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Conectores para vehículos eléctricos

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Conectores para vehículos eléctricosAlbert Culetto, Responsable de Soporte Técnico de Conectores y Cables de Rutronik nos explica que, cuando se trata de conectores para vehículos eléctricos, los desarrolladores se encuentran en la tesitura de elegir entre una amplia gama de soluciones específicas. Pero esto también supone que pueden fallar con la selección.

Los principales impulsores de la innovación en los conectores suelen ser los operadores de transporte público y el sector agrícola. Los grandes fabricantes están trabajando en soluciones que satisfagan las demandas específicas de muchas aplicaciones de la mejor manera posible. Los requisitos de seguridad y funcionalidad difieren en gran medida dependiendo del lugar y del tipo de aplicación. En algunas ocasiones, se utilizan en lugares con restricciones de espacio y poco peso, mientras que en otras el objetivo es alcanzar el máximo nivel de rendimiento y una alta capacidad de resistencia.

El resultado: los catálogos de conectores modificados que aportan una excelente relación calidad precio siguen aumentando. La situación del mercado es más complicada porque los estándares que aplican todavía no están definidos.

Los vehículos totalmente eléctricos demandan un conjunto de conectores, porque los módulos los necesitan. Los módulos individuales de Ion-Litio están interconectados como un sistema de almacenamiento de baterías; hay que combinar y conectar adecuadamente varios sistemas de control, convertidores, módulos adicionales y unidades de carga y monitorización. Aparte de los actuales requisitos del sector del automóvil como garantía de la posición del contacto (contact position assurance (CPA)), garantía de la posición del terminal (terminal position assurance (TPA) ) y mecanismos de bloqueo secundarios, también hay que disponer de funciones de seguridad eléctrica, incluyendo protección ante electrocución (finger safety & timely shutdown): por ejemplo, mediante un bucle de enclavamiento de alta tensión (HVIL).

El compromiso ideal en los conectores para vehículos eléctricos, seguridad y costes

No obstante, las funciones de seguridad requieren más o mejores materiales – y esto conlleva costes, tanto en los propios materiales como en las actividades de desarrollo. Para encontrar el balance ideal hay que responder a algunas preguntas como cuánta electricidad se tiene que conducir realmente; qué mecanismo de bloqueo se requiere; ¿es necesario trabajar en un módulo cuando está en servicio?; o ¿ hasta qué grado se pueden combinar varios módulos?.

Las respuestas a estas cuestiones determinan si hay que tener en cuenta en los cálculos un conector que cuesta menos de 10 euros o más de 100 euros. La diferencia es drástica cuando el precio de la electrónica actual supone unos pocos euros. Este argumento también es la razón por la que el precio de los vehículos eléctricos, con enormes requisitos técnicos y eléctricos, todavía se encuentra por encima del de coches de gasolina y diésel (excepto el pack de baterías). Por lo tanto, la optimización de coste es uno de los factores esenciales detrás de la versatilidad de unos conectores que se están generalizando y prácticamente sin límites.

En los vehículos completamente eléctricos, todos los módulos requieren un conector. (Fuente: Amphenol)
En los vehículos completamente eléctricos, todos los módulos requieren un conector. (Fuente: Amphenol)

La solución adecuada para todos

Amphenol ofrece una gama de productos muy interesante para los vehículos eléctricos: La mayoría de estos conectores se basan en la tecnología RADSOK, que garantiza una cobertura de contacto de hasta el 65 por ciento de la superficie de contacto.

La serie PowerLok de Amphenol está diseñada para 750 A y 1000 V y cuenta con protección HVIL. (Fuente: Amphenol)
La serie PowerLok de Amphenol está diseñada para 750 A y 1000 V y cuenta con protección HVIL. (Fuente: Amphenol)

Algunas versiones se encuentran disponibles para otras muchas funciones diferentes, por lo que hay una solución ideal para cada aplicación.

Por ejemplo, el apantallamiento EMC puede aplicarse al contacto individual o, además, al conector entero. Cuando se conecta, el nivel de protección (IP) se sitúa en IP6K9K. Y, si fuera necesario, se pueden suministrar variantes con bloqueo de seguridad, mecanismo de cierre secundario, clave y distintos colores.

El número de polos también se puede adaptar a la aplicación: la serie PowerLok se presenta con entre uno y cuatro polos en versiones metálicas o plásticas, así como en diferentes códigos y colores.

Tan duros como parecen: Los conectores Imperium resisten choques y vibraciones más fuertes que cualquier producto del mercado. (Fuente: Molex)
Tan duros como parecen: Los conectores Imperium resisten choques y vibraciones más fuertes que cualquier producto del mercado. (Fuente: Molex)

El diámetro de contacto (de 2.8 a 14 mm) permite trabajar con corrientes de hasta 650 A, habituales en cajas de distribución, en unidades de control de motor y, directamente, en los controladores. Usando la serie MSD (Manual Service Disconnect), la caja de distribución puede trabajar con seguridad hasta los 630 A.

El sistema de conexión Imperium High Voltage/High Current (HVHC) de Molex aguanta un mayor número de choques y vibraciones en entornos extremos con respecto a otros productos del mercado.

Estos conectores ya están disponibles con diámetros de 8.00 y 11.00 mm y existe una amplia variedad de nuevas configuraciones en fase de desarrollo que demostrarán como las modelos Imperium se pueden readaptar para satisfacer las necesidades de los clientes.

Conectores para vehículos eléctricos sin un estándar común

El tema más habitual en los coches eléctricos es el conector de carga típico, aunque aquí “típico” no tiene el sentido estricto de la palabra. Europa, Estados Unidos y Asia continúan usando diversos sistemas de conector y bus.

En Europa se confía predominantemente en el conector Tipo 2 (IEC 62196-2 e IEC 62196-3) e, incluso, el fabricante de vehículos eléctricos más famoso – Tesla – prefiere este conector para el proceso de carga. Al Tipo 2 también se le conoce como Mennekes, por la primera empresa que lanzó este conector (en colaboración con RWE y Daimler). Rutronik ofrece la solución perfecta para este sector con la serie HVCO de Amphenol.

Los conectores para vehículos eléctricos de carga compatibles con el estándar CHAdeMO permiten una carga bidireccional. (Fuente: JAE)
Los conectores para vehículos eléctricos de carga compatibles con el estándar CHAdeMO permiten una carga bidireccional. (Fuente: JAE)

En Asia, el continente con mayor número de coches eléctricos, CHAdeMO es el estándar elegido. Este conector ya ha sido diseñado para carga bidireccional. Los correspondientes modelos se suministran en las series KW01 y KW02 de JAE, la versión más reciente es compatible con V2H (Vehicle to Home).

Esto permite que los usuarios no sólo puedan recargar un vehículo, sino también usar la batería del coche como un sistema de almacenamiento de energía capaz de alimentar en una casa. Ambas series están disponibles como versiones de cable completo ensamblado.

Independiente de cómo se desarrolle el vehículo eléctrico en el futuro, no se desacelerará por las tecnologías de conexión. De hecho, gracias a una gama completa de soluciones a un precio competitivo los nuevos conectores para vehículos eléctricos ya se han situado a la vanguardia de la industria.

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