La movilidad eléctrica es el futuro, pero ¿qué debo hacer exactamente?
La industria de los vehículos eléctricos está lista para expandirse y es probable que ya hayas escuchado esto varias veces. Como proveedor, es posible que haya estado pensando, ¿cómo me beneficiaré exactamente de esto, dada la amplia área de aplicación y la compleja cadena de valor, entre muchas otras variables? Este documento se centrará en aclarar el espacio de los vehículos eléctricos para los fabricantes de paneles, OEM y fabricantes de máquinas, y proporcionará los factores para impulsarlos, las áreas en las que centrarse y cómo aprovechar al máximo esta nueva tendencia.
Comencemos por comprender primero su alcance.
El ecosistema de movilidad eléctrica consta, en términos generales, de tres componentes:
- Fabricante de automóviles: estas son grandes empresas establecidas orientadas al consumidor que fabrican vehículos eléctricos, sí, Tesla gobierna aquí. (Aunque hay otros que están ingresando al mercado). Esto incluirá también a sus proveedores de nivel 1, 2 y 3.
- Fabricante de baterías: esta es probablemente la vertical más importante en este espacio. No solo incluirá a los fabricantes de baterías, sino que también involucrará a proveedores clave de materias primas, como los mineros de litio.
- Habilitadores de red e infraestructura: esto no es una parte integrada de este ecosistema, pero en realidad, sin esto, nuestro vehículo eléctrico será solo una pieza en un museo. Además de las empresas de generación y transmisión de energía, esta vertical incluye proveedores de estaciones de carga, un componente muy importante en todo el espacio EV, así como para los OEM. Este es el segmento donde radica la verdadera oportunidad.
Entonces, profundicemos en las estaciones de carga.
Estaciones de carga
Las estaciones de carga se pueden resumir en las siguientes categorías:
- Nivel 1: los fabricantes de vehículos eléctricos proporcionan un accesorio de carga que se puede usar para cargar el vehículo eléctrico a través de tomas de corriente domésticas estándar. Este es el método más lento para cargar un vehículo eléctrico.
- Nivel 2: esta es una estación de carga de CA ubicada principalmente en establecimientos comerciales con voltajes de salida y corriente más altos. Utilizan un cargador integrado del EV para convertir esta entrada de CA en CC para cargar la batería, al igual que el método de carga de Nivel 1. Funciona con potencias de hasta aproximadamente 20kW y requiere algunas horas para cargar la batería.
- Nivel 3 Cargador rápido de CC (DCFC): estos son los súper cargadores, que alimentan directamente el suministro de CC a la batería sin pasar por el convertidor integrado. Funciona con una potencia de 25 a 350 kW y carga el vehículo en unos 30 minutos.
Carga inalámbrica y cambio de batería:
Estas también son algunas otras técnicas para encender su EV, pero aún están surgiendo y pueden no ser viables, considerando desafíos como el desperdicio de energía en la carga inalámbrica o el requisito de estandarización de la batería en toda la industria para hacer posible el intercambio de baterías.
La pregunta es dónde está la mayor oportunidad de mercado. Según el análisis de McKinsey, una parte importante serán las estaciones de carga de CA de nivel 2. La razón es bastante obvia, la mayoría de las veces, un vehículo estará fuera de la carretera, estacionado, ya sea en el lugar de trabajo o en casa.
Otro factor importante que contribuye a la rápida adopción de las estaciones de carga de Nivel 2 es el bajo costo inicial, que suele ser inferior a $5000. Mientras que los costos de DCFC oscilan entre $ 25,000 y $ 200,000, según la capacidad de energía.
Ahora viene la parte interesante: el volumen y la cantidad de cargadores. Se estima que solo EE. UU. tendrá 13 millones de cargadores para el año 2030. En referencia al gráfico anterior, las estaciones de carga de nivel 2 seguirán aumentando su participación en EE. UU. y la UE.
¿Esto realmente va a suceder a una escala tan grande? Parece muy posible. La electricidad es el futuro, gracias al empuje del cambio climático. Los gobiernos están subvencionando e incentivando fuertemente este espacio. Por ejemplo, un anuncio reciente del presidente de EE. UU., Joe Biden, propone gastar $ 174 mil millones para impulsar EV, de los cuales $ 15 mil millones se asignarían para establecer 500,000 estaciones de carga.
Lo anterior debería haberle proporcionado una comprensión básica de las consideraciones comerciales en este espacio. Ahora, veamos los aspectos técnicos de las estaciones de carga de nivel 2.
Estaciones de carga de CA de nivel 2
Las estaciones de carga de nivel 2 funcionan con un voltaje de entrada de CA de 240 V (típico en aplicaciones residenciales) o 208 V (típico en aplicaciones comerciales). Esta estación de carga puede bombear hasta 80 A o 19,2 kW. Sin embargo, la mayoría de las estaciones de carga de nivel 2 funcionan con una potencia mucho menor, es decir, hasta 30 A o 7,2 kW de potencia.
A continuación se muestra un ejemplo de cómo se ve internamente una estación de carga simple de nivel 2.
Debido a los requisitos de varios estándares, como UL 2594, IEC/EN 61851-22, las estaciones de carga no solo incluyen dispositivos de control sino también componentes de protección (aparte del conector J1772).
Componentes de la estación de carga
- Disyuntores en miniatura: dado que las estaciones de carga de vehículos eléctricos deben recibir suministro de un circuito derivado dedicado, los dispositivos de protección como los disyuntores en miniatura son esenciales en caso de efectos adversos de sobrecarga y cortocircuito.
- Disyuntor de corriente residual: una estación de carga instalada en el exterior puede estar expuesta a la nieve, el polvo, la lluvia y varios niveles de temperatura y humedad. Dado que los usuarios lo manejan de vez en cuando, los estándares como IEC 60364-7-722 requieren un disyuntor de corriente residual de 30 mA para la protección contra la fibrilación y la electrocución que pueden ser causadas por la corriente de fuga a tierra.
- Interruptor de desconexión: según la norma canadiense 86-304, si la estación de carga funciona a 60 A o más o más de 150 voltios a tierra, se requiere un medio de desconexión por separado para cada instalación. Además, debe poder bloquearse en la posición de apagado.
- Dispositivos de protección contra sobretensiones: para proteger los componentes sensibles contra rayos y sobretensiones, las estaciones de carga también utilizan protectores contra sobretensiones de tipo 2.
- Contactores: Los contactores con clasificación de corriente de uso general de hasta 115 A se utilizan principalmente para encender o apagar el EV.
- Medidores de energía: si la estación de carga se utilizará con fines comerciales, debe haber una medición de la energía consumida, en función de la cual se cobraría a los clientes. Aquí se utiliza un medidor de energía digital con una capacidad máxima de 80 A para este propósito.
- Si una estación de carga está conectada a la red, necesitará dispositivos de alta tecnología como puertas de enlace, controladores, etc. para alimentarlos a todos. También incluiría una fuente de alimentación de CC que requiera un voltaje de entrada monofásico o trifásico. Los bloques de terminales, el conducto de cables, el riel DIN, etc. también estarían allí para facilitar el cableado.
Esperamos que la información proporcionada en este documento le haya ayudado a comprender mejor el mercado de vehículos eléctricos. c3controls ofrece la mayoría de los productos necesarios para construir una estación de carga. Estamos a solo una llamada de distancia, listos para ayudarlo en su viaje en EV.
----------
Consulte los demás artículos de esta Serie sobre Vehículos Eléctricos - Nuevas Tendencias en Tecnología.
Comprensión de la infraestructura de vehículos eléctricos
Comprender el diseño y la fabricación de vehículos eléctricos
