Obviamente, los vehículos eléctricos de batería (VEB) son la tendencia de la industria automotriz de energías renovables. Dado que los problemas de las baterías no se pueden resolver a corto plazo, las estaciones de carga están ampliamente equipadas para solucionar las preocupaciones de los propietarios de vehículos sobre la carga. El conector de carga, como componente esencial de las estaciones de carga, varía según el país y ya ha generado conflictos. Aquí, nos gustaría aclarar los estándares de conectores en todo el mundo.
Combo
El conector combinado permite la carga lenta y rápida, es el enchufe más utilizado en Europa, incluyendo Audi, BMW, Chrysler, Daimler, Ford, GM, Porsche, Volkswagen están equipados con la interfaz de carga SAE (Sociedad de Ingenieros Automotrices).
En 2ndEn octubre de 2012, la revisión de la norma SAE J1772, aprobada por los miembros pertinentes del comité SAE, se convirtió en el único estándar oficial de carga de CC del mundo. Basado en la edición revisada de la J1772, el conector combinado es el estándar principal para la carga rápida de CC.
La versión anterior (formulada en 2010) de esta norma especificaba el conector J1772 utilizado para la carga de CA. Este conector ha sido ampliamente utilizado y es compatible con Nissan Leaf, Chevrolet Volt y Mitsubishi i-MiEV. Sin embargo, la nueva versión, además de tener todas las funciones anteriores, con dos pines adicionales, especialmente para la carga rápida de CC, no es compatible con los BEV antiguos fabricados actualmente.
Ventaja: el mayor beneficio del conector combinado es que el fabricante de automóviles solo necesita adaptar un enchufe que sea capaz de cargar tanto CC como CA a dos velocidades diferentes.
Desventaja: El modo de carga rápida requiere que la estación de carga proporcione hasta 500 V y 200 A.
Tesla
Tesla cuenta con su propio estándar de carga, que afirma que puede cargar más de 300 km en 30 minutos. Por lo tanto, la capacidad máxima de su toma de carga puede alcanzar los 120 kW y la corriente máxima los 80 A.
Actualmente, Tesla cuenta con 908 estaciones de supercarga en Estados Unidos. Para entrar en el mercado chino, dispone de 7 estaciones ubicadas en Shanghái (3), Pekín (2), Hangzhou (1) y Shenzhen (1). Además, para una mejor integración con las regiones, Tesla planea ceder el control de sus estándares de carga y adoptar los estándares locales, como ya hace en China.
Ventaja: tecnología avanzada con alta eficiencia de carga.
Desventaja: Contrariamente a los estándares de cada país, es difícil aumentar las ventas sin hacer concesiones; si se hacen concesiones, la eficiencia de la carga se reducirá. Se encuentran en un dilema.
Sistema de Carga Combinada (CCS)
Ford, General Motors, Chrysler, Audi, BMW, Mercedes-Benz, Volkswagen y Porsche lanzaron el "Sistema de Carga Combinada" en 2012 en un esfuerzo por cambiar los estándares confusos para los puertos de carga. "Sistema de Carga Combinada" o conocido como CCS.
CCS unificó todas las interfaces de carga actuales, de esta manera, puede realizar carga monofásica de CA, carga rápida trifásica de CA, carga de CC para uso residencial y carga de CC súper rápida con una sola interfaz.
Excepto la SAE, la ACEA (Asociación Europea de Fabricantes de Automóviles) también ha adoptado CCS como interfaz de carga CC/CA. Se utiliza en todos los vehículos eléctricos en Europa desde 2017. Desde que Alemania y China unificaron los estándares de vehículos eléctricos, China también se ha sumado a este sistema, lo que ha brindado oportunidades sin precedentes para los vehículos eléctricos chinos. ZINORO 1E, Audi A3e-tron, BAIC E150EV, BMW i3, DENZA, Volkswagen E-UP, Changan EADO y SMART pertenecen al estándar "CCS".
Ventaja: 3 fabricantes de automóviles alemanes: BMW, Daimler y Volkswagen, aumentarán su inversión en vehículos eléctricos chinos, y los estándares CCS pueden ser más beneficiosos para China.
Desventaja: las ventas de vehículos eléctricos compatibles con el estándar CCS son reducidas o apenas están llegando al mercado.
CHAdeMO
CHAdeMO es la abreviatura de CHARGE DE MOVE (Charge de Move), el conector compatible con Nissan y Mitsubishi. Traducido del japonés, CHAdeMO significa "Carga en un tiempo tan corto como una pausa para el té". Este conector de carga rápida de CC ofrece una capacidad de carga máxima de 50 kW.
Los vehículos eléctricos compatibles con este estándar de carga incluyen: Nissan Leaf, Mitsubishi Outlander PEV, Citroën C-ZERO, Peugeot Ion, Citroën Berlingo, Peugeot Partner, Mitsubishi i-MiEV, Mitsubishi MINICAB-MiEV, Mitsubishi MINICAB-MiEV truck, Honda FIT EV, Mazda DEMIOEV, Subaru Stella PEV, Nissan Eev200, etc. Tenga en cuenta que tanto el Nissan Leaf como el Mitsubishi i-MiEV tienen dos tomas de carga diferentes: una es J1772, que es un conector combinado en la primera parte, y la otra es CHAdeMO.
El método de carga CHAdeMO se muestra en la foto a continuación; la corriente se controla mediante la señal del bus CAN. Es decir, mientras se monitoriza el estado de la batería, se calcula la corriente que necesita el cargador en tiempo real y se le envían notificaciones a través del bus CAN. El cargador recibe la orden de corriente del coche de inmediato y proporciona la corriente de carga correspondiente.
Mediante un sistema de gestión de baterías, se monitoriza el estado de la batería y se controla la corriente en tiempo real, lo que permite una carga rápida y segura, y garantiza que la carga no se vea limitada por la versatilidad de la batería. En Japón, hay 1154 estaciones de carga CHAdeMO en funcionamiento. Las estaciones de carga CHAdeMO también se utilizan ampliamente en EE. UU., donde, según los últimos datos del Departamento de Energía de EE. UU., existen 1344 estaciones de carga rápida de CA.
Ventaja: Excepto por las líneas de control de datos, CHAdeMO utiliza el bus CAN como interfaz de comunicación. Gracias a su excelente resistencia al ruido y su alta capacidad de detección de errores, ofrece una comunicación estable y una gran fiabilidad. Su buen historial de seguridad en la carga ha sido reconocido por la industria.
Desventaja: el diseño inicial para la potencia de salida es de 100 kW, el enchufe de carga es muy pesado, la potencia en el lado del automóvil es de solo 50 kW.
GB/T20234
China publicó en 2006 la norma GB/T20234-2006, relativa a los enchufes, tomacorrientes, acopladores y entradas para la carga conductiva de vehículos eléctricos. Esta norma especifica los métodos de conexión para corrientes de carga de CA de 16 A, 32 A y 250 A, y corrientes de carga de CC de 400 A. Se basa principalmente en la norma de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) de 2003. Sin embargo, esta norma no define el número de pines de conexión, el tamaño físico ni la interfaz de carga.
En 2011, China publicó la norma recomendada GB/T20234-2011, que sustituyó parte del contenido de la GB/T20234-2006. En ella se establece que la tensión nominal de CA no debe superar los 690 V, la frecuencia de 50 Hz y la corriente nominal no debe superar los 250 A; la tensión nominal de CC no debe superar los 1000 V y la corriente nominal no debe superar los 400 A.
Ventaja: En comparación con la versión GB/T de 2006, se han calibrado más detalles de los parámetros de la interfaz de carga.
Desventaja: la norma aún no es exhaustiva. Es una norma recomendada, no obligatoria.
Sistema de carga "Chaoji" de nueva generación
En 2020, el Consejo de Energía Eléctrica de China y el Acuerdo CHAdeMO lanzaron conjuntamente la investigación sobre la ruta de desarrollo de la industrialización "Chaoji" y publicaron respectivamente el Libro Blanco sobre la tecnología de carga conductiva "Chaoji" para vehículos eléctricos y el estándar CHAdeMO 3.0.
El sistema de carga “Chaoji” es compatible con vehículos eléctricos (VE) tanto antiguos como de reciente desarrollo. Se desarrolló un nuevo esquema de circuito de control y guía, se añadió la señal de nodo duro, y cuando ocurre una falla, el semáforo se puede usar para informar rápidamente al otro extremo para que dé una respuesta oportuna y garantice la seguridad de la carga. Se estableció un modelo de seguridad para todo el sistema, se optimizó el rendimiento de la monitorización del aislamiento y se definieron una serie de problemas de seguridad tales como I2T, capacitancia Y, selección del conductor PE, capacidad máxima de cortocircuito y rotura del cable PE. Mientras tanto, se reevaluó y rediseñó el sistema de gestión térmica y se propuso un método de prueba para el conector de carga.
La interfaz de carga “Chaoji” utiliza un diseño de 7 pines con un voltaje de hasta 1000 (1500) V y una corriente máxima de 600 A. Está diseñada para reducir el tamaño total, optimizar la tolerancia de ajuste y disminuir el tamaño del terminal de alimentación para cumplir con los requisitos de seguridad IPXXB. Al mismo tiempo, el diseño de la guía de inserción física aumenta la profundidad de inserción del extremo frontal del conector, en línea con los requisitos ergonómicos.
El sistema de carga "Chaoji" no es solo una interfaz de carga de alta potencia, sino un conjunto de soluciones sistemáticas de carga de CC para vehículos eléctricos, que incluyen circuito de control y guía, protocolo de comunicación, diseño y compatibilidad de dispositivos de conexión, seguridad del sistema de carga, gestión térmica en condiciones de alta potencia, etc. "El sistema de carga Chaoji" es un proyecto unificado para el mundo, de modo que el mismo vehículo eléctrico en diferentes países pueda utilizarse con el sistema de carga de los países correspondientes.
Conclusión
Actualmente, debido a la diversidad de marcas de vehículos eléctricos, los estándares de carga aplicables varían, y un solo tipo de conector no es compatible con todos los modelos. Además, la tecnología de los vehículos de nueva energía aún está en desarrollo. Las estaciones de carga y los sistemas de conexión de muchas empresas automovilísticas siguen presentando problemas como diseño inestable, riesgos de seguridad, carga anómala, incompatibilidad entre vehículos y estaciones, falta de estándares de prueba, etc., tanto en su aplicación práctica como debido al envejecimiento ambiental.
Hoy en día, los fabricantes de automóviles de todo el mundo se han dado cuenta gradualmente de que la estandarización es clave para el desarrollo de los vehículos eléctricos (VE). En los últimos años, los estándares de carga globales han pasado de la diversificación a la centralización. Sin embargo, para lograr una verdadera unificación de los estándares de carga, además de los estándares de interfaz, también se necesitan estándares de comunicación. Los primeros se refieren a la compatibilidad de la conexión, mientras que los segundos afectan la activación del enchufe. Aún queda mucho camino por recorrer antes de que los estándares de carga para VE estén completamente estandarizados, y los fabricantes de automóviles y los gobiernos deben redoblar sus esfuerzos para garantizar la durabilidad de los VE. Se espera que China, como líder en la promoción del estándar de tecnología de carga conductiva "Chaoji" para VE, desempeñe un papel más importante en el futuro.