La innovadora tecnología de los vehículos eléctricos está provocando una reinvención de los hábitos de movilidad, mientras que su despliegue a gran escala conlleva a su vez nuevos obstáculos tecnológicos. Las estaciones de carga constituyen un excelente ejemplo. El reto para los cinco próximos años pasa por construir redes globales que acaben con la preocupación por la autonomía del vehículo entre los conductores y que estos puedan “repostar” con rapidez en cualquier estación de carga situada a lo largo de su ruta. Las principales redes de carga se están extendiendo por Europa y se apoyan e integran en todos los planes de recuperación económica.

 Un contador de CC que armonice los costes para la carga rápida

La actual infraestructura pública de carga suministra principalmente corriente alterna (CA), que necesita un tiempo largo de carga de ocho horas por término medio debido a la baja capacidad de potencia de unos 44 kW. Para reducir este tiempo de carga hasta solo unos pocos minutos, los fabricantes de cargadores convierten la CA en corriente continua (CC) fuera del coche sin pasar por el cargador de a bordo (On-Board-Charger, OBC) y alimentando directamente el paquete de baterías del vehículo eléctrico. Si bien este método eleva la potencia de carga hasta 400 kW, la etapa de conversión genera pérdidas de potencia que no deberían facturarse al propietario del vehículo eléctrico. De ahí que se instale un contador eléctrico tras la etapa de conversión con el fin de monitorizar y facturar la cantidad exacta de energía transferida al vehículo eléctrico en lugar de la duración de la carga.

Para cubrir esta necesidad, LEM anuncia su solución DCBM (DC Billing Meter), un nuevo contador de CC inteligente, extremadamente compacto y conforme a la normativa alemana “Eichrecht”, que obliga a facturar a partir de una medida precisa de la energía. En la actualidad se están aprobando estándares tanto a nivel europeo como internacional.

El DCBM de LEM ha sido desarrollado para cubrir la demanda de interoperabilidad y seguridad de los datos para una adaptación sencilla y rápida de las estaciones de carga ya instaladas y para medir potencias de hasta 600A/1000V.

Una puerta de enlace entre los sistemas electrotécnicos y la nube

El DCBM de LEM está integrado en una arquitectura global de la estación de carga. Cuando el propietario del vehículo eléctrico desea realizar una carga se activan una serie de solicitudes que pasan por el operador del punto de carga y el controlador de carga hasta el DCBM. Esta última empieza a medir la energía durante toda la sesión de carga. Cuando ha finalizado la carga se recogen los datos de las medidas y se almacenan en una memoria a largo plazo del DCBM junto con varios identificadores incorporados a las sucesivas solicitudes y con la seguridad de una firma. Durante la sesión de carga, el DCBM puede proporcionar datos al controlador sobre la energía transferida, así como las medidas de corriente, tensión y temperatura en todo momento.

Figura 2. Arquitectura global de la estación de carga.

Comunicación orientada hacia el futuro

El DCBM ofrece comunicación Ethernet de tipo plug&play. La integración instantánea en la red se establece a través del estándar global TCP/IP con DHCP opcional para direccionamiento automático. El producto dispone de interfaz HTTPS/REST para una integración fácil y segura con los sistemas de datos. Los datos de las medidas también están firmados con el fin de proporcionar una prueba de autenticidad. En cumplimiento de la iniciativaS.A.F.E., el DCBM es compatible con el formato OCMF, ofreciendo así la mejor interoperabilidad para los operadores de servicios en la nube.

HTTP/REST

HTTP es el protocolo para intercambio de datos utilizado por los navegadores en Internet y hace que sea compatible con cualquier software. HTTP/REST es un subconjunto del protocolo que simplifica el formateo de los datos. El formato elegido para el DCBM es JSON, que suministra al dispositivo unos conjuntos de datos legibles por una persona y listos para IoT. El DCBM utiliza los principales métodos HTTP (GET / POST / PUT), por lo que se puede solicitar fácilmente que ponga en marcha, detenga y recupere sesiones de carga. Además, las lecturas realizadas durante la sesión se muestran en todo momento al conductor. 

Esto ofrece una experiencia similar a la de una gasolinera y facilita la evolución hacia un uso generalizado de los vehículos eléctricos.

OCMF

El formato OCMF (Open Charge Metering Format) es un estándar de código abierto desarrollado por la iniciativa S.A.F.E. Está diseñado para lograr la independencia del sistema y aborda una amplia variedad de estándares de carga de vehículos eléctricos existentes que determinan la facturación final del contador. A ello se añade que el estándar fue diseñado para proporcionar más campos y asumir el rápido cambio que experimentan los procesos de facturación de las sesiones de carga de vehículos eléctricos. La alianza S.A.F.E. ofrece un software de transparencia certificado para OCMF con el fin de verificar la autenticidad de la sesión de carga y los resultados. 

Datos de facturación firmados

El DCBM cuenta con un formato propio de datos además de OCMF. Ambos formatos están firmados digitalmente con métodos ECDSA estándar que permiten verificar la autenticidad y la integridad de los datos de facturación. Cada DCBM tiene su propia clave pública, que deberá estar registrada en una institución de infraestructura de clave pública (Public Key Infrastructure, PKI), con lo que el usuario final goza de protección.

Figura 3. Ejemplo de conjunto de datos correspondientes a una sesión de carga con DCBM.

Conclusión

Con su nuevo DCBM, LEM abre la posibilidad de facturar la electricidad y ello incluye aplicaciones como centros de datos, aplicaciones fotovoltaicas y redes de CC, permitiendo de este modo una transición sostenible y ecológica

Más información

Autores                                                                                               

Alexis Rigaud, Clément Saudet, Sébastien Auray, Florent Balboni, Mathieu Béguin