Qué es el “Ciclo de Carga” de la batería de litio?

Estimados Amigos de la Movilidad Eléctrica
En esta oportunidad veremos un tema que, en general, no esta muy claro.
En todo artefacto que tenga baterías de litio recargables.
Saludos cordiales
Ricardo
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Qué es el "Ciclo de Carga" de  la batería de litio?

 

Las baterías son sistemas electroquímicos complejos y hay varios factores que afectan los ciclos de la batería, incluida la química, cómo se usa la misma y una amplia gama de factores ambientales. Estas preguntas frecuentes presentan algunas de las complejidades y sutilezas relacionadas con la cuantificación de los ciclos de la batería.

 


 

El concepto de ciclos de batería recargable comienza con el ciclo de descarga que se define como el proceso de vaciar una batería completamente cargada hasta un estado de descarga total. Esa definición no es útil en aplicaciones prácticas, ya que casi nunca es una buena idea descargar completamente una batería. Y no considera varios factores importantes como la rapidez con la que se agota la batería. Tratar una batería "con cuidado" y descargarla a un ritmo menor casi siempre aumenta la vida útil de la batería.

 

La definición de ciclo de vida mide cuántas cargas y descargas completas puede experimentar una batería recargable antes de que ya no mantenga la carga. Un problema con esa definición es el término "mantener la carga". ¿Eso significa que una batería al final de su ciclo de vida será capaz de mantener una carga cero? No. En aplicaciones prácticas, una batería ya no se considera utilizable cuando su carga máxima se reduce a una fracción de su capacidad inicial, como el 80 % o el 50 %.

 

Además, en aplicaciones del mundo real, existe el problema de que las baterías rara vez se descargan por completo, o incluso se descargan al mismo porcentaje de su capacidad total durante usos secuenciales. Por ejemplo, si una batería se descarga al 50 % de su capacidad y luego se recarga por completo, eso se define como la mitad de un ciclo de carga/descarga.

 

Algunos conceptos a tener en cuenta

 

Profundidad de descarga

La profundidad de descarga (DoD) es el porcentaje de la capacidad de la batería que se ha descargado. Está relacionada con el estado de carga (SoC), que mide el porcentaje de la capacidad total restante. Una batería con un DoD del 25 % tendría un SoC del 75 %. Cuanto más a menudo se exponga una batería a un DoD alto, también llamado descarga profunda, menor será su ciclo de vida, figura 1.


 

Química y voltaje

La química de la batería es un factor importante para determinar el ciclo de vida. Las baterías de plomo ácido selladas (SLA) suelen tener una vida útil de 500 ciclos completos de carga/descarga. En el caso de las baterías de iones de litio, la vida útil depende de la química específica que se utilice. Por ejemplo, las baterías de fosfato de hierro y litio (LFP) pueden tener una vida útil de más de 2000 ciclos, mientras que las celdas de óxido de manganeso y litio (LMO) suelen tener una capacidad nominal de 700 ciclos o menos.

 

Las condiciones de carga, especialmente el voltaje de carga, también son importantes. Muchas químicas de  litio no pueden funcionar a más de 4,20 V por celda. Los voltajes más altos pueden proporcionar un aumento de capacidad a corto plazo, pero acortan la vida útil y pueden comprometer la seguridad, figura 2. El ciclo de vida de la mayoría de las baterías de iones de litio se especifica con un voltaje de carga nominal de 4,2 V. La tecnología de carga rápida está fuera del alcance de este análisis e implica el uso de voltajes más altos, además de la gestión térmica y del voltaje en tiempo real para evitar daños a la batería.

 


 

Importancia del recuento de ciclos

La importancia de los recuentos del ciclo de seguimiento radica en su correlación directa con una longevidad de batería. Cada ciclo de carga contribuye a la degradación gradual de la capacidad de una batería. Por ejemplo, en las baterías de  litio, con cada ciclo completo, hay una disminución marginal en la capacidad global de la batería, lo que conduce a una reducción del tiempo de ejecución y el rendimiento con el tiempo.

 

Impacto en el rendimiento de la batería

El ciclo cuenta para ayudar a predecir una vida útil de la batería y evaluar su estado de salud actual. Los fabricantes y usuarios deben estimar cuánta vida útil podría tener una batería antes de necesitar reemplazo o experimentar problemas de rendimiento significativos.

 

 

Pruebas para estimar el  ciclo de vida

En las pruebas del ciclo de vida de las celdas  de litio, un grupo de celdas de muestra se somete a cientos de ciclos de carga y descarga durante un período prolongado de, por lo general, varios meses o más, para predecir el final de la vida útil del ciclo de carga y descarga de las celdas. Las tasas de carga y descarga pueden variar de 0,5 a varios C (la tasa C es un parámetro que indica la tasa de carga y descarga de una batería). La mayoría de las veces, se utilizan protocolos de carga y descarga normalizados. El ciclo de vida casi siempre se realiza a temperaturas elevadas utilizando una cámara de temperatura, para acelerar aún más el envejecimiento.


 


La pérdida de capacidad a lo largo de la vida útil es la preocupación principal, donde una pérdida de capacidad del 20 % se define como el final de la (primera) vida útil de las celdas. El número de ciclos al final de la vida útil se predice extrapolando la pérdida de capacidad real medida después de ejercitar las celdas durante cientos de ciclos. Esto se ilustra en la figura anterior. El ciclo de vida también puede revelar otras cosas que pueden llevar a un final prematuro de la vida, como la separación de láminas de electrodos, cortocircuitos, etc. Estos suelen revelarse como una caída abrupta de la capacidad, en lugar de una pérdida gradual.

 

Un ciclo de carga de una batería  de litio

En general, es mejor pensar en la vida útil de la batería de litio en relación con la cantidad de veces que se completa el ciclo de carga y no como directamente relacionada con la cantidad de cargas. Como se ejemplifica en el la siguiente figura.


La vida útil de una batería de litio está relacionada con la carga total de la batería y no tiene  que ver con el número de cargas.

 

Conclusión:

"La vida útil del ciclo se refiere a la cantidad de cargas y descargas completas que puede pasar una batería recargable antes de que ya no tenga carga. Un ciclo de carga se completa cuando una batería pasa de estar completamente cargada a estar completamente descargada. Por lo tanto, como ejemplo, descargar una batería al 50 % y luego volver a cargarla al 100 % solo se contabilizaría como la mitad de un solo ciclo de batería". El número de ciclos de una batería es un valor estadístico derivado de ensayos de laboratorio que muestra el valor aproximado probable, no exacto.  

 

 

Ricardo Berizzo

Ingeniero Electricista                                                                                    2024.-

 

 

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España Impulsa Nueva Ley para Exigir Informes de Sostenibilidad a Grandes Empresas


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Soy Teresa Monaco, redactora de Papernest, y editora de la sección del blog que se ocupa del apartado de información y temas relacionados con energía, nuevas tendencias y sostenibilidad.

Creemos que podría interesarte nuestro artículo más reciente sobre la nueva ley en España que obligará a grandes empresas y pymes cotizadas a publicar informes de sostenibilidad. Estos informes deberán incluir datos sobre su impacto ambiental, social y ético, promoviendo la transparencia y responsabilidad corporativa en el país.

Te enviamos este artículo pensando que podría ser interesante para ti y para tus lectores. Puedes publicarlo tal cual está o modificarlo a tu gusto en función de tus necesidades editoriales. Si necesitas imágenes adicionales, no dudes en ponerte en contacto con nosotros.

Sólo pedimos que se especifique nuestra fuente con la siguiente anotación por motivos de derechos de autor.

Fuente: papernest.es


<<<<<<<<<<<<<<INICIO DEL TEXTO


España Impulsa Nueva Ley para Exigir Informes de Sostenibilidad a Grandes Empresas


España ha dado un paso importante hacia la sostenibilidad corporativa con la aprobación de una nueva ley que obliga a grandes empresas y pymes cotizadas a presentar informes de sostenibilidad. Este proyecto de ley, aprobado recientemente por el Consejo de Ministros, tiene como objetivo asegurar que las compañías proporcionen información transparente sobre su impacto en el medio ambiente, la sociedad, y otros aspectos de responsabilidad corporativa. En este artículo, analizamos los detalles de esta ley, su impacto en el mercado y su papel en la estrategia de sostenibilidad de España.


¿Qué es la nueva ley de informes de sostenibilidad en España?


La nueva ley obliga a las grandes empresas y a algunas medianas a elaborar informes anuales que detallen su impacto en áreas clave como el medio ambiente, la sociedad, los derechos humanos y la gobernanza. A diferencia de los informes financieros, estos documentos incluirán información sobre cómo las empresas gestionan su impacto ambiental, lo que permitirá a consumidores, inversores y reguladores evaluar sus compromisos de sostenibilidad.


El objetivo de la ley es alinearse con los estándares europeos y mejorar la transparencia de las compañías en temas de sostenibilidad, asegurando que sus operaciones tengan un menor impacto en el planeta y en la sociedad. Las empresas deberán proporcionar estos datos en un formato digital específico, lo que facilitará su comparabilidad y permitirá una revisión más fácil y precisa de sus prácticas.


¿Cuáles son los temas clave que deben incluirse en los informes?


La ley detalla que los informes de sostenibilidad deben cubrir los siguientes aspectos:

  • Ambiental: Indicadores sobre emisiones de carbono, uso de recursos naturales y gestión de residuos, entre otros.

  • Social: Impacto en la comunidad, condiciones laborales, igualdad de género, y otras prácticas que afectan a empleados y comunidades.

  • Gobernanza: Prácticas éticas y transparencia en la toma de decisiones, incluyendo el cumplimiento de normativas y medidas anticorrupción.

  • Derechos Humanos: Acciones para proteger los derechos humanos en todas las actividades comerciales y en la cadena de suministro.

La inclusión de estos temas garantiza que los informes brindan una visión completa del impacto de cada empresa, destacando tanto sus avances como las áreas de mejora en su compromiso hacia una economía más sostenible.


¿Cómo afecta esta ley a las empresas en España?


La ley tendrá un impacto directo en grandes empresas y pymes cotizadas en España, que deberán adaptar sus sistemas de información y gestión para cumplir con los nuevos requisitos. La obligatoriedad de estos informes añade una capa de responsabilidad para las empresas, que ahora deberán considerar sus impactos no solo financieros, sino también ambientales y sociales.


Para las empresas que ya tienen políticas de sostenibilidad, esta ley representa una oportunidad para destacar sus esfuerzos y compromisos. Sin embargo, aquellas que aún no han implementado prácticas sostenibles podrían enfrentar nuevos desafíos operativos y financieros para cumplir con estos estándares. Las compañías en sectores como la energía renovable y la gestión de recursos también deberán ajustar sus prácticas para alinearse con los objetivos de sostenibilidad.


¿Cuándo entra en vigor la ley de sostenibilidad en España?


La ley establece un periodo de adaptación para las empresas, especialmente las pymes, que contarán con más tiempo para cumplir con los requisitos. El gobierno prevé que la ley entre en plena vigencia en los próximos años, dando a las empresas el tiempo necesario para ajustar sus sistemas de reporte.


Además, se espera que este tiempo permita a las pymes superar las barreras iniciales de implementación, ayudándoles a desarrollar políticas de sostenibilidad sin sobrecargar sus recursos. Para el sector empresarial en general, esta ley marca un nuevo estándar de responsabilidad corporativa que irá tomando forma en los próximos años.


¿Qué impacto tendrá esta ley en el mercado y en la sociedad?


La exigencia de informes de sostenibilidad puede tener un impacto significativo en la percepción de las empresas por parte de los consumidores y en el mercado en general. Al proporcionar información detallada y verificada, las empresas fortalecen su imagen de transparencia y responsabilidad, lo que podría traducirse en una mayor fidelidad de los consumidores y en nuevas oportunidades de inversión.


Además, esta ley permite al público y a los inversores acceder a información clave para tomar decisiones informadas, impulsando a las empresas a competir no sólo en términos financieros, sino también en su compromiso hacia la sostenibilidad.





Fuente: papernest.es


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Re: Consideraciones del aislamiento eléctrico en vehículos eléctricos - Normativa

Muchas gracias! Francisco
Cualquier inquietud, a tu disposición.
Slds. Ricardo

El mar, 5 nov 2024 a las 10:04, Francisco Ines Molleda (<finesmolleda@gmail.com>) escribió:
magnifica explicacion tanto teorica como explicativa,para los que no somos duchos en la materia 
  Saludos 

El miércoles, 8 de mayo de 2024 a las 0:02:20 UTC+2, Ricardo Berizzo escribió:
Estimados Amigos de la Movilidad Eléctrica
Parte de la seguridad de los vehículos es la "seguridad eléctrica".
Saludos cordiales. Ricardo

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Consideraciones del aislamiento eléctrico en vehículos eléctricos - Normativa

 

La seguridad eléctrica tanto en el propio vehículo eléctrico como en la infraestructura de carga es de vital importancia en el uso de los mismos. Como en todos los ámbitos de la vida cotidiana, aquí también la máxima prioridad es proteger a las personas de los potenciales peligros causados por la utilización de la energía eléctrica.

 

En general, podemos decir que: de igual manera que en las instalaciones eléctricas generales, los escenarios de protección claves también se pueden trasladar al vehículo eléctrico. Esto es, protección contra descargas eléctricas en el vehículo en movimiento, en el vehículo parado, sobre la carga eléctrica, sobre trabajos en el mismo (p. ej. mantenimiento), en caso de accidente vial. Todos estos ítems los vamos a englobar en tres grupos, a saber:

 

Seguridad en el vehículo eléctrico:

En el vehículo existen diversas tensiones que requieren una cuidadosa coordinación de las medidas de protección para controlarlas. Los fallos de aislamiento en el sistema de alta tensión (tensión de la batería) provocados, por ejemplo, por contaminación, humedad, conexiones defectuosas, etc. debe evitarse o detectarse y solucionarse.

 

Seguridad en la estación de carga:

El objetivo básico es poder cargar vehículos eléctricos desde prácticamente cualquier toma. Esto significa que durante el proceso de carga pueden combinarse diferentes redes eléctricas y medidas de protección. Esto requiere una cuidadosa coordinación y aplicación de todas las medidas para garantizar también aquí una completa seguridad eléctrica para el usuario.

 

Seguridad en instalaciones de edificios:

Los requisitos para la seguridad eléctrica en edificios se definen detalladamente en la serie de normas vigentes. Para garantizar que los vehículos eléctricos  puedan cargarse de forma segura y fiable, se deben cumplir tanto las medidas de protección necesarias para el edificio como las requeridas para nuevas instalaciones y configurar el sistema de acuerdo con los requisitos normativos para el proceso de carga.

 

A continuación recordamos  los sistemas de puesta a tierra que nos será de utilidad, más adelante. En el caso de la movilidad eléctrica tenemos en cuenta los tipos de sistemas  relevantes que son los sistemas TT, TN e IT.

 

  

Sistema TT

En estos sistemas existe un punto puesto a tierra directamente. Las masas de la instalación eléctrica están conectadas a tomas de tierra independientes electricamente de las tomas de tierra para la puesta a tierra del sistema eléctrico.

 

 

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Sistema TN

En estos sistemas no existe un punto puesto a tierra directamente y las masas de la instalación eléctrica estan conectadas a este punto mediante conductores de protección (PE).


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Sistema IT 

En este sistema, todos los conductores activos estan separados de tierra o un punto esta puesto a tierra con una impedancia. Esto hace que, en caso de fallo de aislamiento, solo pueda circular una corriente de fallo pequeña, originada  principalmente por la capacidad de derivación de la red.

 

f3.jpg

 

Tipo de sistema y medidas de protección.

En el área de movilidad eléctrica se deben tomar tres tipos de sistemas en cuenta.

 En el caso de la carga en corriente alterna, se trata principalmente de sistemas conectados a tierra, mientras que en el caso de la estación de carga de corriente continua se utilizan fuentes de alimentación sin conexión a tierra (sistemas  IT).

El vehículo eléctrico en sí tiene un sistema de alto voltaje aislado (400 – 800 Vcc) que es comparable con un sistema de IT de acuerdo con DIN VDE 0100-100 / IEC 60364-1" Sistemas eléctricos y protección contra descargas eléctricas".

 

Una cuestión clave para la seguridad eléctrica es el proceso de carga en particular,

porque aquí se conectan diferentes tipos de sistemas para formar un sistema general.

Durante la operación del vehículo, el sistema de alto voltaje del mismo puede considerarse un sistema de IT "móvil". Durante la carga, esto cambia a un sistema general con conexión a tierra (sistema TN) o sin conexión a tierra (sistema IT) con el importante desafío de conciliar el sistema de suministro y las medidas de protección del sistema de alta tensión (400 – 800 Vcc).

 

 

Vehículo  aislado

El sistema de alimentación de un vehículo eléctrico, conocido como "Red de a bordo de Clase de Tensión B" ("Alta Tensión" HV según ISO 6469-3, significa la clasificación de un componente o circuito eléctrico, si su tensión de trabajo es > 60 V y  ≤ 1500 V CC o > 30 V y ≤ 1000 V CA eficaz), puede considerarse como un sistema de alimentación aislado (IT) mientras el vehículo está en marcha. En este caso uno de los mayores desafíos reside en la detección temprana de fallos de aislamiento en alguno de los componentes de esta red  de alta tensión AT ó HV.

 

Los fabricantes de automóviles instalan en los vehículos eléctricos un sistema de corriente continua (CC) aislado, llamado sistema de alto voltaje (HV), que es  alimentado por el banco de baterías (400 ó 800 Vcc).  Este sistema de alta tensión se controla normalmente con un dispositivo de control de aislamiento llamado IMD, Insulation Monitoring Devices, Instrumento de monitorización del aislamiento.

 

 

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Las causas de los fallos de aislamiento en funcionamiento normal pueden ser, por ejemplo: contaminación, sales acumuladas, humedad, conectores defectuosos, influencias mecánicas, rasgado de la aislación de un conductor, falla en un equipo electrónico, falla dentro de la batería, etc. Lo cual implica medir la resistencia de aislamiento del sistema de IT para ser monitoreado contra  tierra (chasis, en el caso de los VE).  Si la resistencia (kΩ) desciende por debajo de un valor determinado, se genera un aviso. En la práctica se ha comprobado la eficacia de un valor de 100 Ω/V para el aviso principal y de 300 Ω/V para controladores de aislamiento con etapa de preaviso.

 

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Los sistemas de mayor voltaje (800 V, 1000 V, 1500 V) presentan nuevos desafíos para el monitoreo de aislamiento activo. Los niveles de aislamiento de fallas y advertencias aumentan proporcionalmente al valor de voltaje. El valor de la capacitancia total del sistema disminuye, lo que plantea desafíos a los diseñadores de fuentes de alimentación que utilizan capacitancias para la supresión de EMI (Interferencias Electro Magnéticas).

 

La norma ISO 6469-3 especifica los requisitos para los sistemas de propulsión eléctrica y los sistemas eléctricos auxiliares conectados conductivamente, si los hubiera, de vehículos de carretera propulsados eléctricamente para la protección de las personas dentro y fuera del vehículo contra descargas eléctricas.

– Parte 3: Protección de las personas contra descargas eléctricas "la resistencia mínima de aislamiento de la red de a bordo deberá mantenerse durante toda la vida útil y en todas las condiciones de funcionamiento".

 

 

Proceso de carga

Las medidas de protección para la instalación eléctrica se describen en detalle en la norma DIN VDE 0100-410/ IEC 60364-4-41, mientras que las medidas para el vehículo eléctrico se definen en la norma ISO / FDIS 6469 -3.

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Antes de que se pueda cargar un vehículo eléctrico, primero debe asegurarse de que el sistema de AT en el vehículo esté libre de fallas de aislamiento. De esta manera, se garantiza que una falla de aislamiento en el vehículo no haga que se active el dispositivo de protección y monitoreo en la estación de carga y, por lo tanto, paralice la carga.

Como regla general, el propio sistema de monitoreo de aislamiento del vehículo verifica la resistencia de aislamiento y solo habilita el contacto de carga en el vehículo si hay una resistencia de aislamiento de valor adecuado. Los límites están definidos, por ejemplo, en ISO / FDIS 6469-3  como  500 V / Ω para sistemas de CA  y  como  100 Ω / V  para sistemas de CC.

 

Al comienzo del proceso de carga, el monitoreo del aislamiento del vehículo se cambia  a pasivo para evitar la interacción con los dispositivos de protección y monitoreo de la estación de carga. Como resultado, el dispositivo de protección en la estación de carga tiene la tarea durante la carga de monitorear el circuito completo, incluida la electrónica de carga en el vehículo.

Desde el punto de vista de la estación de carga, también es posible medir la resistencia de aislamiento antes del inicio; esta medida  principalmente incluye el cable de carga a la entrada del vehículo. Esto, hace posible detectar, por ejemplo, daños en el cable de carga causado por efectos mecánicos. Un requisito previo importante para un proceso de carga seguro es la continuidad del conductor de protección. Control Pilot (CP) verifica esta continuidad y la controla durante todo el proceso de carga. Si no hay problemas con el conductor de protección, el proceso de carga está habilitado.

 

 

Vehículo en carga

Recordamos los modos de carga:

Modo 1: vehículo conectado directamente al toma corriente (AC)

Modo2: vehículo conectado  al toma corriente (AC) a través de un el cable equipado con  un sistema mínimo de  protección (IC-CDP) (mal llamado cargador portátil).

Modo 3: vehículo conectado  a un punto de recarga destinado de forma exclusiva             

Modo 4: vehículo conectado a punto de carga de corriente continua (CC)

 

f7.jpg
 

En Modos 1 a 3, el sistema de puesta a tierra del vehículo  pasa de un sistema aislado (IT) a un sistema  TT ó TN. Porque el cable de conexión contiene un conductor especifico que vincula la puesta a tierra del punto de carga con las partes metálicas del vehículo.

Para la carga del vehículo eléctrico se hace referencia a otras normas internacionales vigentes. Cabe señalar que aquí se establece ISO/DIS 6469-3.2 para las medidas de protección a bordo del vehículo eléctrico y IEC 60364-4-41 para las medidas de protección fuera del vehículo eléctrico.

La razón es que las medidas de protección deben conciliar los tipos de sistema existentes, los dispositivos de protección del sistema de alimentación y del sistema de alimentación de alta tensión del vehículo.

En la figura siguiente se muestra un ejemplo de carga, a primera vista podemos decir que: para cargar de forma segura un vehículo eléctrico, se debe tener en cuenta el tipo de sistema en función del tipo de conexión a tierra del sistema de alimentación. En otras palabras: el tipo de sistema basado en el tipo de conexión a tierra constituye la base para el análisis de las medidas de protección en relación con el sistema de alto voltaje en el vehículo eléctrico.


f8.jpg

 

Si el vehículo eléctrico está conectado a una toma de corriente convencional (Modo 2) o a una estación de carga (Modo 3) para cargar la batería, un elemento importante de la infraestructura es el uso de RCD (disyuntor diferencial) de tipo A. Para cada toma de carga se debe prever un circuito de corriente propio. En el Modo 2, se utiliza un dispositivo de protección móvil (IC-CPD, cable de carga con protección) para cumplir con los requisitos de seguridad de las normas. Tanto el dispositivo de corriente residual (RCD) de tipo A como el dispositivo de protección móvil  desconectan si se produce una corriente de error alterna o pulsante ≥ 30 mA.

 

Recordamos los tipos de interruptores diferenciales (ID), también conocido como RCD (dispositivos de corriente residual) o dispositivo diferencial residual (DDR):

 

Tipo S (con retardo de tiempo)    

Un RCD tipo S es un dispositivo de corriente residual sinusoidal que incorpora un retardo de tiempo.

 

Tipo AC        

Se instalan más comúnmente en viviendas, están diseñados para usarse con corriente residual alterna sinusoidal para proteger equipos resistivos, capacitivos o inductivos y sin ningún componente electrónico.

 

Tipo A       

Se utilizan para corriente residual sinusoidal alterna y para corriente continua pulsante residual de hasta 6 mA.

 

Tipo F     

Se utilizan para aparatos y equipos controlados por frecuencia.

 

Tipo B

 Equipo de carga de vehículos eléctricos con corriente continua residual suave superior a 6 mA.


 

Corriente de falla

Requisitos normativos de dispositivos de protección de corriente residual (RCD) tipo A

Según IEC 61008-1 e IEC 61009-1, se deben proporcionar dispositivos de protección de corriente residual tipo A para las siguientes corrientes de falla If:

:: corrientes alternas sinusoidales

:: corrientes de falla CC pulsantes.

Se permiten corrientes de falla CC uniformes hasta un umbral de If = CC ≤ 6 mA.

 

f9.jpg

 

Si la  corriente de fallo CC If ≥ 6 mA, que puede deberse a un fallo de aislamiento existente en el cargador de a bordo dentro del vehículo, el valor de respuesta  pueden variar negativamente en el dispositivo de protección contra corriente residual aguas arriba. En el peor de los casos, un RCD tipo A no se activa o queda "ciego". En este caso ya no se garantiza la función protectora. Para evitar esto, se puede utilizar un dispositivo de protección de corriente residual tipo B o se puede detectar la posible corriente de falla de CC por otros medios para desconectar el circuito.

 

 

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Seguridad eléctrica para estaciones de carga súper rápidas DC

Carga en  corriente continua – CC  (Modo 4)

Debido a los valores de  potencia (100 a 350 kW) de que disponen los puntos de carga, se extreman las medidas de seguridad eléctrica. Las estaciones de carga de CC están diseñadas como sistemas sin toma de tierra (sistemas IT), es decir, no se permite conectar ningún conductor activo a tierra. Esta situación se consigue en la estación de carga CC mediante la construcción aislada de la electrónica de carga o mediante un transformador de aislamiento.

 

 

f11.jpg

 De acuerdo con DIN VDE 0100-410/ IEC 60364-4-41 un sistema de IT debe ser controlado permanentemente usando un dispositivo de monitoreo o control de aislamiento y una salida de señal si se especifica que se ha excedido el valor.

Durante el proceso de carga, el dispositivo de control del aislamiento supervisa todo el circuito de carga en y desde  la estación de carga hasta el vehículo eléctrico.                         Esto requiere coordinación con el dispositivo de vigilancia del aislamiento del vehículo, el IMD del vehículo está apagado.

Tal sistema de IT tiene dos ventajas importantes: una primera falla de aislamiento no dará como resultado el apagado sino solo la señalización. Esto significa que el proceso de carga puede continuar hasta que se complete sin problemas. La segunda ventaja importante: el voltaje de contacto en el caso de la primera falla es de aproximadamente 0 V. Como resultado, un peligro potencial debido a la corriente que fluye a través del cuerpo puede ser casi excluido. Un aspecto importante, particularmente en relación con el uso de estaciones de carga por parte de personas sin conocimientos eléctricos.

 

De acuerdo con DIN VDE 0100-410  el propio dispositivo de control de aislamiento debe cumplir los requisitos de DIN EN 61557-8/ IEC EN 61557-8, es decir, debe detectar fallas de aislamiento simétricas y asimétricas. Puede ocurrir una falla de aislamiento simétrica cuando la resistencia de aislamiento de todos los conductores en un sistema a monitorear disminuye aproximadamente en la misma medida. Si no se detecta esta condición de falla, existe, por ejemplo, un riesgo de incendio, ya que una corriente más alta fluye debido a las dos fallas de aislamiento en diferentes conductores activos; esta corriente  provoca el calentamiento cuando se producen fallas de aislamiento.

 

Conclusiones

El diseño adecuado y control periódico de los sistemas de tierra y aislamiento en las secciones baja y alta tensión en un vehículo eléctrico es vital para garantizar la seguridad de los ocupantes del vehículo, el personal de servicio y el funcionamiento fiable del mismo. Hay una gama de sistemas con diferentes requisitos para la puesta a tierra y el aislamiento. En la sección de alta tensión, es necesario supervisar continuamente la integridad de la fuga de aislamiento para permitir respuestas en caso de falla o una integridad reducida de los sistemas de aislamiento.

 

Nota: Estas normas son de aplicación en países miembros de la Comunidad Europea. Algunas Normas europeas tienen matices en  normas armonizadas localmente, UNE en España, VDE en Alemania o BS en Reino Unido, etc. Cualquiera de las normas indicadas puede usarse como consulta en caso de no disponer de regulaciones locales.

 

 

Ricardo Berizzo

Ingeniero Electricista                                                                             2024.-

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