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La carga residencial frente a la comercial es no la misma distinción que la carga en AC frente a DC. La mayoría de las instalaciones residenciales utilizan equipos de suministro para vehículos eléctricos (EVSE) en AC. Los sitios públicos pueden utilizar cargadores de destino en AC, cargadores de alta potencia en DC, o ambos.
Comercial y público no son sinónimos exactos. Un depósito de flota privada puede ser comercial sin acceso público, mientras que un punto de carga en la acera puede ser de acceso público. En esta guía, las columnas de AC público y DC público representan los patrones de infraestructura multiusuario que se encuentran comúnmente en proyectos comerciales y de acceso público; el modelo de acceso real sigue siendo un dato de diseño independiente.
La secuencia de diseño correcta es:
- Identificar si el vehículo recibe AC o DC.
- Clasificar el sitio por acceso, utilización, número de tomas, disponibilidad y necesidades de expansión.
- Verifique la capacidad de suministro, la corriente de falla prospectiva, la puesta a tierra, las funciones certificadas del EVSE, las normas de instalación locales y las instrucciones del fabricante.
Una etiqueta de sitio como hogar, lugar de trabajoo público no selecciona el interruptor automático, el dispositivo de corriente residual, el dispositivo de protección contra sobretensiones, el conductor ni el seccionador.
Residential AC vs Public AC vs Public DC
| Cuestión de diseño | Residencial CA | Commercial/public AC | Commercial/public DC fast charging |
|---|---|---|---|
| Potencia suministrada al vehículo | AC; el cargador de a bordo lo convierte a DC | AC; el cargador de a bordo lo convierte a DC | DC; la conversión ocurre en el equipo de carga externo |
| Contexto típico | Entrada privada, garaje o espacio residencial asignado | Lugar de trabajo, hotel, comercio, flota, aparcamiento o carga en vía pública | Corredor de autopista, depósito de flotas, centro de carga o sitio de alta rotación |
| Servicio de funcionamiento | Generalmente un hogar con tiempo de permanencia predecible | Múltiples usuarios, horarios de funcionamiento más largos y ocupación variable | Alta potencia, sesiones más cortas y servicio de equipo exigente |
| Desafío de la distribución principal | Servicio disponible y demanda de la vivienda | Demanda agregada, número de tomas, diversidad, acceso y expansión | Capacidad de la red, servicio del transformador y del aparellaje, pérdidas de conversión, refrigeración y tiempo de actividad |
| Límite de protección | Circuito final dedicado más funciones verificadas de EVSE | Protección por punto de conexión coordinada con el sistema de distribución de carga | Protección AC aguas arriba coordinada con la arquitectura interna AC/DC certificada del cargador |
| Requisito de gestión | La programación o la gestión de energía doméstica pueden ser suficientes | Puede requerirse asignación dinámica, autorización, medición y monitoreo remoto | El reparto de potencia, el control de demanda, el monitoreo del tiempo de actividad y el mantenimiento planificado son fundamentales |
| Paquete de evidencia | Cálculo de carga, diseño de circuitos finales, instrucciones del EVSE, certificación/listado y aprobación local | Estudio de carga del sitio, cronograma de salidas, documentación del EVSE, comunicaciones y planes de mantenimiento | Estudio de la empresa de servicios públicos, diagrama unifilar, estudios de fallas y coordinación, certificación del cargador, puesta en servicio y plan de mantenimiento |
Esta tabla clasifica la tarea de ingeniería; no es un cronograma de selección de dispositivos. Dos proyectos en la misma columna pueden requerir diferentes conductores, interruptores automáticos, protección contra corriente residual, protección contra sobretensiones y equipos de distribución.
Por qué el tipo de emplazamiento por sí solo no define la arquitectura del sistema eléctrico
Un cargador residencial y un punto de carga de AC público pueden compartir la misma ruta de alimentación general: el sitio suministra AC y el cargador a bordo del vehículo la convierte a DC para la batería. Sin embargo, sus funciones de utilización e infraestructura pueden diferir sustancialmente.
Un sitio de AC público puede requerir autorización de usuario, medición de ingresos, comunicaciones de red, reinicios remotos, asignación de carga y acceso documentado para mantenimiento. Un único punto de carga residencial puede no necesitar ninguna de esas funciones, pero aun así requiere un circuito final correctamente diseñado y una estrategia de corriente residual compatible con el EVSE.
La carga de DC pública crea un límite de equipo diferente. El cargador realiza la conversión fuera de borda y puede contener módulos de potencia, refrigeración, conmutación, monitoreo de aislamiento, controles de salida y funciones de protección de DC dentro de su construcción certificada. El diseñador del sitio debe coordinar el sistema eléctrico de AC aguas arriba con ese equipo en lugar de ampliar un circuito de wallbox de AC.
Para familias de conectores, modos de carga y terminología básica, utilice la Tipos de cargadores para vehículos eléctricos guía como orientación. La presente página se ocupa de la comparación de infraestructuras, no de la taxonomía de conectores.
Residential AC Charging: Start With Available Capacity
En una instalación de AC residencial típica, el EVSE fijo controla la conexión del vehículo mientras el cargador a bordo convierte AC a DC. El EVSE se alimenta normalmente desde un circuito final dedicado en el cuadro de distribución residencial.
El diseño comienza con la vivienda, no con la potencia nominal del cargador. Verifique:
- la capacidad del servicio y del cuadro de distribución;
- la demanda máxima existente y cualquier método de control de demanda aprobado;
- la corriente de entrada máxima del EVSE y los requisitos de aguas arriba especificados por el fabricante;
- la capacidad de corriente del conductor, el método de instalación, el agrupamiento, las condiciones ambientales, la caída de tensión y los límites de los bornes;
- la corriente de cortocircuito prospectiva y la capacidad de ruptura del dispositivo de protección;
- la disposición de puesta a tierra y las condiciones de desconexión por falla;
- las funciones de protección integrales del EVSE y cualquier protección externa requerida por las normas adoptadas;
- el funcionamiento y el comportamiento ante fallas de la gestión de carga estática o dinámica.
La carga programada puede trasladar la demanda a otro momento, pero un temporizador por sí solo no garantiza una capacidad de suministro adecuada. Si un sistema de gestión de energía controla la corriente de carga, documente su punto de medición, límite exigible, comportamiento de respuesta, estado ante pérdida de comunicación y prueba de puesta en servicio.
Los cálculos detallados de los circuitos de 7 kW y 22 kW pertenecen a la Guía de Dimensionamiento de Interruptores para Cargadores de VE. No copie el tamaño de un interruptor automático de otra instalación sin verificar el suministro real, el conductor, las condiciones ambientales, el nivel de falla, las instrucciones del EVSE y el código local.
Public AC Charging: Design the Final Circuits and the Aggregate System
La carga pública de destino en AC mantiene la ruta de potencia de AC al cargador de a bordo, pero su función en el sitio es diferente. Varios vehículos pueden conectarse simultáneamente, las horas de funcionamiento son más largas y un sistema eléctrico puede servir a muchos puntos de carga.
Por lo tanto, el proyecto tiene dos niveles de diseño vinculados:
- Punto de conexión individual: protección contra sobrecorriente del circuito final, estrategia de corriente residual, funciones de aislamiento y conmutación, ruta del cable y requisitos del EVSE.
- Sistema de distribución de carga: capacidad del alimentador y de la barra colectora, demanda diversificada, nivel de falla, selectividad, medición, comunicaciones, exposición ambiental, mantenimiento y expansión.
La gestión de carga puede asignar una capacidad fija del sitio entre los vehículos conectados. No elimina los valores nominales de los circuitos finales ni permite una condición de sobrecarga no documentada. Defina la asignación máxima del sitio, la asignación mínima y máxima del cargador, el comportamiento ante la pérdida de comunicaciones, la anulación manual y el método utilizado para verificar el límite durante la puesta en servicio.
Los sitios públicos de AC también necesitan una estrategia ante fallos operativos. Si la red o el controlador fallan, la especificación debe indicar si la carga se detiene, continúa a un límite seguro documentado o entra en otro estado aprobado por el fabricante.
Public DC Charging: Coordinate With Certified Charger Architecture
La carga rápida DC traslada la conversión de AC a DC fuera del vehículo. Un cargador puede combinar rectificación, conversión de potencia, control de salida DC, refrigeración, monitorización, comunicaciones y funciones de protección en un armario o sistema de potencia modular.
Las entradas típicas del proyecto incluyen:
- capacidad del servicio de suministro y del transformador;
- cálculos de corriente de cortocircuito del cuadro principal y de los alimentadores;
- valores nominales de cortocircuito de la aparamenta y coordinación documentada;
- datos de entrada máxima, factor de potencia, eficiencia, armónicos y fallos del cargador;
- límites térmicos del alimentador y del cable;
- requisitos de refrigeración del módulo de potencia y del cable de carga;
- límites de control de emergencia, aislamiento y mantenimiento definidos por el fabricante;
- procedimientos de puesta en marcha, acceso de diagnóstico, repuestos y soporte técnico cualificado.
El fabricante del cargador define la arquitectura certificada de protección y control de DC interna. El diseñador de la instalación sigue siendo responsable del suministro de AC aguas arriba, la conmutación y protección externa, el entorno de instalación y la coordinación requerida por las instrucciones del equipo y las normas locales.
Los grandes proyectos comerciales deben continuar con la Arquitectura de protección para carga de vehículos eléctricos comerciales guía, que asigna las funciones de ACB, MCCB, MCB/RCBO, RCD/RDC-DD, SPD, aislamiento y control a lo largo de la jerarquía de distribución.
Cómo cambia el límite de protección
La protección debe especificarse por función y evidencia, no asumiendo que cada proyecto residencial utiliza un tipo de dispositivo y cada proyecto público utiliza otro.
Protección contra sobrecarga y cortocircuito
El dispositivo de protección debe ser adecuado para el conductor, la carga declarada, el método de instalación, la corriente de falla prospectiva, la coordinación requerida y las instrucciones del EVSE. La familia del dispositivo por sí sola no establece la idoneidad. Un proyecto puede utilizar un MCB o RCBO en un circuito final; otro puede requerir un MCCB o un conjunto diferente debido a la corriente, el nivel de falla, la capacidad de ajuste, la selectividad o la arquitectura de distribución.
Residual-current and DC residual-current detection
La carga en AC puede producir condiciones de corriente residual que afectan a la estrategia de protección. El dispositivo externo depende en parte de las funciones de protección incorporadas en el EVSE.
IEC 62955:2018 covers residual direct-current detecting devices (RDC-DDs) for permanently connected Mode 3 AC charging stations within its stated voltage, current, and frequency scope. This does not prescribe one external RCD type for every installation. Verify the EVSE documentation, earthing system, adopted installation rules, and coordination between incorporated DC detection and upstream residual-current protection.
Use la Guía de selección de RCD para cargadores de vehículos eléctricos para la decisión detallada sobre Tipo A, Tipo F, Tipo B y RDC-DD. El personal de puesta en marcha debe seguir los procedimientos aprobados y las instrucciones exactas del equipo en lugar de inferir un método de prueba a partir de las palabras “6 mA CC”; consulte el Guía de verificación de RDC-DD.
Aislamiento, conmutación y control de emergencia
Los medios necesarios de aislamiento, conmutación funcional y control de emergencia dependen de la arquitectura, la construcción del equipo, la ubicación, la categoría de utilización y las normas adoptadas localmente. El término público no establece una ubicación universal para la desconexión externa.
El diagrama unifilar debe identificar qué medio aísla cada punto de conexión, alimentador, sección de distribución y módulo de potencia del cargador, según corresponda. Verifique la configuración de polos, la clasificación de AC o DC, el estado bloqueable, el acceso y los límites de mantenimiento definidos por el fabricante.
Protección contra sobretensiones
La protección contra sobretensiones depende de la disposición del suministro de la instalación, el contexto de protección contra rayos, la exposición, la resistencia del equipo, las etapas de SPD aguas arriba, el tendido de cables y las normas adoptadas. A un cargador no se le asigna un SPD de Tipo 1 o Tipo 2 simplemente por ser residencial o público.
El Guía de protección contra sobretensiones para cargadores de VE cubre el tipo de SPD, la ubicación, la coordinación, la protección de respaldo, el tendido de conductores y el monitoreo de estado sin depender de una regla arbitraria de distancia de cable.
Gestión de carga
La gestión de carga es una función de diseño, no simplemente una característica de software:
- AC residencial: mantener la demanda total de la vivienda dentro del límite de servicio aprobado.
- AC pública: asignar la capacidad del sitio entre varios puntos de conexión preservando los límites de circuito documentados.
- DC pública: coordinar cargadores de alta potencia, módulos de potencia, almacenamiento y otras cargas grandes frente a las limitaciones de la red eléctrica o del transformador.
Documente el punto de medición, el tiempo de respuesta, los límites de asignación, el estado ante pérdida de comunicación, la anulación manual y la evidencia de la puesta en servicio. Indique si el sistema se utiliza solo para optimización o si forma parte del método de control de capacidad aprobado.
Mapa de normas y aceptación
Un certificado de equipo no aprueba la instalación completa. Las normas se aplican a diferentes niveles del proyecto.
| Nivel del proyecto | Referencia orientada a IEC | Referencia norteamericana |
|---|---|---|
| Instalación del circuito de alimentación para VE | IEC 60364-7-722:2018 más las normas de cableado adoptadas a nivel nacional | Código eléctrico adoptado, disposiciones aplicables para la carga de VE y requisitos de la autoridad competente |
| EVSE conductivo general | IEC 61851-1:2017, incluida la fe de erratas publicada en 2023 | UL 2594 para EVSE dentro de su alcance |
| Equipo de carga de DC | Partes de la norma IEC 61851 aplicables al equipo y al sistema de carga | UL 2202 |
| Sistema de protección de personal | Reglas de instalación además de las funciones certificadas declaradas del equipo | Serie UL 2231 dentro del sistema EVSE aplicable |
| Mode 3 DC residual-current detection | IEC 62955 dentro de su alcance declarado | Verifique el sistema EVSE listado y los requisitos del código adoptado |
Descripción general de la infraestructura de carga de vehículos eléctricos de UL Solutions identifica los roles distintos de UL 2594, UL 2202 y la serie UL 2231. Las ediciones aplicables, las desviaciones nacionales, la certificación o listado del equipo, las instrucciones de instalación y la ruta de aceptación local deben confirmarse para la jurisdicción del proyecto.
Lista de verificación de especificaciones del proyecto
Antes de seleccionar interruptores automáticos, RCD, seccionadores o SPD, recopile esta información:
| Grupo de entrada | Información requerida del proyecto |
|---|---|
| Ruta de potencia | AC o DC suministrada al vehículo; límite de conversión a bordo o fuera de borda |
| Servicio del sitio | Residencia privada, residencial compartido, lugar de trabajo, destino público, flota, depósito o centro de carga rápida |
| Alimentación | Voltaje, fases, frecuencia, disposición de puesta a tierra, capacidad disponible y corriente de falla prospectiva |
| EVSE | Corriente de entrada máxima, modos de funcionamiento, protección incorporada, datos de cortocircuito, certificación/listado e instrucciones del fabricante |
| Utilización | Número de puntos de conexión, simultaneidad esperada, tiempo de permanencia, objetivo de disponibilidad y plan de expansión |
| Conductores | Material, ruta, método de instalación, ampacidad, agrupamiento, condiciones ambientales, caída de tensión y límites de los bornes |
| Protección | Requisitos de sobrecorriente, corriente residual, aislamiento, sobretensión, control de emergencia y coordinación |
| Controles | Método de gestión de carga, punto de medición, límite exigible, estado de pérdida de comunicación y prueba de puesta en marcha |
| Medio ambiente | Exposición interior/exterior, temperatura, agua, polvo, corrosión, impacto, accesibilidad y espacio de mantenimiento |
| Evidencia | Reglas adoptadas, decisiones de la autoridad, certificados, instrucciones, diagrama unifilar, cálculos, ajustes y registros de pruebas |
Si estos datos de entrada están incompletos, seleccionar un dispositivo de protección basándose únicamente en la potencia del cargador o el tipo de emplazamiento es prematuro.
Preparación de una propuesta de protección
Para una propuesta VIOX a nivel de modelo, proporcione la tensión y fases de alimentación, el esquema de conexión a tierra, los datos de entrada del EVSE, el cronograma del punto de conexión, la corriente de falla prospectiva calculada, la información de los conductores, el método de gestión de carga, el mercado de destino, el concepto unifilar y los documentos de certificación requeridos. Dependiendo de las funciones calculadas, el proyecto puede derivarse a VIOX Interruptores magnetotérmicos y diferenciales, MCCBs, RCBOo DOCUP.
Una propuesta del proveedor no sustituye los cálculos del diseñador del proyecto, las instrucciones del fabricante del EVSE, la evidencia probada de coordinación de dispositivos ni la aprobación de la autoridad responsable. Para una revisión documentada, contacte a [email protected] con el paquete de entrada del proyecto anterior.
Fuentes técnicas
- IEC 60364-7-722:2018 — Instalaciones eléctricas de baja tensión: alimentación de vehículos eléctricos
- IEC 61851-1:2017 — Sistema de carga conductiva para vehículos eléctricos: requisitos generales
- IEC 61851-1:2017/COR1:2023 — Corrigendum 1
- IEC 62955:2018 — RDC-DD para carga de vehículos eléctricos en Modo 3
- UL Solutions — Servicios de infraestructura de carga para vehículos eléctricos
- U.S. Department of Energy Alternative Fuels Data Center — Carga de vehículos eléctricos en el hogar
- U.S. Environmental Protection Agency — Conceptos básicos de carga de vehículos eléctricos enchufables
Solo personal cualificado debe diseñar, instalar, probar y mantener los sistemas eléctricos de carga de vehículos eléctricos. La selección final del equipo y la instalación deben seguir las normas adoptadas localmente, los requisitos de la autoridad, los cálculos del proyecto y las instrucciones vigentes del fabricante.
