Adecuación del ítem 4º del documento “Guía para la estandarización de la movilidad eléctrica en Paraguay” - Realizado por: División de Transporte, División de Energía y División de Competitividad, Tecnología e Innovación del BID (Banco Interamericano de Desarrollo)
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Consideraciones generales
La movilidad eléctrica está formada por un conjunto de dimensiones que integran al vehículo, la infraestructura de carga, la batería, los servicios técnicos de estos y también la seguridad y la experiencia del usuario. Es esencial que los tomadores de decisiones que acompañan a la masificación de la Electromovilidad en la región tengan en cuenta las interrelaciones e interfaces entre estos dominios, las áreas sub temáticas de cada uno y las exigencias que se están implementando alrededor del mundo y que aseguran que la confiabilidad de la tecnología no se vea comprometida.
En el camino de la transición tecnológica hacia la movilidad eléctrica y la tecnología utilizada para el desarrollo de las baterías está avanzado a grandes pasos, muchos esfuerzos se están invirtiendo para reducir variables como el costo de producción, peso y autonomía, y en esencia esto tiene el potencial de impulsar el despliegue de la movilidad a eléctrica a niveles sin precedentes. En ese sentido, uno de los desafíos para la estandarización con respecto a este componente constituye el acompañamiento al desarrollo de estas nuevas tecnologías por lo que es necesaria una constante evaluación para actualizar las normas existentes o bien trabajar en nuevos documentos. Además, un factor que es inherente a la movilidad eléctrica y podría convertirse en un problema en el futuro cercano, es la gestión de las baterías al final de su vida útil, para lo cual, se deben generar soluciones para otorgarle una segunda vida, para otras aplicaciones como por ejemplo el de utilizarlas como almacenamiento de soporte para las redes eléctricas.
Estas segundas aplicaciones necesitan medios para estimar con precesión el estado de utilidad de las baterías y su potencial vida útil en tal aplicación. Los parámetros del estado de las baterías deberán estar bien definidos en los estándares para permitir el uso de segunda vida, de lo contrario estas deberán ser gestionadas de otras maneras que generen el menor impacto ambiental posible. En ese sentido, el reciclaje se constituye como otra alternativa para la gestión de las baterías al término de su utilidad, además de contribuir con la economía circular, colabora en reducir el impacto ambiental, en tanto, los procesos deberán estar bien establecidos considerando aspectos que van desde el transporte, hasta almacenamiento y posterior reciclaje de las baterías.
Otras dimensiones que no se deben descuidar son aquellas que atañen a los vehículos eléctricos livianos de dos y tres ruedas que pueden tener requerimientos diferentes a los vehículos de cuatro ruedas por ejemplo en términos de seguridad, para lo cual IEC se encuentra desarrollando una serie de normas de la familia IEC 61851. En adición a esto, temas relacionados a vehículos eléctricos para transportes de pasajeros que con el avance de la tecnología tendrán nuevos requerimientos en términos de seguridad, desempeño y operación.
Atendiendo a lo anteriormente expuesto, con el fin de articular acciones para el desarrollo de normativas técnicas específicas para el sector, inicialmente, es recomendable la creación de un “Comité Coordinador para la Estandarización
de la Electromovilidad” que agrupe a las partes interesadas del desarrollo de esta tecnología en el país como la universidad, industria, los distintos niveles de gobierno (nacional, provincial, municipal), y organizaciones profesionales.
Estos deberán ser identificados por medio de un mapeo de actores para otorgar la mayor representatividad a las decisiones que puedan ser tomadas en el seno del comité. Organizaciones como la ISO (Organización Internacional de Normalización) y la ONUDI (Organización de las Naciones Unidas para el Desarrollo Industrial) recomiendan este tipo de comités particularmente para el desarrollo de normas voluntarias que anteceden y sirven de base a regulaciones más estrictas exigidas por la ley. Seguido a esto, la creación de grupos de trabajo en ejes claves para el despliegue de la tecnología como: Vehículo, Infraestructura y servicio de soporte. Sin embargo, el Comité puede realizar la selección de los grupos de trabajo que considere apropiados para el contexto e interés preponderante y canalizar a través de los mismos la generación de insumos específicos.
Las funciones que tendrá a su cargo el Comité van desde la coordinación de los grupos de trabajo, hasta la revisión y posterior aprobación de los productos generados en esos espacios. Además, la mediación de disputas que pudieran surgir en torno al desarrollo o estudio de los documentos de estándares.
El número de participantes de los grupos de trabajo será determinado en función de las prioridades y experiencias necesarias, y sus integrantes serán sugeridos por el comité coordinador, pudiendo cualquier interesado solicitar su inclusión que será estudiada y aprobada por el comité. Se recomienda que las personas seleccionadas tengan un conocimiento amplio y experiencia específica sobre la temática del grupo en el que van a colaborar.
Cada grupo de trabajo debe seleccionar internamente y bajo aprobación del comité coordinador dimensiones para su estudio dentro del eje temático del mismo pudiendo ser:
•Vehículo: Baterías, Componentes y Accesorios, Interfaz gráfica del usuario.
•Infraestructura: Sistemas de Carga, Comunicación e Interconectividad,
Buenas Prácticas en la Instalación.
•Servicio de Soporte: Capacitación y Entrenamiento del personal y recomendaciones prácticas para su seguridad.
Estas dimensiones son sugeridas y podrán, o no, ser seleccionadas en función a las necesidades del país. Sin embargo, son dimensiones identificadas como críticas para el desarrollo de la Electromovilidad. Como ejemplos en la región, Uruguay se encuentra trabajando en materia de estandarización sobre movilidad eléctrica con el Comité Técnico Especializado de Normalización sobre “vehículos eléctricos”, y Brasil a través de dos espacios diferenciados el Comité Brasileño Automotriz (ABNT/CB-005) y el Comité Brasileño de Electricidad (ABNT/CB-003).
Se presenta las cuatro etapas que fueron definidas exclusivamente para este trabajo y que permitirán tener una visión general acerca de los requerimientos del mercado de la Electromovilidad. Cada etapa está asociada a un punto de partida, los mismos fueron establecidos con base en recomendaciones, diagnósticos de la situación actual y proyecciones sobre el despliegue de la Electromovilidad.
A nivel mundial ha quedado demostrado que los procesos de implementación de la Electromovilidad comprenden el establecimiento de un conjunto de objetivos,
políticas de fomento y estándares técnicos y normativas. Concretamente, a nivel internacional por lo general estos inician con programas de adquisición de vehículos promovidos por el estado, para estimular la demanda de vehículos eléctricos y permitir una penetración inicial. La adopción de estándares facilita, tanto la instalación de infraestructura de carga de acceso público (que sigue a estos programas de adquisición impulsados por los gobiernos) como la interoperabilidad de los sistemas de carga.
Estas acciones se encuadran dentro de la primera etapa, a la que clasificamos como “Preparación del Mercado”. Esta etapa consiste en la conformación de marcos normativos de fomento de la Electromovilidad, incluyendo: las normas, estándares técnicos, e incentivos fiscales y económicos a la oferta y la demanda. Un anticipado desarrollo de los requerimientos regulatorios y normativos es un prerrequisito indispensable para fomentar la adopción de la tecnología.
La primera etapa debe priorizar la coordinación entre los organismos nacionales de normalización y los reguladores para garantizar que las normas y reglamentos para este mercado de rápido crecimiento se pueda desarrollar con base en un sustento técnico referencial adecuado.
Los Organismos de Desarrollo de Estándares nacionales para vehículos eléctricos deben participar con ISO e IEC para armonizar los estándares regionales y nacionales. Esto garantizará que el despliegue de la Electromovilidad que se produce en países de todo el mundo no genere riesgos debido a la incompatibilidad o falta de consenso en términos normativos entre un territorio y otro.
Finalmente, se debe establecer un conjunto armonizado de estándares de seguridad y pruebas que sirva como referencia a los fabricantes y a las agencias de evaluación de conformidad. Esos esfuerzos deberían estimular el establecimiento de proyectos que demuestren la confiabilidad de la movilidad eléctrica y la aceptación del cliente.
En este sentido, para la estandarización, una etapa fundamental es la creación de mecanismos para la verificación de las normativas, a través de la implementación de sistemas de evaluación de conformidad por medio de “Laboratorios de Certificación”.
La segunda etapa, a la que definimos como “Despegue del Mercado”, es una fase de adaptación, en la cual se espera que la estabilización del mercado ocurra. Dentro de la misma la aceptación de los vehículos eléctricos y los modelos de integración de la red por parte de los consumidores aún no es concretada, sin embargo, el precio de compra de la tecnología es equiparable a la de los vehículos a combustión interna. Se prevé sobre todo la introducción de la movilidad eléctrica al mercado, de manera sistemática, con medidas más agresivas de instalación de infraestructura.
Para este propósito, también las flotas de la administración pública desempeñan un papel estratégico en generar un estímulo a la difusión de los beneficios de la tecnología y crecimiento de la flota eléctrica.
Las medidas dirigidas a objetivos promueven el rápido aumento en el número de vehículos eléctricos en el mercado. Esto desbloqueará economías de escala en todos los sectores de la industria. El conjunto de acciones llevadas a cabo genera un ambiente propicio para el desarrollo de la tecnología permitiendo alcanzar la tercera etapa: la “Masificación de la Electromovilidad”.
Los grupos de trabajo deben formular sus estudios haciendo especial atención a dos segmentos que influyen o vinculan a la movilidad eléctrica: desde un enfoque micro, deben analizar a la tecnología en función al usuario, y desde un punto de vista macro deben fomentar prácticas que estimulen el crecimiento sostenible y seguro del mercado.
Para el usuario, los criterios mínimos que se deben considerar son la interoperabilidad y armonización de los sistemas de modo a que tenga completa confianza en el uso de la tecnología, y los requisitos técnicos mínimos generales que van desde la calidad hasta la seguridad.
Para el mercado, se debe prever la masificación de la Electromovilidad, un proceso que van estrechamente ligado a la industrialización de la tecnología en la región.
Los criterios expuestos deben ser considerados tomando en cuenta una dimensión horizontal que afecta a todos los segmentos: la sustentabilidad ambiental, que implica poder controlar los impactos negativos o externalidades de la Electromovilidad sobre el medio ambiente. La gestión de las baterías se presenta como una acción clave en este sentido.
Criterios de Evaluación de Normativas según el impacto
Normativas por Ejes
Las
dimensiones claves que se recomiendan considerar a la hora de establecer o
evaluar normativas y estándares para la Electromovilidad se muestran en el
siguiente gráfico.
A nivel macro, el vehículo como un todo (A),
la infraestructura de carga (B) y el servicio de soporte (C). Cada una de estas
dimensiones, a su vez, poseen ejes temáticos que están estrechamente
interrelacionados por los accesorios (1), la comunicación (2), la topología de
carga (3), por último y no menos
importante la seguridad (4).
Primeramente, los accesorios (1) incluyen los tomas de las estaciones de carga y los conectores de los vehículos, estos estas definidos a partir de los modos de carga, que determinan las dimensiones de compatibilidad e interoperabilidad para los accesorios.
La comunicación (2) implica la interfaz entre el vehículo, la estación de carga y la red, en donde se definen los requerimientos de protocolos de comunicaciones, las capas para las conexiones de datos, y el control para la carga.
Seguidamente, la topología de carga (3) define la forma de carga según la estación, entre las cuales están la carga inalámbrica, sistemas de suministro de corriente alterna o continua en estaciones, y los sistemas conductivos en carretera.
Finalmente,
la seguridad (4) abarca las protecciones
contra choques eléctricos a personas, contra corto circuito, el grado de
protección por niveles de entorno o envolventes, y los requerimientos de
seguridad de la conexión externa para la carga.
El vehículo eléctrico es un sistema complejo compuesto de múltiples dimensiones como las baterías, el sistema eléctrico ya sean motores, cableado, o sus varios componentes y accesorios asociados, que corresponden a la ingeniería eléctrica. También, la interfaz de usuario es una parte esencial que permite complementar la experiencia del usuario en el uso del vehículo. En la siguiente tabla se muestran las normativas recomendadas a este eje que permitirán guiar los estudios para la estandarización de la movilidad eléctrica.
El Vehículo
Cada punto descripto se encuentra determinado por normas, que involucran las interacciones de los cuatro ejes temáticos mencionados con el vehículo, la infraestructura de carga y el servicio de soporte.
Esto es importante conocer dado que una misma norma puede tocar varios puntos relacionados a varias dimensiones y ejes temáticos. Sin embargo, también existen normas enfocadas en puntos bien específicos que conciernen a una sola dimensión y eje como se expone más adelante. Las siguientes secciones detallarán a profundidad todas las dimensiones mencionadas arriba, ya que estas inciden de forma directa en el entorno de la Electromovilidad. En la siguiente tabla se muestran las normativas refereidas a este eje.
Las Baterías y Accesorios
El sistema de almacenamiento de energía de los vehículos eléctricos es uno de los componentes más importantes no sólo para el funcionamiento y seguridad del mismo, sino también por cuestiones ambientales, por ello se les debe prestar especial atención en lo que a estándares, normativas y regulaciones se refiere.
En recientes estudios, se ha encontrado que, si bien el costo de las baterías se está reduciendo considerablemente comparado con años anteriores, sigue constituyendo un porcentaje importante del precio de adquisición del vehículo, alcanzando aproximadamente el 30%. Aparte de las baterías el vehículo eléctrico también está compuesto por un conjunto de piezas, accesorios y otros varios componentes.
Dentro del conjunto de accesorios se incluyen diversas partes, tales como, el enchufe, los tomas de corriente, los conectores del vehículo, las fichas y el conjunto de cables para los vehículos eléctricos. La estandarización de las baterías para los vehículos eléctricos presenta variados aspectos, incluyendo el desempeño, las dimensiones y la seguridad.
En ese sentido, ISO e IEC actúan respectivamente a nivel de sistema y de celdas.
Preparación de Mercado
En la Preparación del Mercado es importante definir aspectos relacionados a la operación de la batería (desempeño y eficiencia), la seguridad y la gestión de las mismas.
La norma IEC 60529 define la clasificación de los grados de protección proporcionados por los equipos eléctricos con voltajes nominales hasta 72,5 kV, esta ha sido clasificada como un estándar horizontal de acuerdo con la IEC 104. La importancia de esta norma para las baterías subyace en la necesidad de que estas cuenten con un grado de protección que asegure su operación segura para todo tipo de condiciones adversas.
La serie ISO 6469 detalla especificaciones de seguridad sobre los vehículos de calle con propulsión eléctrica tanto para las baterías como para los accesorios en generales, en su parte 1 considera el sistema de almacenamiento de energía recargable, en la parte 2 define aspectos de seguridad operacional del vehículo para la protección de personas dentro y fuera del mismo, en la parte 3 revisa temas de seguridad eléctrica en general y en su parte 4 expone acerca de la seguridad eléctrica posterior a un siniestro.
Complementando lo anterior, las partes 1 y 2 de esta norma tratan temas específicos relacionados a las baterías y la seguridad. Por otro lado, esta serie no se aplica a motocicletas y ciclomotores y tampoco proporciona información de seguridad integral para personal de primeros auxilios, servicios de emergencia, personal de mantenimiento y reparación. Esta serie de normas considera principalmente la seguridad respecto a la fuente de energía eléctrica.
Continuando en lo que respecta a la seguridad, en la etapa inicial, la ISO 17409: 2015 especifica los requisitos de seguridad eléctrica para la conexión conductiva de vehículos de carretera propulsados eléctricamente a una fuente de alimentación eléctrica externa utilizando un enchufe o entrada de vehículo.
En lo que respecta a interoperabilidad, la serie IEC 62196 da especificaciones en cuanto a enchufes, tomas de corriente, conectores y fichas para la carga conductiva de los vehículos eléctricos. En su primera parte, se especifican los requisitos generales, en la segunda, los requisitos de compatibilidad dimensional e intercambiabilidad de accesorios como clavijas y tubos de contacto en AC, la tercera y última parte revisa los requisitos de compatibilidad dimensional e intercambiabilidad para los conectores DC y AC/DC, además de los acopladores para vehículos.
Las normas IEC 61427-1: 2013 e IEC 61427-2: 2015 hablan sobre el uso de baterías secundarias para el almacenamiento de energía renovable. La primera parte dedicada aplicaciones en generación fotovoltaica aislada de la red y la segunda para aplicaciones en escenarios de conexión a las redes eléctricas. Esta serie se presenta como una alternativa interesante para el estudio de la gestión de las baterías al final de su vida útil como parte de un vehículo eléctrico para darle unos años más de vida útil en tanto se pueda establecer un sistema de reciclaje adecuado.
Laboratorio de Certificación
Para la instalación de un Laboratorio de Certificación se deben considerar normativas que orienten e indiquen en cuanto los procedimientos de pruebas y evaluaciones. En ese sentido, la serie IEC 62660 es un conjunto de normativas que contienen pruebas para evaluación de conformidad para baterías de celdas de litio en vehículos eléctricos. La parte 1 de la IEC 62660, habla sobre pruebas de rendimiento; la parte 2 acerca de pruebas de fiabilidad y sobrecarga; la parte 3, da requisitos de seguridad y, por último, la parte 4, no es en sí una normativa, sino, un documento técnico referencial, y proporciona métodos de evaluación alternativos para la prueba interna de cortocircuito dadas en IEC 62660-3.
Por otro lado, la norma ISO 12405, en su parte 4, publicada en el año 2018 da las especificaciones de prueba de rendimiento para los paquetes y sistemas de baterías de iones de litio en vehículos de carretera con propulsión eléctrica. Este listado también corresponde los accesorios, puesto que dichas normativas también contemplan otros equipos del vehículo eléctrico.
Despegue y Masificación
En la Preparación del Mercado es importante definir aspectos relacionados a la operación de la batería (desempeño y eficiencia), la seguridad a grandes rasgos y la gestión de las mismas.
La norma IEC 60529 define la clasificación de los grados de protección proporcionados por los equipos eléctricos con voltajes nominales hasta 72,5 kV, esta ha sido clasificada como un estándar horizontal de acuerdo con la IEC 104.
La importancia de esta norma para las baterías subyace en la necesidad de que estas cuenten con un grado de protección que asegure su operación segura para todo tipo de condiciones adversas.
La serie ISO 6469 detalla especificaciones de seguridad sobre los vehículos de carretera con propulsión eléctrica tanto para las baterías como para los accesorios en generales, en su parte 1 considera el sistema de almacenamiento de energía recargable, en la parte 2 aspectos de seguridad operacional del vehículo para la protección de personas dentro y fuera del mismo, en la parte 3 revisa temas de seguridad eléctrica en general y en su parte 4 acerca de la seguridad eléctrica posterior a un siniestro. Complementando lo anterior, las partes 1 y 2 de esta norma tratan temas específicos relacionados a las baterías y la seguridad. Por otro lado, esta serie no se aplica a motocicletas y ciclomotores y tampoco proporciona información de seguridad integral para personal de primeros auxilios, servicios de emergencia, personal de mantenimiento y reparación. Esta serie de normas considera principalmente la seguridad respecto a la fuente de energía eléctrica. En ese sentido, la etapa de preparación del mercado es una etapa para iniciar las discusiones en cuanto a estos temas.
Continuando en lo que respecta a la seguridad, en la etapa inicial, la ISO 17409: 2015 especifica los requisitos de seguridad eléctrica para la conexión conductiva de vehículos de carretera propulsados eléctricamente a una fuente de alimentación eléctrica externa utilizando un enchufe o entrada de vehículo.
La Interfaz de Usuario
Existen una gran cantidad de estándares a nivel mundial que detallan y definen lo necesario respecto a los símbolos gráficos que pueden ser observados dentro de un vehículo. Sin embargo, la mayoría no son normativas específicas para los vehículos eléctricos. Debido a esto, se recomienda sean analizadas las normativas generales que por su naturaleza podrían ser aplicadas a los vehículos eléctricos.
Por un lado, la IEC 60445 revisa los principios básicos y de seguridad para la interfaz hombre-máquina, marcado e identificación. Esta se aplica para la identificación y el marcado de terminales de equipos eléctricos, como también proporciona reglas generales para el uso de ciertos colores o notaciones para identificar conductores con el objetivo de evitar ambigüedades.
Además, y aunque la siguiente normativa fue publicada en 1984, su estudio puede contribuir de manera a complementar aspectos no contemplados en otras normativas, para ello la IEC TR 60784 define la instrumentación de vehículos eléctricos de calle y el tipo de instrumentos y dispositivos de señalización que pueden ser instalados y como deben ser hechos. Para el etiquetado de eficiencia energética se propone la revisión de la SAE J1634 que da especificaciones sobre procedimientos de prueba de consumo de energía y autonomía del vehículo eléctrico.
Complementando a esto normativas de control y visualización a través de etiquetado, que describan los requerimientos necesarios para el lugar, la identificación, el color y la iluminación de los controles e indicadores del motor y componentes peligrosos de un vehículo eléctrico deberán ser diseñadas.
Dicho esto, se considera de suma importancia la elaboración de normativas y estándares para símbolos gráficos en vehículos eléctricos. Información como el estado de batería, fallas u operaciones del sistema deben ser desarrolladas a futuro. Esto es importante porque permitirá que cualquier conductor sin importar el idioma comprenda a grandes rasgos ciertos aspectos técnicos relacionados al vehículo eléctrico.
Infraestructura
Esta dimensión en términos de movilidad eléctrica generalmente engloba a todos los puntos que se enmarcan en la infraestructura de carga, incluyendo los conectores y acopladores de los cargadores, así como los cargadores propiamente dicho, sus modos de operación o algunos aspectos de las redes eléctricas. Los sistemas de carga conductiva hacen referencia a los conectores, cargadores, es decir a la infraestructura relacionada al suministro de energía para los vehículos, dimensiones que contempla la carga segura y de fácil acceso.
Además, los requisitos claves que permiten asegurar la interoperabilidad de los vehículos eléctricos con la infraestructura de carga. En la siguiente tabla se muestran las normativas relacionadas a este eje que permitirán guiar los estudios para la estandarización de la movilidad eléctrica.
Los Sistemas de Carga
La mayoría de las actividades de carga de los vehículos eléctricos particulares tienen lugar en las residencias de los propietarios. Sin embargo, los usuarios y aquellos potenciales expresan un fuerte interés en la disponibilidad de infraestructura de carga pública, así mismo en estudios sugieren que esto es un factor determinante a la hora de adquirir un vehículo eléctrico.
Los Sistemas de Carga son importantes para suministrar energía a los vehículos, y sus normativas deben ser desarrollada de manera razonable y proyectada con base en factores claves como la interoperabilidad y armonización, así como otros aspectos técnicos y de seguridad que van desde los tipos de conectores, hasta los modos de carga y las buenas prácticas en la ejecución de sus instalaciones eléctricas.
Para anticiparse al uso extensivo de los sistemas de carga inductiva, se desarrolló una serie de estándares que trata los temas referidos a los sistemas de transferencia de energía inalámbrica para los vehículos eléctricos. Es importante aclarar que la tecnología para cargas inalámbricas aún se encuentra en sus etapas iniciales.
Preparación del Mercado y Laboratorio de Certificación
En la Preparación del Mercado se propone la revisión de las siguientes normas:
Primeramente, la IEC 61851-1: 2017 que especifica los requisitos generales para los sistemas de carga conductiva de vehículos eléctricos. Los aspectos cubiertos en esta norma incluyen: las características y condiciones de funcionamiento del equipo de suministro del vehículo eléctrico; la especificación de la conexión entre el equipo de suministro del vehículo y los requisitos de seguridad eléctrica para el equipo de suministro.
Luego, la IEC 61851-23: 2014 trata aspectos de la estación de carga de CC.
Por último, de esta misma serie, la IEC 61851-21-2: 2018 revisa los requisitos de los vehículos eléctricos para la conexión conductiva a un suministro de CA / CC, incluyendo los requisitos de compatibilidad electromagnética.
La IEC 61851-1:2017 organiza la carga de los VE en cuatro modos, esta clasificación se da en función a la corriente de carga y la conexión. Específicamente para el modo 2 de carga, el cual consiste en un suministro AC desde una toma corriente convencional sin comunicación, con control piloto en el cable y una corriente máxima de 32 A, la IEC 62752 revisa aspectos relacionados a los dispositivos de control y protección en el cable de los vehículos eléctricos. Así mismo se vuelve a incorporar la revisión de la serie IEC 62196 .
El desarrollo de la Electromovilidad traerá consigo nuevas alternativas tecnológicas para extensión de autonomía, como la carga inalámbrica cuyas generalidades y conceptos es revisada en la IEC 61980-1: 2015. En cuanto a las prácticas de montaje de equipos de conmutación y control para estaciones o puestos de distribución se cuenta con la IEC 61439-7: 2018, la cual describe aplicaciones específicas como puertos deportivos, sitios para acampar, plazas y estaciones de carga de vehículos eléctricos.
Despegue y Masificación de la Electromovilidad
Durante las etapas de despegue y masificación de la Electromovilidad, se propone la revisión de la de la tercera parte de la IEC 61980 y de la serie ISO 21498 que entraría en reemplazo de las ISO 19295.
La Comunicación
Los protocolos de comunicación dependen principalmente del tipo de conexión física que vincula al vehículo eléctrico con el punto de carga, que a su vez es propio de cada estándar. La comunicación en cuanto a la infraestructura de carga se vuelve cada vez más relevante al incrementar la velocidad de carga y a mayor complejidad de los equipos de suministro. Este, es un factor clave que se debe atender para la interoperabilidad y armonización.
Los estándares en materia de comunicación cuya aplicación es más expandida a nivel internacional son aquellos propuesto por SAE e ISO – IEC. Los últimos, incluso han trabajado conjuntamente en el marco del comité técnico ISO/TC 22/SC 3 – IEC/TC 69. Por parte del comité ISO/IEC se tiene la familia de estándares ISO 15118, que, en líneas generales, describe el protocolo de comunicación digital que un vehículo eléctrico y una estación de carga deben utilizar para recargar la batería del vehículo. Como parte del Sistema de Carga combinado (CCS), ISO 15118 cubre todos los casos de uso relacionados con la carga alrededor del mundo.
Esto incluye aplicaciones de carga conductiva (CA y CC) e inalámbricas, además contempla el uso de pantógrafos que se utiliza para recargar vehículos pesados como autobuses. Así mismo, IEC 61851-1 proporciona los requerimientos básicos para la comunicación digital entre el equipo de suministro, el vehículo eléctrico y el sistema de gestión.
Sin embargo, la ISO 15118 en sus nueve capítulos cubre todos los aspectos relacionados a la comunicación de manera más extensiva incluyendo a los sistemas de comunicación del vehículo a la red (V2G). Pasando al plano técnico, con respecto a los métodos de comunicación para carga rápida en DC, el más utilizado a nivel internacional es el protocolo PLC, mientras que CHAdeMO y GB/T utilizan el método CAN.
Asimismo, en la mayoría de los casos a nivel internacional, el control piloto propio de los equipos de suministro utiliza monitoreo de detección de voltaje, excepto en China que utilizan detección de corriente.
Preparación del Mercado
Las normativas propuestas para estudio en este esta dimensión para la preparación del mercado incluye la IEC 61851-24 y la ISO 15118. La primera, revisa aspectos de la comunicación digital estación de carga y un vehículo eléctrico para carga en CC.
La segunda, define la comunicación del vehículo a la red (V2G) para la carga y descarga de vehículos eléctricos tratando su primera parte información general y definición de casos de uso. En complemento a esto se recomienda el estudio de la serie completa de la ISO 15118, para el despegue del mercado. En la etapa de despegue del mercado, también se recomienda revisar los requisitos de comunicación para carga inalámbrica.
Las buenas prácticas en la ejecución de obras de infraestructura son aspectos muy importantes a tener en cuenta para que la experiencia del usuario sea confiable a la hora de recargar sus vehículos. Estos procedimientos deben ser aplicados a instalaciones que albergan los equipos de suministro en diferentes espacios (públicos, residenciales, comerciales, industriales, electrolineras, etc.), atendiendo la seguridad de las personas, el correcto dimensionamiento de los equipos, entre otros factores como la tensión de operación o potencia requerida.
IEC ha publicado aproximadamente 43 estándares pertenecientes a la serie IEC 60364 que atiende a las instalaciones eléctricas de baja tensión en variadas dimensiones, incluso, se cuenta con una parte que hace referencia a la movilidad eléctrica, esta es aquella cuyo contenido incluye los requisitos para instalaciones o ubicaciones especiales para el suministro a vehículos eléctricos.
Otro aspecto que debe ser considerado para las instalaciones es el grado de protección en general de los recintos que se contempla en el estándar IEC 60526, la protección contra descargas eléctricas y aspectos comunes para la instalación y el equipamiento que se detalla en IEC 61140:2016. Además, a grandes rasgos es necesario revisar los conceptos iniciales para los sistemas de alimentación interrumpida que asistirán a estas instalaciones que se contemplan en IEC 62040-1:2017.
Soporte Técnico
Los
estándares referentes a servicios de soporte y mantenimiento especifican las
normas necesarias mínimas en cuanto a la educación y capacitación del personal,
sean estos aquellos que responden ante emergencias, o bien, en procesos de
mantenimiento.
Se deben desarrollar como mínimo los siguientes puntos: apagado de emergencia del vehículo, guías en caso de emergencia tanto como para la desconexión de carga o evacuaciones. Además de los entrenamientos y la capacitación correspondiente del capital humano.
Las normas referentes a la educación y capacitación adquieren suma relevancia con vistas al objetivo de salvaguardar la integridad del usuario, el prestador de servicio de mantenimiento o del personal de emergencia del vehículo eléctrico.
La mayoría de los vehículos propulsados eléctricamente, durante eventos involuntarios o anormales (como un accidente automovilístico), los sistemas de seguridad del vehículo, incluida las protecciones eléctricas de alto voltaje, están diseñados para abrir circuito de alto voltaje, aislando la energía dentro de la batería y colocando el sistema de propulsión eléctrica en un modo no operativo. Estos sistemas brindan seguridad contra descargas eléctricas según sea necesario, así como propulsión involuntaria.
Asimismo, una de las normativas SAE proporciona un proceso de diagrama de flujo para evaluar problemas con el vehículo y la batería, así como también ofrece recomendaciones para la identificación del vehículo, la desactivación de alto voltaje y los elementos críticos. Las prácticas recomendadas para respuestas ante emergencias están dadas en SAE J2990. Las normas de seguridad para la gestión por parte del personal de los sistemas de baterías de los vehículos están dadas en SAE J2929, y los procedimientos que debe seguir el para pruebas de seguridad se dan en la SAE J2464.
Ing. Ricardo Berizzo
Cátedra: Movilidad Eléctrica
U.T.N. Regional Rosario 2022.-
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