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Modos de carga 1, 2, 3 y 4 de vehículos eléctricos

Qué son los modos de carga 1, 2, 3 y 4: dónde está la protección, quién se comunica con el vehículo y cuándo se usa cada uno en alterna y en continua.

Por Shadai García, CEO e ingeniero de protecciones de Tiza Group.

modos de carga IEC 61851-1tomacorrientevehículoModo 1tomacorrientecaja IC-CPDvehículoModo 2estación(EVSE)vehículoModo 3cargador DCexternovehículoModo 4Modo 1tomacorriente, sin diálogo con el vehículoModo 2caja de control y protección en el cableModo 3estación fija con control y protecciónModo 4cargador DC externo, con diálogoalterna: modos 1, 2 y 3 · continua: modo 4ModoModo 1Modo 2Modo 3Modo 4© tizagrp.commodos de carga IEC 61851-1tomacorrientevehículoModo 1tomacorrientecaja IC-CPDvehículoModo 2estación(EVSE)vehículoModo 3cargador DCexternovehículoModo 4Modo 1tomacorriente, sin diálogo con el vehículoModo 2caja de control y protección en el cableModo 3estación fija con control y protecciónModo 4cargador DC externo, con diálogoalterna: modos 1, 2 y 3 · continua: modo 4ModoModo 1Modo 2Modo 3Modo 4© tizagrp.com
Modos de carga 1, 2, 3 y 4: cómo se conecta el vehículo y dónde están la protección y el diálogo. Ubicación en el sistema y principio de funcionamiento. Ilustrativo: los valores reales salen de la placa y del manual del fabricante.
Respuesta corta

Los modos de carga describen cómo se conecta el vehículo a la red y dónde están la protección y la comunicación. En el Modo 2 una caja de control en el cable protege y dialoga con el vehículo; en el Modo 3 lo hace una estación fija dedicada; el Modo 4 es la carga en continua con cargador externo. El Modo 1, sin comunicación, no se recomienda para vehículos.

Respuesta corta

Los modos de carga no hablan de potencia: hablan de cómo se conecta el vehículo y dónde están la protección y la comunicación. Los define la norma IEC 61851-1 (sistema de carga conductiva de vehículos eléctricos). En el Modo 1 el vehículo se enchufa a un tomacorriente sin comunicación; en el Modo 2, con una caja de control en el cable; en el Modo 3, a una estación fija dedicada; y en el Modo 4, a un cargador de continua externo.

Por qué existen los modos

Un vehículo cargando consume potencia alta durante horas. Un tomacorriente corriente no fue pensado para eso: sus contactos se calientan y la protección no distingue una falla en el vehículo. Los modos ordenan el problema en cuatro respuestas, de la menos a la más segura, según dónde se pone la inteligencia que protege y dialoga.

Las dos señales que lo hacen posible

La seguridad de la carga moderna se basa en dos señales de control. La norma fija los valores exactos; aquí se explica su función:

  • Piloto de control (CP): la estación lo emite y el vehículo lo modifica, de modo que la estación sepa si hay un vehículo conectado, si está listo y si necesita ventilación. Con esa misma señal la estación informa al vehículo la corriente máxima que puede tomar.
  • Piloto de proximidad (PP): informa de la presencia del conector y de la capacidad de corriente del cable.

La estación solo cierra sus contactores cuando esa secuencia es correcta. Si el piloto falla o el conductor de protección se interrumpe, no debe energizar o debe cortar. Estas funciones son las que se prueban en la puesta en servicio, como explica la guía de pruebas a cargadores EV.

Los cuatro modos

ModoCómo se conectaDónde está la protección y el diálogoUso
1Vehículo a un tomacorriente, con cable simpleSolo la del circuito del tomacorriente; sin diálogo con el vehículoNo recomendado para vehículos de carretera
2Vehículo a un tomacorriente, con cable con caja de controlEn la caja del cable (dispositivo de control y protección en el cable, IC-CPD)Carga ocasional, de emergencia o portátil
3Vehículo a una estación fija, con conector dedicadoEn la estación (EVSE)Carga residencial, comercial y pública en alterna
4Vehículo a un cargador de continua externoEn el cargador externo, que además comunica con el vehículoCarga rápida en continua

Los modos 1, 2 y 3 son de corriente alterna: el vehículo convierte con su cargador a bordo. El Modo 4 es de corriente continua: la conversión se hace en la estación. La diferencia entre las dos se desarrolla en carga AC y DC: diferencias.

Modo 1: sin diálogo con el vehículo

Es el vehículo enchufado a un tomacorriente a través de un cable sin ningún dispositivo de control. No hay piloto de control: nada le dice al circuito que hay un vehículo ni cuánta corriente puede tomar. La carga depende por completo de la protección del circuito del tomacorriente, que no está diseñada para una carga continua alta. Por eso no es una forma recomendable de cargar un vehículo Tampoco la Resolución 40223 de 2021 exige un conector mínimo para el nivel 1, que es el de tomacorriente.

Modo 2: caja de control en el cable

El vehículo se conecta a un tomacorriente a través de un cable que lleva una caja con un dispositivo de control y protección (IC-CPD, tratado en la norma IEC 62752). La caja dialoga con el vehículo y protege contra fallas, de modo que la carga no depende solo del tomacorriente. Sigue limitada por el circuito al que se enchufa: el tomacorriente, el cable y la protección de origen deben estar en buen estado y ser aptos para carga continua. Es la forma típica del cordón portátil que algunos vehículos traen de fábrica.

Modo 3: la estación dedicada

Es el modo de las instalaciones permanentes. El vehículo se conecta a una estación de carga fija a través de un conector dedicado. El control, la comunicación con el vehículo y la protección están en la estación, y el conector solo se energiza si el vehículo lo pide con la secuencia correcta. Una estación de Modo 3 puede ser una caja de pared en una vivienda o un poste público. Es el modo para el que están pensadas las protecciones que se tratan en protecciones de una estación de carga.

Modo 4: continua con cargador externo

La estación convierte la alterna en continua y entrega esa continua directamente a la batería. El vehículo y el cargador intercambian información digital sobre lo que la batería admite en cada momento. Es la forma de la carga rápida de alta potencia. Los conectores que se usan se tratan en conectores Tipo 1, Tipo 2, CCS y CHAdeMO.

Modos y niveles: no son lo mismo

Los modos de IEC 61851-1 describen la forma de conexión. La Resolución 40223 de 2021 del Ministerio de Minas y Energía clasifica, en cambio, por niveles de potencia (nivel 1, 2 y 3) y no usa la palabra «modo». Un proyecto en Colombia debe cumplir los niveles de la resolución y, para el diseño, apoyarse en los modos de la norma internacional. Las dos clasificaciones se combinan: por ejemplo, una estación de Modo 3 puede ser de nivel 2 o, si supera 22 kW en alterna, de nivel 3.

Qué conviene elegir

  • Vivienda o edificio: Modo 3 con estación fija, con la protección y la tierra adecuadas.
  • Uso ocasional sin instalación: Modo 2, solo en un circuito en buen estado y apto para carga continua.
  • Corredores y operación continua: Modo 4.
  • Modo 1: no lo adopte como solución de carga habitual.

Pruebas y verificación

Una estación de Modo 3 se verifica en puesta en servicio con un simulador de vehículo que reproduce los estados del piloto de control y de proximidad, además de las pruebas eléctricas de siempre: continuidad del conductor de protección, aislamiento, lazo y dispositivo diferencial. Si necesita verificar sus puntos de carga, vea nuestro servicio de pruebas y puesta en servicio y pida su cotización desde el formulario.

Para ampliar, vea la instalación eléctrica de un cargador residencial.

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Referencias

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la diferencia entre el Modo 2 y el Modo 3?

En el Modo 2 el vehículo se conecta a un tomacorriente y el cable lleva una caja de control con protección y comunicación. En el Modo 3 el vehículo se conecta a una estación de carga fija, dedicada, donde el control y la protección están en la estación. El Modo 3 es el habitual en instalaciones permanentes.

¿Qué es el piloto de control?

Es una señal que la estación emite y que el vehículo modifica con resistencias y un diodo. Con ella la estación sabe si hay un vehículo conectado y listo, y le indica la corriente máxima disponible. Solo con esa secuencia correcta energiza el conector.

¿El Modo 4 es lo mismo que la carga rápida?

El Modo 4 es la carga en continua con un cargador externo al vehículo, que es como se hace hoy la carga rápida de alta potencia. La clasificación por modos describe la forma de conexión; la regulación colombiana clasifica además por nivel de potencia.

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