36 ELECTROMOVILIDAD calentamiento y la luz solar, por lo que al menos las piezas de grado industrial suelen tener que soportar una temperatura de 105 °C omás paramantener la fiabilidad y asegurar una larga vida útil. Estos sonparámetros críticos ya que, por su naturaleza, las estaciones de carga están muy extendidas y el mantenimiento es costoso, desde el punto de vista financiero y de reputación si hay un tiempo de inactividad significativo. IDENTIFICACIÓN DE COMPONENTES CON VIDA ÚTIL LIMITADA Los componentes que tradicionalmente tienen una vida útil finita son los condensadores grandes y todo lo electromecánico. En un cargador de VE (CC), siempre se necesitará un ‘DC link’, un bus de alta tensión con condensadores emparejados, que suelen ser de tipo electrolítico por su elevada eficiencia volumétrica. Estos modelos pueden tener una vida útil limitada al rendir con los valores ‘extremos’ de sus especificaciones y, por ende, debe reducirse sustancialmente la tensión y la corriente de rizado. Los tipos press-fit o de tornillo todavía se ven a menudo, ya que son más fáciles de cambiar de forma rutinaria. Cualquier sistema con partes móviles es candidato a sufrir fallos tempranos. Los ventiladores pueden descartarse por este motivo, pero existe necesidad de un aislamiento mecánico en los cargadores de VE de CA y CC, que se logra con relés o, a veces, con contactores. Los niveles de corriente pueden ser muy altos, medidos en cientos de amperios en los cargadores de CC de mayor potencia y la formación de arcos fotovoltaicos es otro problema generalizado. Sin embargo, los aislantes se han desarrollado para la aplicación que cumple el estándar apropiado (IEC 61810-1), siendo alcanzable un mínimo de 50.000 ciclos. Así, los componentes tendrán un método activo para extinguir el arco, quizás por un sesgo de campo magnético y, al mismo tiempo, el aislante debe lograr distancias de fuga y de separación de seguridad y mantener una baja resistencia de contacto durante toda su vida útil. LA PRECISIÓN EN EL SENSADO DE CORRIENTE ES CLAVE Otro requisito particular de los cargadores es poder medir con precisión la energía suministrada, a partir de mediciones de corriente y tensión. Cualquier tipo de error y tolerancia debe ser identificado y el beneficio de la duda otorgado al usuario del EV, por lo que la precisión resulta vital para minimizar el coste para el operador del cargador. Los transformadores de corriente se pueden usar para CA con una precisión buena y repetible, pero lamedición de la corriente CC a niveles altos es más difícil. El sensado resistivo tiene pérdidas a menos que el valor sea extremadamente bajo, pero hay circuitos dedicados que se encuentran disponibles para detectar y convertir el nivel de las bajas tensiones producidas. En su defecto, los sensores de efecto Hall o Fluxgate se pueden emplear con pérdidas en línea casi cero, pero con un coste superior y con ‘preocupaciones’ acerca de la deriva y el desplazamiento, que requieren una calibración regular. En los cargadores de CA, se requiere una interrupción EV Charging Infrastructure Designbook. de la corriente de fallo a tierra, lo que se logra fácilmente mediante el sensado de corriente del transformador. Además, están disponibles circuitos dedicados que pueden monitorizar el valor medido y comprobar periódicamente la funcionalidad del circuito. THE EV CHARGING INFRASTRUCTURE DESIGNBOOK, VOLUME ONE: POWER STAGES En Avnet Abacus han creado el EV Charging Infrastructure Designbook con el objetivo de ayudar a hacer frente a lo los desafíos de tecnología e ingeniería que se desarrollan rápidamente en este campo. Compuesto por cuatro volúmenes, esta guía ‘recorre’ la funcionalidad crítica y los requisitos de las estaciones de carga de VE, incluyendo alimentación, control, comunicaciones y software e integración. El volumen ‘uno’ se centra en la etapa de potencia, revisando las arquitecturas de los cargadores de pared de CA y las estaciones de carga de CC, cómo se emplean las diferentes tecnologías y topologías de conversión y las consideraciones clave en lo que se refiere a seguridad y aislamiento. BUCEANDO MÁS PROFUNDO Existen múltiples opciones que hay que considerar cuando se trata de las etapas de potencia de las estaciones de carga VE. Este artículo sólo ‘araña’ la superficie. Sin embargo, si se requiere asesoramiento para un determinado diseño y recomendaciones de componentes en las etapas individuales, está disponible el primer volumen del EV Charging Infrastructure Designbook, que aborda los tipos de cargador, la arquitectura de estación de CA y CC, las funciones de la fase de potencia, las tecnologías y las topologías de conversión. De manera alternativa, para dar el siguiente paso con el diseño, los expertos en carga de vehículos eléctricos de Avnet Abacus analizarán los requisitos en profundidad.
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