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La recarga en los vehículos eléctricos

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La duración del viaje y los cargadores rápidos de corriente continua

Un reciente estudio europeo analizó los patrones de conducción en Francia, Alemania, Italia, Polonia, España y el Reino Unido.

Llegó a la conclusión de que la distancia diaria media que recorren los automovilistas de cada país oscila entre los 40 km del Reino Unido y los 80 km de Polonia, normalmente repartidos en dos o tres trayectos.[3].

Este tipo de conducción en un vehículo eléctrico como el actual Nissan Leaf, que puede alcanzar los 270 km con una sola carga, supondría que muchas personas podrían pasar varios días sin tener que conectarlo. El reto radica en los viajes más largos, como las vacaciones familiares. Un par de horas de recarga cada 200 km prolonga considerablemente la duración del trayecto.[4]

Los cargadores rápidos de corriente continua son la solución. Las especificaciones actuales establecen una potencia máxima de 350 kW hasta 920 V. Dependiendo del vehículo eléctrico, un cargador de este tipo podría añadir varios cientos de kilómetros de autonomía en menos de 10 minutos, lo que se aproxima a la duración de repostaje de los vehículos eléctricos. Sin embargo, este tipo de cargadores requiere un suministro de red trifásico de 400 V de corriente alterna, lo que significa que se requieren importantes obras de infraestructura para instalarlos. También requiere un vehículo eléctrico que pueda soportar este tipo de velocidades de carga.

Cómo funciona la recarga en los vehículos eléctricos con corriente continua

Una fase de CA/CC, que suele utilizar la eficaz topología de Viena, transforma la corriente alterna entrante en una tensión de corriente continua fija o variable. Esta se transmite a una fase CC/CC que alimenta la batería del vehículo.

Este enorme suministro energético suele realizarse empleando un diseño modular. Varios transformadores, con una capacidad individual de entre 15 y 50 kW, funcionan conjuntamente para suministrar la potencia total requerida. Los IGBT y los diodos y los MOSFET de carburo de silicio son los dispositivos de potencia elegidos para ello, ya que el sistema tiene que alcanzar unas eficiencias totales de mínimas del 95%[5]. Una pérdida de apenas el 1% en un cargador de 150 kW equivale a 1.500 W que deben disiparse en forma de calor.

Las pérdidas por el cable de carga y el conector pueden ser de cientos de vatios. Para disipar esta energía, se puede bombear líquido refrigerante a base de una mezcla de agua y glicol a través del cable y el conector, como parte del sistema global de gestión térmica del cargador[6].

Diagramas de bloques para dos enfoques potenciales de cargadores de CC de alta potencia
Diagramas de bloques para dos enfoques potenciales de cargadores de CC de alta potencia (Foto de Infineon)

¿Serán sustituidos los vehículos eléctricos?

Las mejoras que estamos viendo en la capacidad de las baterías de los vehículos eléctricos, junto con el hecho de que relativamente pocas personas hacen regularmente viajes que superen la autonomía máxima de los vehículos eléctricos de nivel básico actuales, supone que problema de la ansiedad producida por la autonomía, al que se alude frecuentemente, esté perdiendo importancia, especialmente a medida que se crean puntos de recarga.

La velocidad de recarga en los vehículos eléctricos sigue siendo un reto, aunque, como hemos señalado, existen soluciones prácticas y cada vez hay más cargadores de alta velocidad en nuestras redes de carreteras. Pero la pregunta sigue siendo: ¿podrían tecnologías como el hidrógeno remplazar a la electricidad antes de que esta remplace a la gasolina y al gasóleo?



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