Una inmersión profunda en una sesión de recarga de vehículos eléctricos

Todo parece muy sencillo. Te acercas en coche; conectas el cable; deslizas el dedo por una aplicación o pasas tu tarjeta de crédito o llave RFID, y ¡listo!, ya estás recargando tu vehículo eléctrico. Pero no es tan sencillo, ¿verdad? El Informe Anual de Fiabilidad 2025 de ChargerHelp reveló que, en su análisis de casi 110 000 sesiones de recarga en 2 473 estaciones de recarga, el 29 % de los intentos de recarga fracasaron. En el 65 % de esos intentos fallidos, se indicó que el cargador no estaba disponible, pero, sorprendentemente, el 35 % de los intentos fallidos se produjeron en cargadores que figuraban como disponibles.

Pero para aquellos de vosotros que estáis poniendo los ojos en blanco al recordar la última experiencia fallida de recarga que habéis tenido, recordemos que la gran mayoría de los intentos de recarga de vehículos eléctricos sí que tienen éxito. Sí, no nos convencen las tasas de éxito del 71 % y todos queremos que mejoren, pero si alguna vez os habéis parado a pensar en todo lo que ocurre entre bastidores durante una sesión de recarga de un vehículo eléctrico, quizá seáis un poco más comprensivos. De eso trata precisamente esta entrada. Profundicemos en algunos detalles.

Flujo de carga de vehículos eléctricos

Aunque existen variaciones en la forma de realizar una sesión de recarga de un vehículo eléctrico (por ejemplo, cómo se inicia la sesión de recarga, ya sea pasando una tarjeta de crédito por un terminal de pago o pulsando un botón en una aplicación), la siguiente secuencia resume los pasos principales. Para nuestro ejemplo, consideraremos una sesión de recarga de CA a través de una conexión CCS. Cada uno de estos pasos se rige por normas industriales, sin las cuales todos los vehículos eléctricos estarían limitados a unos pocos cargadores compatibles, lo que no sería una situación comercialmente viable.

Una secuencia típica de carga de un vehículo eléctrico

Para que una secuencia de carga se desarrolle según un protocolo establecido, el EVSE (equipo de suministro para vehículos eléctricos, es decir, la estación de carga) debe poder comunicarse con el vehículo una vez que este se conecta. Dado que CCS es una extensión del Tipo 1/Tipo 2, la comunicación básica se realiza mediante modulación por ancho de pulso (PWM) a través del pin de control piloto (CP) del conector, tal y como se especifica en la norma IEC 61851-1.

1. Conecte el vehículo.

La sesión se inicia cuando el conductor conecta el cable al vehículo. La norma IEC 61851-1 describe seis estados en los que puede encontrarse un vehículo eléctrico durante un ciclo de carga.

*Si se requiere ventilación, el EVSE solo suministrará energía de carga si el área está ventilada (es decir, al aire libre).

• A – En espera
  Este es el estado inicial en el que el vehículo no está conectado. La tensión detectada en el CP es una señal constante de 12 V. Cuando el conductor conecta el cable, el EVSE reduce la tensión en el CP a 9 V para indicar que la conexión es correcta y que nos encontramos en el estado B.
• B – Vehículo detectado
  El EVSE transforma la señal del CP en una señal PWM que alterna entre -12 V y +12 V. El ciclo de trabajo del pulso indica al vehículo la corriente máxima disponible para la recarga. Por ejemplo, un ciclo de trabajo del 10 % indica que hay 6 A disponibles, mientras que un ciclo de trabajo del 96 % indica que hay 65 A disponibles. En algunos vehículos, los distintos componentes se comunican entre sí a través de una red de Internet local (LIN), y el EVSE se comunica con el vehículo a través de una red de área de controlador de un solo cable (SWCAN). En estos casos, el ciclo de trabajo en el CP se sitúa entre el 3 % y el 7 %, y las capacidades de comunicación adicionales permiten al vehículo proporcionar al vehículo eléctrico información como el estado de carga (SOC) y el estado de salud (SOH).

Una sesión de recarga de corriente continua ofrece aún más opciones, ya que la conexión se realiza directamente al BUS del vehículo.

La mayoría de las sesiones fallidas de hoy se deben a un problema que surge en este paso, lo que provoca que el cargador o el vehículo rechacen la sesión de carga. Sigue leyendo para saber por qué.

2. Arranque remoto

Después de conectar el cable, el conductor desliza el dedo sobre la flecha de la aplicación para iniciar la recarga. Tenga en cuenta que el conductor ha iniciado sesión en la aplicación con un nombre de usuario y una contraseña y, por lo tanto, se considera autenticado.

La aplicación envía una solicitud de arranque remoto al CPMS asociado, proporcionando parámetros como el identificador del cargador, el identificador del conector y el identificador del usuario.

3. Autorizar usuario

Cuando el usuario se registró en el servicio de recarga de vehículos eléctricos, facilitó la información de pago, que el CPMS autorizó a través de la pasarela de pago correspondiente. Aunque el CPMS no almacena los datos de la tarjeta de crédito del usuario, sí guarda en la cuenta del conductor un token de identificación proporcionado por la pasarela de pago, por lo que la autorización se lleva a cabo siguiendo estos pasos:

• Cuando la aplicación envía la solicitud de arranque remoto con el identificador del conductor, el CPMS extrae el token de pago correspondiente
• A continuación, el CPMS envía una solicitud de autorización a la pasarela de pago.
• Si el usuario dispone del crédito mínimo necesario establecido por el CPMS, la pasarela de pago autoriza la transacción.

4. Carga inicial

Aquí es donde entra en juego el OCPP. Una vez que el usuario ha sido autorizado, el CPMS envía una solicitud OCPP StartTransaction al cargador correspondiente, que responde al CPMS con una confirmación. A continuación, el cargador reduce el voltaje del CP a 6 V para indicar al vehículo que está listo para la carga (estado C o D, dependiendo de si el vehículo ha indicado que requiere carga ventilada o no).

5. Carga

Una vez que el cargador ha indicado al vehículo eléctrico que está listo para la carga y la cantidad de corriente disponible, el vehículo eléctrico comienza a consumir energía. Durante el proceso de carga, el cargador envía lecturas periódicas del medidor al CPMS a través de OCPP, indicando la cantidad de energía suministrada al vehículo. Al mismo tiempo, el cargador puede recibir solicitudes del CPMS para aumentar o disminuir la corriente disponible para la carga. Dichas solicitudes pueden provenir de la red como un medio para reducir el consumo, o como una maniobra de equilibrio de carga iniciada por el CPMS. A su vez, el cargador notifica al vehículo cambiando el ciclo de trabajo de las señales PWM en el CP, y el vehículo cambiará su consumo de energía en consecuencia.

6. Parada remota

Cuando el usuario esté listo, deslizará la aplicación para detener la carga. Esto envía una solicitud de detención remota al CPMS.

7. Deja de cobrar.

Para finalizar una sesión de carga, hay que seguir los siguientes pasos:

• Al recibir la solicitud de parada remota, el CPMS envía una solicitud «StopTransaction» al cargador a través de OCPP, indicando el ID del usuario.
• Al reconocer que el usuario es el mismo que inició la sesión de recarga, el cargador envía al CPMS la lectura final del contador y deja de suministrar energía al vehículo, que ahora se encuentra en el estado B.
• El CPMS ya puede sumar las lecturas acumuladas del contador correspondientes a la sesión de recarga, acceder a la pasarela de pago para cobrar el importe y emitir una factura al conductor (a la que este podrá acceder a través de su cuenta con el proveedor del servicio).

En este momento, el vehículo vuelve al estado B, lo que significa que está conectado al cargador, listo para iniciar otra sesión de carga, pero el conector no está bloqueado y el conductor puede retirarlo para continuar hacia su próximo destino. Naturalmente, cuando se retira el conector, la línea CP vuelve a 12 V.

A continuación se ofrece un resumen del ciclo completo de la sesión de carga:

«Plug & Charge»: lo que aporta la norma ISO 15118

La secuencia anterior se basa en la señalización PWM a través del Control Pilot, que apenas transmite un límite de corriente. La norma ISO 15118 añade una capa de comunicación de alto nivel (HLC) sobre ella, que se intercambia mediante comunicación por línea eléctrica (PLC) en el mismo pin del CP. El vehículo y el EVSE realizan primero una adaptación de red mediante SLAC (caracterización de la atenuación del nivel de señal) y, a partir de ahí, intercambian mensajes estructurados en lugar de ciclos de trabajo.

Ese canal más completo es lo que hace posible la tecnología «Plug & Charge». El vehículo presenta un certificado digital que identifica el contrato del conductor con su proveedor de servicios, y el cargador autoriza la sesión ante la infraestructura de backend o de itinerancia del operador basándose en dicho certificado; de este modo, los pasos 2 y 3 anteriores desaparecen de hecho. Sin aplicación, sin tarjeta de crédito, sin llave RFID: el conductor conecta el vehículo y comienza la recarga.

La norma ISO 15118 también abre la puerta a la negociación de la recarga inteligente, en la que el vehículo comunica su estado de carga objetivo y su hora de salida a través del EVSE y el CPMS devuelve un programa de recarga; además, en versiones posteriores de la norma, permite la transferencia bidireccional de energía para casos de uso de «vehículo a red» (V2G). El HLC es obligatorio para las sesiones de CC con CCS, pero opcional en CA, razón por la cual la mayoría de las sesiones de CA siguen funcionando con el flujo PWM descrito anteriormente.

¿Por qué surgen los problemas?

La gran mayoría de los problemas que se producen actualmente con la recarga de vehículos eléctricos tienen lugar durante la fase 1. Es posible que el vehículo o el cargador rechacen la sesión de recarga. En todos los casos, la plataforma Driivz detectará el código de error e intentará solucionar el problema antes de que el usuario se dé cuenta. La siguiente tabla resume las causas del fallo, cómo se detecta (la señal de error) y cómo Driivz resuelve el problema, normalmente sin necesidad de intervención humana.

En la práctica, esta sigue siendo una visión simplificada del proceso. Por ejemplo, las diferentes señales PWM a través del CP no siempre son precisas y deben permanecer dentro de los niveles de tolerancia especificados. Cualquier desviación de esos niveles puede impedir que el vehículo pase al estado correcto en la secuencia y provocar un error. Puede haber fallos en la red celular que dificulten la comunicación correcta entre la aplicación de carga y el CPMS, o entre el CPMS y el EVSE. Incluso puede haber fallos mecánicos en el mecanismo que bloquea el conector al vehículo. Recordemos también que un EVSE es un aparato complejo que puede fallar en cualquier número de lugares. Hay miles de proveedores que fabrican miles de modelos de cargadores, cada uno de los cuales puede tener sus peculiaridades. En muchos casos, el CPMS puede detectar y solucionar de forma remota y automática los fallos de funcionamiento de los cargadores mediante algoritmos de autorreparación (todo ello comunicado al cargador a través de OCPP). Sin embargo, el sector se encuentra todavía en un nivel de madurez en el que la mayoría de nosotros hemos experimentado intentos fallidos de recarga. Al menos ahora, ya tiene una idea de por qué eso ocurre a veces.

¿Qué estamos haciendo al respecto?

Estamos colaborando con algunos de los principales proveedores de servicios de carga (CPO) y fabricantes de vehículos a nivel mundial para ayudar a reducir estos problemas. Este proyecto ya está en marcha y ya estamos observando mejoras en dichos CPO. Los datos que recopilamos nos ayudan a entrenar mejor y a perfeccionar nuestro algoritmo de mantenimiento proactivo, así como a resolver automáticamente más problemas como este. Además, podremos compartir esta información con los fabricantes de cargadores, lo que les permitirá comprender la causa raíz de estos problemas y solucionarlos.

El resultado final

Una sesión de recarga que funcione correctamente es el resultado de que varios estándares, dos redes y cuatro sistemas se sincronicen entre sí en cuestión de segundos. Cuando alguno de ellos falla, el conductor se encuentra con una sesión fallida y, en la mayoría de los casos, desconoce el motivo. Por eso, la fiabilidad no es un problema de « hardware » que se resuelva de una vez por todas, sino un problema operativo que debe gestionarse de forma continua.

Driivz Ofrece a los operadores de puntos de recarga y a los proveedores de servicios de movilidad eléctrica la visibilidad y la automatización necesarias para hacer precisamente eso: detectar el código de error, solucionar el problema y transmitir la información obtenida a los fabricantes. Si quieres ver cómo funciona en tu propia red, ponte en contacto con nosotros para solicitar una demostración.