Conectores para vehículos eléctricos por Jesús Moreno (SCAME)

Clavijas con historia: Ha sido a raíz del plan MOVELE, que todos los que formamos parte del sector eléctrico nos veamos en cierta manera sorprendidos por el fenómeno del “VEHÍCULO ELÉCTRICO”. Este plan ha sido creado por el ministerio de industria a través de IDAE con la intención de dotar a las principales ciudades de España de un parque de 2.000 vehículos en el plazo máximo de dos años.

Esta iniciativa implica que debemos estar al día en cuanto a la tipología de conectores, de estaciones de recarga y de las normativas actuales. Ahora nos encontramos con un mercado emergente en energías renovables, pero ¿es realmente todo tan novedoso? Nada más lejos de la realidad. Ya hace años que SCAME con la colaboración de CIVES -Comisión Italiana de Vehículos eléctricos- desarrollaron una serie de conectores destinados a alimentar vehículos eléctricos. La bautizaron con el nombre de Serie LIBERA, la cual cuenta ya con diez años de existencia en el mercado.

Cumpliendo con Normativa: Los conectores y estaciones de carga de la Serie LIBERA de SCAME cumplen con las Normas UNE-EN 61851-1:2002 y UNE-EN 62196-1:2004. Listamos algunos de los puntos más destacables.

Aspectos más importantes de la Norma UNE-EN 61851-1:2002

Sistema conductivo de carga para vehículos eléctricos

Parte 1: Requisitos generales
Piloto de control: El conductor control en el cable de carga que conecta la caja de control o la parte fija del SAVE (Sistema de Alimentación del Vehículo Eléctrico) y la tierra del VE a través del circuito de control en el vehículo. Puede utilizarse para llevar a cabo varias funciones. Funciones obligatorias en el modo de carga: A excepción del modo de carga a nivel privado (modo 1), se debe cumplir con las siguientes funciones:
-Verificación de que el vehículo está conectado correctamente;
– comprobación continua de la integridad del conductor
– activación del sistema;
– desactivación del sistema;
o selección de la velocidad de carga. Circuito piloto de control: A excepción del modo de carga a nivel privado (modo 1), es obligatorio un circuito piloto de control, el conductor de toma de tierra de protección, electrónica de control del SAVE y demás sistemas electrónicos a bordo del VE. Protección adicional obligatoria: Se debe requerir protección adicional contra descarga eléctrica, allí donde la protección básica y/o de fallo pueda no ser efectiva o en caso de descuido por los usuarios.

Debe proporcionarse un DCR (In 30mA) como parte del equipo de alimentación conductor del VE para sistemas puestos a tierra. Secuencia de contacto: Por razones de seguridad, la secuencia de contacto durante el proceso de conexión debe ser tal que se haga primero la conexión de tierra y en último lugar la conexión de piloto. Durante la desconexión se debe retirar primero la conexión del piloto y en último lugar la conexión del tierra. Grados IP: Los grados IP mínimos deben ser: para vehículos en carga, para el conector y toma sin estar utilizándose, IP44.

Debemos destacar también los modos de carga y los tipos de conexión que nos indica la norma para la realizaciones de conexiones seguras.

Modos de recarga del VE: Hay cuatro posibles modos de carga:
– Carga en modo 1: conexión del VE a la red de c.a. utilizando tomas de corriente normalizadas de hasta 16 A. Depende de la presencia de un dispositivo de corriente residual (DCR) en el lado de la alimentación. (Se considera un modo de carga a nivel privado).
o Carga en modo 2: conexión del VE a la red de c.a. utilizando tomas de corriente normalizadas junto con un conductor piloto de control entre el VE y la clavija y la caja de control.

– Carga en modo 3: conexión directa del VE a la red de c.a. utilizando SAVE dedicados donde el conductor piloto de control se extiende al equipo permanentemente conectado a la red de c.a.

– Carga en modo 4: conexión indirecta del VE a la red de c.a. utilizando un cargador externo donde el conductor piloto de control se extiende al equipo permanentemente conectado a la red de c.a. Tipos de conexión del VE (casos A, B y C)

La conexión de Ves puede realizarse según uno o más de tres métodos diferentes

– Conexión caso “A”: conexión de un VE a la red de c.a. utilizando un cable de alimentación y una clavija permanentemente unidas al VE.

-Conexión caso “B”: Conexión de un VE a la red de c.a. utilizando un cable de carga desmontable con un conductor del vehículo y un equipo de alimentación de c.a.

– Conexión caso “C”: conexión de un VE a la red de c.a. utilizando un cable de alimentación y un conector del vehículo permanentemente unidos al equipo de alimentación. El caso “C” es el único permitido para el modo 4 de carga.

Aspectos más importantes de la Norma UNE-EN 62196-1:2004

Bases, clavijas, acopladores de vehículo y entradas de vehículo
Carga conductiva de Vehículos eléctricos

Parte 1: Carga de vehículos eléctricos hasta 250 A en corriente alterna y 400 A en corriente continua

Marcado: Los accesorios deben marcarse con: símbolos en función de la interrelación de los accesorios; corrientes asignadas de alimentación en amperios; tensiones máximas de funcionamientos asignadas en voltios; el nombre o marca comercial del fabricante o del vendedor responsable; referencia de tipo, que puede ser número de catálogo.

Construcción de clavijas y conectores: No debe ser posible desmontar las clavijas o conectores de vehículo sin la ayuda de herramientas.

SCAME, con la Serie LIBERA, da solución a todos los puntos citados en las normativas vigentes. Sin duda, el elemento más novedoso es la incorporación de un contacto adicional en la clavija; es de menor diámetro y se encuentra algo más hundido que el resto, hablamos del contacto piloto o piloto de control.

Funcionamiento del piloto de control de SCAME:

El piloto de control actúa como canal de comunicación entre la estación de carga y el vehículo eléctrico. Para que se genere cualquier tipo de impulso o señal a través del contacto piloto es necesaria la implicación de un componente electrónico, que en este caso sería el circuito piloto de control. Este circuito va alojado en la estación de carga y tiene la función de verificar que el vehículo está conectado correctamente (mediante la medida de una resistencia ubicada en la interfaz del vehículo), comprueba la integridad del conductor de toma de tierra de protección del vehículo y activa el sistema de alimentación.

En cuanto se conecta el vehículo a la estación de carga, el circuito piloto envía una señal que recorre la toma de tierra del vehículo, y si esta es correcta, el controlador cierra el circuito dando alimentación al vehículo. En el momento que se desconecte la clavija, la estación de servicio dejará de dar tensión.

Conectores especiales

El diseño de los conectores de la Serie LIBERA de SCAME asegura que no se puedan intercambiar con bases o clavijas de cualquier otro tipo, asegurando así una conexión fiable y segura.

Actualmente no existe en el mercado ninguna solución como la que ofrece la Serie LIBERA, tanto en conectores (con el sistema SAFE-IN) como en las estaciones de carga. La Serie LIBERA está disponible en 16 A y 32 A. Ésta última está pensada para utilizarse en vehículos en los que, por su tipología, requieran de una recarga más rápida.

SAFE-IN: Simple y efectivo. Las tomas de corriente disponen de unos obturadores en los alvéolos de las fases con la función de evitar que entren cuerpos extraños en partes activas. Estos obturadores se desplazan mecánicamente en el momento que se inserta la clavija LIBERA correspondiente. Este sistema tiene la finalidad de proteger a las personas contra los contactos directos tanto si ocurre de forma accidental como premeditada.

Estaciones de carga inteligentes

La Serie LIBERA se completa con estaciones de carga que dan alimentación a los vehículos eléctricos en sus diferentes modalidades, dependiendo de cuáles sean las necesidades del cliente: Cuadros con contacto piloto, cuadros con contacto piloto y tarjeta de autorización y cuadros con contacto piloto y tarjeta de autorización personalizada. Mediante la tarjeta de autorización (TAG), se pueden habilitar o deshabilitar las tomas de corriente y autorizar la recarga a cuantos usuarios se desee. Además, el usuario autorizado no tendrá la necesidad de utilizar una tarjeta física, ya que el sistema permite que el vehículo sea detectado automáticamente con la única acción de conectar la clavija.

Jesús Moreno
Rble. Prescripción
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