Análisis técnico: vehículos eléctricos

La situación actual de cambio climático está animando a gobiernos de todo el mundo y a empresas del sector a dejar atrás los motores de combustión para buscar formas de propulsión alternativas.

Es cierto que, aunque las ventas de vehículos eléctricos en comparación con los automóviles de combustión sean muy bajas, poco a poco los fabricantes se animan a desarrollar y fabricar coches más sostenibles.

En este artículo se analiza de manera detallada todos los aspectos de un vehículo eléctrico con el fin de aportar una idea clara de los modos de carga, conexiones y conectores.

Tipos de coches eléctricos

• Vehículo Eléctrico de Batería (BEV, en inglés: Battery Electric Vehicle): cualquier vehículo impulsado por un motor eléctrico que extrae corriente de una batería o acumulador recargable. Carece de motor de combustión y tanque de gasolina.
• Vehículo Híbrido Eléctrico (HEV, en inglés: Hybrid Electric Vehicles): son los vehículos de fuente de potencia alternativa al petróleo más comunes. Funcionan mediante una combinación de motor de combustión (ICE, en inglés) y un motor eléctrico.
• Vehículo Eléctrico de Autonomía Extendida (REEV, en inglés: Range Extender Electric Vehicle): con las mismas características que los HEV, los REEV cuentan con un motor de combustión que hace de generador y entra en funcionamiento sin que el propio conductor lo determine.

Modos de carga

• Carga en modo 1 (corriente alterna): en el lado de la pared está el enchufe convencional y por el lado del vehículo existe un conector específico. Este modo es ideal para recargar pequeños vehículos eléctricos (bicicletas, ciclomotores o cuadriciclos) en garajes privados, pero no para coches eléctricos debido a que la instalación se puede sobrecargar debido a su larga duración de carga y su poca protección.
• Carga en modo 2 (corriente alterna): en el lado de la pared está el conector tipo Schuko y en el lado del coche hay un conector específico. El modo 2 no es más que el modo 1 pero integrando en el cable un sistema de protección, por lo que su ámbito de aplicación es el mismo.
• Carga en modo 3 (corriente alterna): tanto por el lado de la pared como por el lado del coche, los conectores son específicos. Este método es idóneo para entornos industriales y aparcamientos de flotas comerciales. Además, debido a su tecnología, permite una recarga inteligente y favorece el surgimiento de la Smart Grid (Red eléctrica Inteligente), lo cual hace que la UE quiera promocionarlo y estandarizarlo.
• Carga en modo 4 (corriente continua): tanto por el lado de la pared como por el del vehículo, el cable presenta unos conectores específicos. Cabe destacar que el conector está al lado de la infraestructura integrado en la estación. Debido a que la conversión se realiza fuera del vehículo, presenta las ventajas de que se ahorran problemas como la pérdida de energía y el calentamiento. Sin embargo, debido a sus características, este tipo de instalaciones tienen un gran tamaño y un elevado coste.

Tipos de conexiones cargador-coche

• Conexión caso A: conexión de un vehículo eléctrico a la red de suministro de corriente alterna mediante un cable de alimentación y una clavija permanentemente unidas al vehículo eléctrico. El cable puede estar conectado a una toma de corriente doméstica o industrial (Modo 1 o 2), o a una estación de carga específica tipo SAVE (Modo 3).
• Conexión caso B: conexión de un vehículo eléctrico a la red de suministro de corriente alterna utilizando un cable de carga desmontable con un conector del vehículo y un equipo de alimentación en corriente alterna. El cable puede estar conectado a una toma de corriente doméstica o industrial (Modo 1 o 2), o a una estación de carga específica tipo SAVE (Modo 3).
• Conexión caso C: conexión de un vehículo eléctrico a la red de suministro de corriente alterna utilizando un cable de alimentación y un conector del vehículo permanentemente unidos al equipo de alimentación. Es el único permitido para el modo 4 de carga.

Tipos de conectores más conocidos

• Schuko: es el conector utilizado por todos los aparatos eléctricos habituales en los domicilios europeos salvo en algunos países, como Reino Unido. Utilizado en los modos 1 y 2 en el lado de la pared.

Schuko

• Tipo 1 o SAE J1772: es el más utilizado en vehículos eléctricos, debido a que es el estándar americano desde 2010. Tiene las mismas características de un enchufe monofásico normal y además dos pines extra para comunicarse con el coche y detectar proximidad.

SAE J1772

• Tipo 2 o Mennekes: establecido por la ACEA (Asociación Europea de Construcciones) como estándar europeo, lo que ha dado lugar a una gran expansión a pesar de su elevado coste. Es compatible con todos los modos de carga, aunque el modo 3 es el favorito de la UE.

Mennekes

• Tipo 3 o SCAME: utilizado en la Fórmula E, permite una carga semi-rápida en corriente alterna. Aunque no está muy extendido, la ACE recomienda situarlo en los postes de recarga junto al Mennekes.

SCAME

• CHAdeMO: es el estándar de los fabricantes japoneses (Mitsubishi, Nissan, Toyota y Subaru). Está pensado específicamente para recarga rápida en corriente continua.

CHAdeMO

• CCS o Combo 2: propuesta norteamericana y alemana que se establece como la solución global para la recarga en corriente continua. Se basa en una toma Tipo 2 a la que se le añade 2 pines de potencia para la corriente continua.

Combo 2

• Inducción magnética: la recarga inductiva electromagnética es el futuro. Se basa en una recarga inalámbrica, transfiriendo la electricidad mediante ondas. Actualmente no resulta muy eficiente, por lo que sigue en proceso de investigación.

Mercado actual

A continuación se muestran varios ejemplos de autonomía y tipo de conexión de distintos automóviles aunque los datos de kilometraje se deben coger con pinzas pues están basados en el ciclo NEDC (New European Driving Cycle), en el cual se suponen condiciones ideales.

• Opel Ampera-e: 500 km de autonomía. Permite cargas con SAE COMBO o  Schuko entre otros.
• Mercedes Benz Clase B EV: 200 km de autonomía. Permite cargas con CCS COMBO, Schuko o CHAdeMO entre otros.
• Faraday Future FF91: 700 km de autonomía. Permite cargas con Superchargers.
• Hyundai Ioniq Eléctrico: 280 km de autonomía. Permite cargas con Schuko y CSS Combo.
• Nissan Leaf 2018 (40KWh): 378 km de autonomía. Permite cargas con Schuko o CHAdeMO.
• Tesla Model S (100D): 613 km de autonomía. Permite cargas con Schuko y Superchargers entre otros.