con la que se carga un vehículo eléctrico durante una sesión de carga.
La carga con corriente alterna parece una línea plana, dado el pequeño tamaño del cargador de a bordo del vehículo, que puede manejar una cantidad limitada de energía. La carga con corriente continua crea una curva de carga que se degrada, ya que la batería del vehículo eléctrico acepta un flujo de energía más rápido cuando hay un estado de carga (SOC) más bajo y luego requiere gradualmente menos energía a medida que alcanza la capacidad máxima. Esto también explica por qué vemos más puntos de carga rápida a lo largo de las carreteras, ya que entregan energía en menos tiempo, lo que suma energía rápida para completar su viaje.
Tener la posibilidad de cargar el coche en casa es un cambio radical a la hora de tener un vehículo eléctrico. Es más asequible y más cómodo. ¿Cómo se hace? Técnicamente, puedes cargar el coche desde uno de los enchufes de tu casa, también llamado carga lenta y conocida como carga en modo 1. Por muy sencilla que parezca, esta solución es la forma más lenta de cargar el coche, con una velocidad de carga máxima de 3 kW, lo que significa que se necesitaría casi un día para cargar una batería media de 64 kWh. Además, los enchufes de tu casa no están diseñados para soportar una carga alta continua, por lo que cargar de esta forma puede resultar bastante inseguro.
Por ello, muchos propietarios de vehículos eléctricos instalan un wallbox en casa. Un wallbox es una estación de carga de CA que suministra electricidad a un ritmo más rápido que los enchufes: algunos wallbox pueden proporcionar hasta 22 kWh, al igual que algunas estaciones de carga de CA públicas. Además, tener un wallbox también permite un mayor control sobre la carga, decidiendo durante cuánto tiempo cargar, por ejemplo, o cargar cuando la electricidad es más barata. Los wallboxes, o carga en modo dos, deben ser instalados por un técnico y también se pueden encontrar en el aparcamiento de su oficina. Su precio varía en función de la potencia de salida que proporcionen y de sus características, pero algunos de ellos ya cuestan 100 €.
¿Carga eléctrica tan rápida como repostar? ¡Sí, es posible!
InMotion está trabajando en un coche de carreras eléctrico con el tiempo de carga más rápido del mundo. El equipo de estudiantes de la Universidad Tecnológica de Eindhoven (TU/e) cuenta con un taller completo con oficina en el Campus Automotriz de Helmond.
Costos
La carga en casa es especialmente más barata para los hogares con paneles solares, pero generalmente es más asequible que la carga en un punto de carga público de CC o CA. En casa, pagas un coste por kilovatio en función de tu contrato de electricidad: alrededor de 0,25 € a 0,30 € por kWh en los Países Bajos. Estos costes aumentan fácilmente cuando cargas el coche fuera de casa.
Según un análisis realizado en el mercado holandés por Tap Electric, un cargador de corriente alterna cuesta una media de 0,44 € por kWh. Un kWh en un punto de carga rápida cuesta, de media, 0,72 €. El estudio también reveló que la carga en el hogar con un contrato variable cuesta una media de 0,19 € por kWh. Una carga única es más cara, por lo que las empresas de carga de vehículos eléctricos también venden tarjetas de carga, que ofrecen un paquete de kWh a un precio más bajo.
Haciendo algunos cálculos con las cifras presentadas, podemos calcular fácilmente los diferentes costes de carga, simulando la carga completa de una batería de 64 kWh.
Carga en casa con un wallbox con un coste de electricidad de 0,19 € por kWh: 0,19 € x 64 kWh = 12,16 €
Recarga en un punto de carga público de CA, suponiendo un coste medio de 0,44 € por kWh: 0,44 € x 64 kWh = 28,16 €
Recarga en un punto de carga público de CC, suponiendo un coste medio de 0,72 € por kWh: 0,72 € x 64 kWh = 46,08 €
La red de carga
La red de recarga holandesa es la más densa de la Unión Europea, con 699 puntos de recarga por cada 100.000 habitantes, según ChargeUP Europe 2023 IndustryInformeLos puntos de carga de CA representan la mayoría de las estaciones de carga, con una presencia más extendida en pueblos y ciudades.
Una visualización de datos de Flourish
En el próximo episodio, terminaremos con la carga de vehículos eléctricos y también con la evolución. Analizaremos las perspectivas y las posibilidades de los vehículos eléctricos en Europa y qué podemos esperar en los próximos años.
