Una de las primeras y más importantes decisiones a las que se enfrenta alguien al planificar una infraestructura de carga de vehículos eléctricos es elegir entre cargadores de nivel 2 y cargadores rápidos de CC. Estos dos tipos de cargadores tienen propósitos fundamentalmente diferentes, tienen costos y requisitos de instalación muy diferentes y son apropiados para diferentes casos de uso. Tomar la decisión correcta es esencial para obtener el mejor valor de su inversión en carga.
Ya sea administrador de propiedades, propietario de un negocio, director de instalaciones o administrador de flotas, esta guía le brindará la información que necesita para tomar una decisión informada sobre uno de los aspectos más importantes de su proyecto de carga de vehículos eléctricos.
Cómo funcionan los cargadores rápidos de nivel 2 y CC
Carga de CA de nivel 2
La carga de nivel 2 utiliza corriente alterna (CA) a mayor potencia que los enchufes domésticos estándar. En la mayor parte del mundo, la carga de Nivel 2 funciona a 240 V monofásico o 400 V trifásico, con niveles de potencia que suelen oscilar entre 3,7 kW y 22 kW por conector.
Una cosa importante que hay que entender acerca de la carga de Nivel 2 es que la conversión real de CA a CC (que es lo que necesita la batería) ocurre dentro del vehículo, utilizando el cargador integrado (OBC) del vehículo. La unidad de carga en la pared, a menudo llamada Equipo de suministro de vehículos eléctricos (EVSE), esencialmente proporciona una fuente de alimentación de CA conmutada de forma segura al vehículo, junto con funciones de comunicación y seguridad. No realiza ninguna conversión de energía por sí mismo.
Los cargadores de nivel 2 vienen en muchos factores de forma, desde unidades compactas montadas en la pared hasta estaciones de carga dual montadas en pedestal. La mayoría de los cargadores comerciales de Nivel 2 son cargadores inteligentes conectados a la red con funciones como administración de carga, control de acceso, facturación y monitoreo remoto.
Carga rápida CC
La carga rápida de CC funciona de manera diferente. En lugar de suministrar energía de CA al cargador a bordo del vehículo, los cargadores rápidos de CC convierten la energía de CA en energía de CC directamente dentro de la unidad del cargador y la alimentan directamente a la batería del vehículo, sin pasar por el cargador a bordo.
Comparación de velocidad de carga
Millas por hora de carga
Una forma útil de comparar la velocidad de carga es millas de autonomía agregadas por hora de carga. Esta métrica representa tanto la potencia del cargador como la eficiencia del vehículo.
Para un automóvil eléctrico típico que consume aproximadamente de 3 a 4 millas por kWh:
- Nivel 2 a 7 kW: ~21-28 millas de alcance por hora
- Nivel 2 a 11 kW: ~33-44 millas de alcance por hora
- Nivel 2 a 22 kW: ~66-88 millas de autonomía por hora (si el vehículo admite carga de 22 kW)
- CC rápida a 150 kW: ~450-600 millas de alcance por hora (a velocidad de carga máxima)
- CC rápida a 350 kW: ~1050-1400 millas de alcance por hora (en el pico, para vehículos que pueden aceptar esta potencia)
Para la mayoría de los vehículos eléctricos, la carga de Nivel 2 puede agregar una cantidad significativa de alcance: más de 20 a 40 millas por hora es suficiente para reponer la conducción de un día típico en unas pocas horas. Pero para agregar rápidamente cientos de millas de alcance durante una parada en un viaje por carretera, la carga rápida de CC es esencial.
Duración típica de la sesión de carga
Otra forma de ver la comparación del cargador rápido de nivel 2 con el de CC es a través de la duración típica de la sesión para diferentes casos de uso:
- Carga doméstica durante la noche (8-10 horas): el nivel 2 de 7-11 kW es más que suficiente para cargar completamente cualquier vehículo eléctrico durante la noche. La carga rápida de CC es innecesaria (e innecesariamente costosa) para este caso de uso.
- Carga en el lugar de trabajo (6-8 horas): el nivel 2 de 7-11 kW es suficiente para las necesidades de carga diarias de la mayoría de los empleados, ya que la mayoría de las personas no utilizan toda la autonomía de la batería en un día de viaje.
- Comercio minorista/parada de 30 a 60 minutos: el nivel 2 agrega de 10 a 45 millas de alcance en una parada de 30 a 60 minutos, lo que puede ser útil para recargas pero no es suficiente para una carga completa. La carga rápida de CC puede agregar entre 100 y 250 millas al mismo tiempo.
Comparación de costos
Costo inicial del equipo
La diferencia más dramática entre los cargadores rápidos de nivel 2 y CC es el costo. Los cargadores de nivel 2 son relativamente económicos, mientras que los cargadores rápidos de CC representan una importante inversión de capital.
Los cargadores rápidos de CC son considerablemente más caros y suelen oscilar entre 15 000 y 150 000 dólares o más por unidad, según la potencia nominal y la configuración. Un cargador rápido de CC de 50 kW puede costar entre 15 000 y 30 000 dólares, mientras que una unidad de 150 kW puede costar entre 30 000 y 80 000 dólares, y un cargador de alta potencia de 350 kW puede costar entre 80 000 y 150 000 dólares o más. La electrónica de potencia modular, los sistemas de refrigeración, la carcasa robusta y los controles complejos aumentan el costo.
Esta es una diferencia de aproximadamente 10 a 50 veces en el costo del equipo entre la carga rápida de nivel 2 y CC, el factor más importante en la mayoría de las decisiones de inversión en carga.
Costo de instalación
Los costos de instalación también difieren significativamente, aunque la diferencia es menor que la de los equipos porque los factores específicos del sitio (distancia al servicio eléctrico, condiciones del sitio, etc.) tienen un impacto importante.
La instalación del cargador rápido de CC es mucho más costosa, a menudo entre $ 20 000 y $ 100 000 o más por unidad (a veces excede el costo del equipo en sí). Los requisitos eléctricos son sustancialmente mayores: un solo DCFC de 150 kW consume más de 200 amperios a 480 V trifásico y muchas instalaciones tienen varias unidades. La instalación a menudo requiere mejoras en el servicio, mejoras en los transformadores, nuevos equipos de distribución y trabajos eléctricos sustanciales. El trabajo estructural (cimientos, bolardos, soportes de marquesinas) también aumenta el costo.
Requisitos de instalación e infraestructura
Capacidad Eléctrica
Los requisitos de capacidad eléctrica son una consideración importante en cualquier guía de selección de tipo de cargador para vehículos eléctricos. Los cargadores rápidos de nivel 2 y CC tienen demandas eléctricas muy diferentes.
Un solo cargador de Nivel 2 normalmente consume entre 16 y 80 amperios a 208-240 V (monofásico o trifásico). Muchos edificios comerciales tienen suficiente capacidad eléctrica adicional para varios cargadores de Nivel 2 sin necesidad de realizar actualizaciones importantes. Con la gestión de carga, se pueden admitir aún más cargadores en un servicio eléctrico determinado.
Requisitos de espacio físico y sitio
Los cargadores de nivel 2 son compactos: la mayoría son unidades de pedestal pequeñas o montadas en la pared que ocupan muy poco espacio. Se pueden instalar en paredes, columnas o pequeños postes existentes en áreas de estacionamiento. Por lo general, no se requieren cimientos o trabajos estructurales especiales más allá de los accesorios de montaje.
Para los centros de carga rápida de CC con múltiples unidades, los requisitos de espacio son aún más importantes. Los gabinetes de energía, los dispensadores, los sistemas de enfriamiento y la infraestructura eléctrica ocupan espacio. También es importante planificar el acceso y la circulación adecuados de los vehículos.
Red y conectividad
Tanto los cargadores rápidos de nivel 2 como los de CC en entornos comerciales suelen ser cargadores inteligentes conectados a la red. Los requisitos de conectividad son similares: conexión Wi-Fi, celular o Ethernet a la plataforma de red de carga.
Los cargadores rápidos de CC pueden tener requisitos de conectividad ligeramente más exigentes porque manejan más datos y una gestión de sesiones de carga más compleja. Pero en la práctica, ambos tipos de cargadores utilizan tecnologías de comunicación similares y tienen necesidades de conectividad similares.
Casos de uso: qué tipo de cargador se adapta
Viviendas residenciales y de unidades múltiples
En el caso de los edificios de apartamentos, condominios y otras viviendas de unidades múltiples, la situación tiene más matices. Los cargadores de nivel 2 son la solución principal para el estacionamiento compartido, ya que son asequibles y apropiados para cargar durante la noche o durante todo el día. Algunos desarrollos más grandes también pueden instalar algunos cargadores rápidos de CC como servicio para los visitantes y recargas rápidas, pero el Nivel 2 sigue siendo la solución principal para la carga de residentes. Cuando observa el panorama completo en cualquier comparación de cargadores rápidos de Nivel 2 versus CC, la elección correcta depende de cómo se usarán los cargadores, quién los usará y cuál es su presupuesto y cronograma.
Carga en el lugar de trabajo
Algunos lugares de trabajo agregan una pequeña cantidad de cargadores rápidos de CC para visitantes, empleados que necesitan salir temprano para reuniones fuera del sitio o vehículos de flotas. Pero la principal solución de carga en el lugar de trabajo es el Nivel 2.
Carga minorista, hotelería y destino
Para centros comerciales, restaurantes, hoteles y otros destinos donde los conductores estacionan entre 30 minutos y varias horas, la elección tiene más matices y depende del tiempo de permanencia.
Muchas ubicaciones de destino se benefician mejor de una combinación: una mayor cantidad de cargadores de Nivel 2 para visitantes con estadías más largas, además de algunos cargadores rápidos de CC para recargas rápidas y aquellos que necesitan más alcance más rápido.
Carga Rápida en Autopistas y Públicas
Las estaciones de carga rápida en las carreteras suelen ser cargadores rápidos de CC de 50 a 350 kW, con múltiples dispensadores en cada ubicación. Estos son la columna vertebral de la red de carga interurbana que hace factibles los viajes de larga distancia con vehículos eléctricos.
Carga de flotas y depósitos
Para operaciones de flotas, el tipo de cargador correcto depende del ciclo de trabajo de la flota:
- Flotas de regreso a la base con un tiempo de permanencia prolongado (furgonetas de reparto, autobuses que regresan al depósito durante la noche): la carga de nivel 2 suele ser la solución más rentable. Los vehículos se cargan durante la noche cuando los costos de energía son bajos y la velocidad más lenta es irrelevante cuando el vehículo estará estacionado durante más de 8 horas.
- Flotas con requisitos de respuesta rápida (taxis, viajes compartidos, vehículos de reparto con múltiples turnos): se necesita carga rápida de CC para recargar rápidamente las baterías entre turnos o durante la jornada laboral.
- Ciclos de trabajo mixtos: muchas flotas utilizan una combinación: nivel 2 para carga nocturna más algunos cargadores rápidos de CC para carga ocasional durante el día.
La carga de flotas es un área en la que un análisis detallado de los ciclos de trabajo y los requisitos operativos es esencial para tomar la decisión correcta. Un cargador que es más rápido de lo necesario desperdicia dinero, mientras que uno que es demasiado lento afecta las operaciones.
Fiabilidad y Mantenimiento
Fiabilidad del cargador de nivel 2
Los problemas comunes de nivel 2 incluyen:
- Desgaste de conectores y cables por uso frecuente.
- Disparos por falla a tierra
- Problemas de conectividad/red
- Desgaste del relé o contactor con el tiempo Antes de realizar una compra, vale la pena consultar una guía de compra de cargadores comerciales para vehículos eléctricos o trabajar directamente con un proveedor experimentado como Sennan Electric para asegurarse de seleccionar el equipo adecuado para sus necesidades específicas.
La mayoría de los cargadores de nivel 2 tienen una vida útil de entre 7 y 10 años o más con el mantenimiento adecuado. Los costos de mantenimiento anual suelen ser una pequeña fracción del precio de compra inicial.
Fiabilidad del cargador rápido de CC
Los cargadores rápidos de CC son más complejos y, por tanto, tienen más puntos potenciales de fallo. Los datos de la industria muestran consistentemente que los cargadores rápidos de CC tienen tasas de tiempo de actividad más bajas que los cargadores de Nivel 2, aunque esto varía significativamente según el fabricante, la antigüedad y la calidad del mantenimiento.
El mantenimiento adecuado es incluso más importante para los cargadores rápidos de CC que para el Nivel 2. El mantenimiento preventivo regular (cambios de filtro, servicio del sistema de refrigeración, inspecciones eléctricas, actualizaciones de software) tiene un impacto importante en el tiempo de funcionamiento y la vida útil.
Tomar la decisión: un marco
Paso 1: Defina sus objetivos y usuarios
Empiece por tener claro por qué está instalando la carga y para quién es. Preguntar:
- ¿Quién utilizará los cargadores? (Empleados, clientes, visitantes, vehículos de flota, público en general?)
- ¿Qué problema estás resolviendo? (¿Beneficios para los empleados, atracción de clientes, operaciones de flota, cumplimiento, ingresos?)
- ¿Cuál es el volumen de uso esperado? (¿Cuántos autos por día, cuánto tiempo se quedarán?)
Paso 2: evaluar el tiempo de permanencia
Paso 3: Evaluar el presupuesto y la capacidad eléctrica
Si el presupuesto o la capacidad eléctrica son limitados, comenzar con la carga de nivel 2 y planificar agregar carga rápida de CC más adelante suele ser el enfoque correcto. Level 2 le ofrece una solución de carga funcional ahora a un costo menor, y puede ampliarla a medida que crece la demanda y hay capacidad disponible.
Paso 4: considerar el crecimiento futuro
Siempre que sea posible, diseñe para una futura expansión. Instale conductos adicionales, reserve capacidad del panel y considere la administración de carga para admitir más cargadores en su servicio eléctrico existente. Es mucho más barato prepararse para la expansión ahora que modernizarla más adelante.
Paso 5: comience con un piloto si no está seguro
Si aún no está seguro, comience poco a poco. Instale algunos cargadores (Nivel 2 o una combinación de Nivel 2 y CC rápido) y vea cómo se usan. Recopile datos sobre utilización, comentarios de los usuarios e impacto operativo. Utilice lo que aprenda para guiar inversiones más grandes en el futuro.
