Sistema de Carga en Coches Eléctricos
Los vehículos eléctricos se consideran una solución para los actuales problemas de contaminación en las ciudades. Algunos afirman que con ellos se resolvería la situación del cambio climático, y que serán la solución definitiva de la movilidad del futuro.
Esto puede tener algunos matices, dependerá de dónde procede la energía que se utiliza para cargar sus baterías. Solo cumpliría nuestras expectativas si esa energía fuese energía renovable. Si los materiales que utilizáramos para su fabricación pudiesen ser reciclados, o si sus baterías pudiesen ser recicladas o neutralizadas a tal punto que no representen un peligro para nuestro medio ambiente.
En otro momento ampliaremos sobre cuán contaminantes son actualmente los vehículos eléctricos, y si en realidad serán la alternativa a nuestra futura movilidad limpia y sostenible. Hoy hablaremos sobre el funcionamiento del sistema de carga de los coches eléctricos.
Aunque se necesita aumentar la autonomía en los vehículos eléctricos, la rapidez de carga y la facilidad para encontrar un punto de carga, existen otros sistemas son auténticos avances tecnológicos
Sistema de carga del coche eléctrico
Batería
Las baterías para Vehículos Eléctricos consisten en cientos de celdas de iones de litio (Li-Ion) conectadas en serie y en paralelo. La carga de una batería de forma segura requiere corriente directa (DC), con voltaje y amperaje correctos para su suministro. Es necesario utilizar cableado especial para los puntos de carga.
Cables
Un coche eléctrico se conecta mediante un conjunto de cables de carga, mucho más sofisticado y robusto que un cable de alimentación típico. Este cable debe ser lo suficientemente resistente para sobrevivir a miles de ciclos de carga en condiciones climáticas adversas, y aun así transferir de manera segura hasta 800 amperes.
Sistema de Carga
La vía más rápida de cargar un vehículo eléctrico es utilizando un cargador externo o un sobrealimentador, este se conecta directamente a la batería con un voltaje y corriente óptimo. Cada vehículo eléctrico posee un cargador a bordo, es más lento y convierte la salida de una estación de carga más simple, como un cargador residencial, y modifica los niveles de energía para la batería específica del automóvil.
¿Sabías qué?
En los últimos vehículos eléctricos, los módulos de potencia de carburo de silicio soportan temperaturas más altas que los componentes de silicio tradicionales. Esto significa que se pueden cargar más rápido y requieren componentes pasivos más pequeños, lo que da como resultado diseños más pequeños y livianos.
Inversor de tracción
Usando un sistema llamado inversor de tracción, la energía de DC del paquete de baterías se convierte en una onda sinusoidal de AC que impulsa los motores eléctricos y propulsa el vehículo.
Dividida en dos, la sección de bajo voltaje o el lado frío es administrada por microcontroladores (MCU). Esta interfaz de comunicación y administración de energía controla la función de la unidad. El lado caliente o de alto voltaje contiene los circuitos de alto voltaje en la etapa de potencia utilizando módulos de potencia IGBT o Carburo de Silicio (SiC), controladores de compuerta y circuitos de medición de voltaje y corriente para impulsar los motores.
¿Sabías qué?
Con una batería Tesla, la cual tiene una capacidad aproximada de 100 kWh de energía, se podría:
– Hervir agua para 5.000 tazas de té.
– Dejar una ampolleta LED encendida durante 2 años. – Cargar un móvil 10.000 veces.
Microcontroladores automotrices (MCU)
Tener un cargador a bordo requiere la utilización de una combinación de técnicas de alimentación digital. Un cargador comercial de alto voltaje que proporciona un suministro trifásico, utiliza un puente activo trifásico o un rectificador Vienna y un potente MCU para administrar de manera eficiente la carga de la batería mediante la corrección del factor de potencia (PFC).
Freno regenerativo
Durante el frenado, el inversor de tracción permite un frenado regenerativo que transfiere la energía cinética del vehículo a la batería. Esto ahorra energía que normalmente se disiparía en forma de calor, cargando la batería y extendiendo la autonomía del vehículo.
Motores
Los motores de DC sin escobillas son comunes en los vehículos eléctricos, ya que responden rápidamente y permiten una aceleración rápida. Estos motores son eficientes y requieren poco mantenimiento. Debido a su tamaño compacto, algunos vehículos tienen un motor separado por rueda para mejorar el rendimiento.
