LEM ha diseñado el primer sensor de tipo B que monitoriza la corriente residual (residual current monitoring, RCM) en cargadores bidireccionales de a bordo (on-board chargers, OBC) para automoción con capacidades ASIL B para que los ingenieros de sistemas en el sector de los vehículos eléctricos (VE) den un paso adelante hacia los OBC sin transformador.

El uso de OBC bidireccionales ha registrado un notable crecimiento durante los últimos años ya que permiten que usuario final utilice la batería de su coche para alimentar otro vehículo, un aparato eléctrico o incluso su vivienda. Sin embargo, al ser bidireccionales, los OBC presentan una serie de dificultades desde el punto de vista de la seguridad. Los diseñadores han de tener en cuenta la seguridad frente a tensiones altas, en concreto la monitorización y la compensación de fugas, además de intentar disminuir el peso, mejorar la eficiencia y reducir los costes de los OBC bidireccionales. La solución es un sensor RCM tipo B para automoción que cumpla todas las normas de seguridad correspondientes, y se denomina CDT.
El nuevo sensor de LEM elimina las preocupaciones asociadas al diseño de soluciones en entornos restringidos, como el automóvil, y acelera la arquitectura del diseño, ya que está preparado para ISO 26262 ASIL B (Automotive Safety Integrity Level B). Lo que es aún más importante, el nuevo sensor RCM tipo B se posiciona a la vanguardia de este sector en rápido desarrollo, permitiendo a los diseñadores reaccionar con rapidez ante la nueva norma ISO 5474 Parte 2 para la transferencia de CA. Esta norma, centrada en los vehículos de propulsión eléctrica, describe los requisitos funcionales y de seguridad para la transferencia eléctrica entre el vehículo y un circuito externo de CA. La nueva norma, que forma parte de una serie junto con ISO 5474 Parte 1, abarca los requisitos de carga conductiva para los modos 2 y 3 según IEC 61851-1, así como la transferencia eléctrica inversa mediante enchufes convencionales instalados a bordo o conectores de VE, y tensiones de hasta 1000 V CA.

Al ser capaz de solucionar varios de los desafíos que afrontan los ingenieros de sistemas de VE con una sola unidad, el nuevo sensor resulta ideal para su uso con OBC bidireccionales que permiten aplicaciones V2X (vehicle-to-everything) como V2L (vehicle-to-load) para alimentar dispositivos externos, V2G (vehicle-to-grid) para suministrar energía a la red y V2V (vehicle-to-vehicle) que permite la comunicación entre vehículos. 

El nuevo CDT detecta diferencias de corriente entre dos puntos, identificando fallos como cortocircuitos y permitiendo el aislamiento rápido de las secciones averiadas para evitar daños. El nuevo sensor CDT de LEM ha sido diseñado como la combinación perfecta de RCM tipo B para cargadores bidireccionales de a bordo (OBC), donde se detectan y monitorizan corrientes residuales, incluyendo corrientes de fuga en CA y CC.
Este tipo de RCM es ideal para sistemas eléctricos complejos, especialmente los instalados en vehículos eléctricos (VE) con componentes de corriente continua (CC), y es capaz de detectar corrientes de fuga potencialmente peligrosas. Con un cargador bidireccional de a bordo (OBC), si la corriente de fallo de CC supera los 6 mA, existe la posibilidad de que las capacidades de detección y disparo de un RCD tipo A se vean comprometidas, aumentando así el riesgo de descarga eléctrica. Solo un RCM tipo B puede medir y detectar corriente alterna (CA) y corriente continua (CC) suavizada. El nuevo sensor CDT ha sido diseñado para cubrir esta necesidad, combinando la mejor tecnología para automoción con un nivel de exactitud sin precedentes de ± 0,5 mA a 5 mA, gracias a la tecnología de inducción magnética (fluxgate) multipatentada de LEM.
La inducción magnética es ideal cuando se necesita medir el campo magnético con mucha precisión ya que los sensores de inducción magnética son extremadamente sensibles y capaces de detectar campos magnéticos muy pequeños. También miden con exactitud los campos magnéticos de CC y CA de baja frecuencia y garantizan unas medidas estables bajo diversas temperaturas y condiciones ambientales.

Entre las restantes características del nuevo sensor de LEM se encuentran sus funciones avanzadas en el bus SPI (Serial Peripheral Interface) seguro, como selección dinámica de fallos, monitorización de T°C, valor de fuga y monitorización del suministro (un bus seguro garantiza la transmisión de datos encriptados y autentificados entre dispositivos). Otras funciones que incorpora son el diagnóstico avanzado y la capacidad de funcionar igualmente con CA monofásica y trifásica.

Clément Amilien, Head of Global Product Management Automotive de LEM, señala: “La nueva norma ISO 5474 Parte 2 para la transferencia de CA está relacionada con el uso de un vehículo eléctrico (VE) como fuente de CA. Esto significa que es imprescindible tener la capacidad de monitorizar corrientes de fuga en los vehículos. La norma también establece que las aplicaciones V2L necesitan protección de seguridad para usar el enchufe a través del RCM. Nuestro nuevo sensor CDT ha sido diseñado para garantizar la seguridad de las funciones V2X con RCM tipo B para automoción. También está preparado para ASIL B de forma opcional y tiene como objetivo superar todas las dificultades planteadas por los OBC a los diseñadores de sistemas de VE mediante un solo dispositivo que se incorpora fácilmente a los diseños. Este nuevo sensor les ayudará a acelerar su plazo de comercialización y a cumplir con todas las normas de seguridad y protección para aplicaciones V2X.

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