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Articulo de referencia

Estándar de carga norteamericano

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El Sistema de Carga Norteamericano ( NACS ), también conocido como Estándar de Carga Norteamericano y designado oficialmente como SAE J3400 , es un conector de carga para vehículos eléctricos (VE) desarrollado por Tesla, Inc. y mantenido por SAE International .

Tesla introdujo el diseño del conector físico, originalmente llamado conector de carga de Tesla , con el Model S en 2012; sin embargo, no fue hasta 2021 que los vehículos Tesla comenzaron a ser compatibles con el protocolo de comunicaciones ampliado especificado como parte de NACS. En 2022, Tesla abrió el estándar a otros fabricantes, y SAE International lo estandarizó formalmente en 2023. NACS utiliza un único conector compacto para la carga de CA y CC, compartiendo pines comunes para ambos modos, a diferencia de otros sistemas que requieren conectores diferentes o más grandes para la carga rápida de CC.

Entre mayo de 2023 y febrero de 2024, la mayoría de los principales fabricantes de automóviles anunciaron planes para adoptar el sistema NACS en sus vehículos eléctricos norteamericanos a partir del modelo 2025, reemplazando el conector CCS1 ( Combined Charging System Combo 1 ). El acceso a la red de Supercargadores de Tesla , considerada más fiable y extensa que otras redes, fue citado como un factor clave en esta transición. Varios operadores de redes de carga para vehículos eléctricos y fabricantes de equipos de carga también anunciaron planes para adoptar conectores NACS.

Fondo

Después de las pruebas iniciales que permitieron a los vehículos eléctricos que no eran de Tesla usar las estaciones Supercharger de Tesla en Europa en diciembre de 2019, [ 3 ] Tesla comenzó a probar un conector de doble conector patentado " Magic Dock " en ubicaciones selectas de Supercharger de Norteamérica en marzo de 2023. [ 4 ] Magic Dock permite que un vehículo eléctrico se cargue con un conector NACS o CCS1, lo que brindaría la capacidad técnica para que casi todos los vehículos eléctricos de batería pudieran cargarse. [ 5 ] Si bien la mayoría de las ubicaciones de Supercharger de Tesla en Norteamérica actualmente proporcionan exclusivamente conectores NACS, 92 ubicaciones con postes V3 y 44 con V4 admitían el adaptador Magic Dock a partir de febrero de 2025. [ 6 ]

Historia

Tesla desarrolló un conector de carga propio para el Model S en 2012 y lo utilizó en todos los vehículos posteriores, incluidos el Model X , el Model 3 , el Model Y y el Cybertruck . Como parte de su estrategia comercial, la compañía también construyó la red de Supercargadores de Tesla en todo Estados Unidos. [ 7 ]

Tras la aprobación de la Ley de Inversión en Infraestructura y Empleo (también conocida como Ley Bipartidista de Infraestructura) en 2021, el gobierno estadounidense anunció 7.500  millones de dólares en subsidios para apoyar el desarrollo de una red nacional de cargadores rápidos al menos cada 80 km (50 millas ) a lo largo de las carreteras de Estados Unidos. Para optar a la financiación, los cargadores debían ser accesibles para varias marcas de vehículos eléctricos. [ 8 ] 

En respuesta, en noviembre de 2022, Tesla presentó el Estándar de Carga Norteamericano (NACS), un estándar abierto basado en el diseño físico de su conector propietario anterior. [ 9 ] [ 10 ] Sin embargo, a diferencia del conector original de Tesla, que utilizaba la comunicación CAN bus , NACS emplea el protocolo ISO 15118 utilizado por CCS1, lo que permite que los vehículos con un puerto CCS1 se carguen en una estación NACS mediante un adaptador, y que los vehículos Tesla se carguen en una estación CCS1 mediante un adaptador. [ 11 ] Los vehículos Tesla fabricados antes de 2021 requieren una actualización de la ECU para admitir la carga en una estación CCS1. La red Supercharger sigue siendo retrocompatible tanto con el conector original como con NACS.

Tesla promocionó NACS como una solución que ofrecía varias ventajas, incluyendo un diseño más compacto, una flota de vehículos Tesla que superaba en número a los vehículos equipados con CCS1 en una proporción de dos a uno, y una red de Supercargadores con un 60 por ciento más de puestos que todas las redes equipadas con CCS1 combinadas. [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] Los comentaristas describieron la medida como un último esfuerzo para salvar el conector de Tesla, ya que la financiación federal bajo la Ley de Inversión en Infraestructura y Empleos apoyaba la expansión de la infraestructura CCS1. [ 8 ]

En mayo de 2023, Ford Motor Company se convirtió en el primer fabricante de automóviles importante en anunciar sus planes para adoptar NACS. Ford declaró que, a partir de 2025, todos los vehículos eléctricos nuevos contarían con puertos NACS nativos, y que los modelos anteriores podrían usar cargadores NACS mediante un adaptador a partir de 2024. [ 16 ] El anuncio de Ford inició un rápido cambio en la industria, con otros fabricantes haciendo anuncios similares a lo largo de 2023 y principios de 2024, lo que llevó a una adopción generalizada en la industria. [ 8 ]

Los observadores señalaron que el amplio cambio reflejaba el reconocimiento de la red de Supercargadores de Tesla como una de las más fiables y extensas, y que NACS ofrecía ventajas en diseño y usabilidad. Los analistas también sugirieron que la infraestructura de carga podría convertirse en una fuente de ingresos recurrente para Tesla. [ 17 ]

El 27 de junio de 2023, SAE International anunció planes para estandarizar el conector NACS como SAE J3400. [ 18 ] En agosto de 2023, Tesla otorgó la licencia del diseño a Volex para fabricar componentes NACS. [ 19 ] SAE publicó el "informe de información técnica" el 18 de diciembre de 2023, [ 20 ] y la "práctica recomendada", con "NACS" redefinido como el "Sistema de Carga Norteamericano", el 30 de septiembre de 2024. [ 1 ]

Tras su amplia adopción por parte de la industria, el gobierno estadounidense respaldó públicamente el sistema NACS en diciembre de 2023. La Administración Federal de Carreteras anunció planes para integrar el conector NACS estándar de la SAE en los criterios de elegibilidad para la financiación federal de infraestructura de carga. [ 21 ]

Tesla inauguró oficialmente más de 15 000 estaciones Supercharger para propietarios de Ford el 29 de febrero de 2024. La compañía informó que los técnicos habían modernizado muchas estaciones con electrónica actualizada para admitir los protocolos CAN bus e ISO 15118, lo que permite la compatibilidad con vehículos equipados con CCS1. Tesla indicó que los trabajos de modernización continuarían en toda su red. [ 22 ]

Descripción

El conector NACS admite tanto la carga de corriente alterna (CA) como la carga rápida de corriente continua (CC). [ 23 ]

Especificaciones técnicas

El conector NACS está disponible en dos configuraciones de CC: una que admite hasta 500 voltios (V) y otra que admite hasta 1000 V. La versión de mayor voltaje es compatible con versiones anteriores. [ 1 ]   

No se especifica ningún límite de corriente para NACS. Se permite cualquier cantidad de corriente, siempre que la temperatura de la interfaz del conector no supere los 105 °C (221 °F) . Tesla ha informado que opera el conector con corrientes continuas de hasta 900 amperios (A). [ 1 ]    

Para la carga rápida de CC, el Supercargador Tesla versión 4 (V4) ofrece hasta 500 kilovatios (kW) de potencia, [ 24 ] Esto requiere tanto un dispensador V4 (extremo del enchufe) como un sistema de alimentación V4. Esta configuración solo está disponible en algunas ubicaciones. En la práctica, la potencia de 500 kW solo se puede mantener durante unos minutos antes de que la unidad se sobrecaliente.   

Para la carga de CA, el sistema NACS puede suministrar hasta 80  amperios a 277  V, derivados de una fuente de alimentación comercial trifásica  a 480 V, lo que produce 22,16  kW. [ 2 ] [ 25 ] Sin embargo, en configuraciones típicas, NACS proporciona hasta 48 amperios de corriente a 240 V (el voltaje residencial estándar del sistema eléctrico bifásico norteamericano ), lo que produce 11,5 kW. [ 26 ]   

Operación

El conector NACS cuenta con un único botón ubicado en la parte superior central de la manija. Al presionar el botón, se emite una señal UHF . Cuando el conector está bloqueado correctamente, la señal activa el mecanismo del vehículo para retraer el pestillo que lo sujeta. Si el conector no está bloqueado, la señal activa la apertura de la puerta que cubre la entrada. [ 1 ] [ 26 ]

Disposición de pines

El conector NACS tiene una configuración de cinco pines. Dos pines principales se utilizan tanto para la carga de CA como para la carga rápida de CC:

  1. DC+/L1: Proporciona el lado positivo del enlace de tensión CC o, en modo CA, sirve como Línea 1 en una conexión bifásica o como la única línea en una conexión monofásica .
  2. DC−/L2: Proporciona el lado negativo del enlace de tensión CC o, en modo CA, sirve como Línea 2 en una conexión bifásica o como neutro en una conexión monofásica.
  3. G ( tierra ): Conecta la tierra al chasis del vehículo. Este pin también sirve como referencia para las señales CP y PP y se utiliza para medir el aislamiento eléctrico. [ 1 ]
  4. CP (piloto de control): Vía de comunicación digital utilizada para intercambiar información sobre el estado de carga y la corriente, de acuerdo con la norma IEC 61851. La comunicación por línea eléctrica se superpone al piloto de control durante la carga en CC .
  5. PP (piloto de proximidad): Transmite una señal de bajo voltaje para determinar el estado del conector. Al presionar el botón de liberación del enchufe, se abre un interruptor en el circuito piloto de proximidad, interrumpiendo el flujo de electricidad.

La disposición de los pines de CA es idéntica a la del conector SAE J1772 , lo que permite el uso de adaptadores de paso simples. [ 27 ]

Adopción

fabricantes de automóviles

En mayo de 2023, Ford Motor Company se convirtió en el primer fabricante de automóviles importante en anunciar que utilizaría NACS con sus vehículos eléctricos. [ 16 ] Durante los dos años siguientes, casi todos los fabricantes de automóviles que vendían vehículos en el mercado norteamericano se comprometieron a cambiar a NACS. [ 28 ]

Inicialmente, a los propietarios de automóviles con CCS1 se les ofrecerá un adaptador NACS para permitir la carga en la red de Tesla; luego, a partir de 2025, los fabricantes comenzarán a incorporar puertos NACS en los automóviles nuevos. [ 29 ] En febrero, Ford se convirtió en el primer fabricante de automóviles en ofrecer un adaptador a sus clientes, lo que permite que los vehículos Ford se carguen con el adaptador en la mayoría de los cargadores V3 y V4 de Tesla. [ 30 ]

Los fabricantes de automóviles que se comprometieron con esta transición son:

Mitsubishi Motors es el único fabricante de automóviles importante que no ha anunciado planes para adoptar NACS. [ 60 ]

Redes de carga

Antes de que el NACS se convirtiera en un estándar abierto a finales de 2022, varios operadores de redes de carga de vehículos eléctricos habían añadido adaptadores de conectores de carga de Tesla a las estaciones de carga con estándar CHAdeMO . Entre ellos se encontraba la red de áreas de descanso ONroute en Ontario, Canadá, donde un adaptador de Tesla estaba conectado permanentemente a un cable CHAdeMO, [ 61 ] y REVEL abrió una estación de carga en Brooklyn , Nueva York, durante un tiempo después de que se les denegara una licencia para operar una flota de vehículos de transporte compartido de Tesla en la ciudad de Nueva York. [ 62 ] Ivy Charge en Ontario, Canadá, anunció planes para incluir adaptadores CCS1 a Tesla para algunas de sus estaciones. [ 63 ] También EVgo , que añadió adaptadores de Tesla opcionales a los cables CHAdeMO. [ 64 ] [ 65 ] En junio de 2023, EVgo anunció que añadiría compatibilidad con conectores NACS a más de sus cargadores. [ 66 ]

En junio de 2023, varios otros proveedores de estaciones de carga de vehículos eléctricos también anunciaron planes para agregar soporte para conectores NACS a sus cargadores. Estos incluyen FLO , una empresa de estaciones de carga de vehículos eléctricos con sede en Quebec con más de 90,000 cargadores. [ 66 ] La empresa de cargadores rápidos para vehículos eléctricos FreeWire Technologies también anunció planes para equipar sus cargadores Boost integrados en la batería con enchufes NACS para mediados de 2024. [ 67 ] [ 68 ] BC Hydro , Blink Charging , ChargePoint , Electrify America y EVgo también han anunciado planes para agregar conectores NACS a sus redes de carga. [ 67 ] [ 69 ] En septiembre de 2023, la cadena hotelera Hilton Worldwide anunció un acuerdo con Tesla para instalar cargadores con 20,000 conectores NACS en 2,000 de sus propiedades en América del Norte para 2025. [ 70 ]

Fabricantes de equipos

Varios fabricantes de equipos han anunciado que planean agregar conectores NACS a sus productos. A partir de junio de 2023La lista incluye ABB , BTC Power, Tritium y Wallbox. [ 71 ] [ 72 ] Los cables de carga disponibles para NACS se han especificado en un máximo de 375  A (sin refrigeración) y 650  A (con refrigeración líquida). [ 73 ]

Estándares en competencia

Conector NACS frente a CCS1
NACS
CCS1
Representado aproximadamente a escala.

Para los vehículos eléctricos se utilizan varios estándares de carga de CC de alta potencia, cada uno con distintos niveles de adopción a nivel mundial. Estos incluyen:

  • Sistema de carga combinado tipo 1 ( CCS1 ): Este estándar se usa comúnmente para la carga rápida de CC en Norteamérica y Corea del Sur, particularmente en estaciones de carga que no son de Tesla. [ 66 ] Tesla ofrece un adaptador de CCS1 a NACS para la venta. [ 74 ] [ 12 ] Algunas estaciones Supercharger de Tesla están equipadas con una "base mágica", que contiene un adaptador de NACS a CCS1.
  • Sistema de carga combinado tipo 2 ( CCS2 ): El estándar de carga rápida de CC legalmente obligatorio para Europa y Oceanía. [ 66 ] Los vehículos Tesla vendidos en estas regiones desde mayo de 2019, así como los Supercargadores más nuevos, utilizan CCS2. Los vehículos Tesla más antiguos se pueden adaptar para usar CCS2 con un adaptador. [ 75 ] [ 76 ] [ 12 ]
  • CHAdeMO : Se utiliza para la carga rápida de CC en Japón y está presente en algunos vehículos de Norteamérica y Europa. Los vehículos Tesla vendidos en Japón están equipados con NACS. [ 77 ] Tesla ofrece un adaptador de CHAdeMO a NACS para su compra. [ 12 ]
  • GB/T : Estándar de carga rápida de CC obligatorio por ley en China. Los vehículos Tesla vendidos en China utilizan GB/T. [ 78 ]

En noviembre de 2021, la red Supercharger de Tesla era la red de carga rápida de CC más grande de EE. UU. [ 79 ] Sin embargo, otros competidores de BEV en EE. UU. no habían podido aprovechar la red Supercharger antes del lanzamiento del "Magic Dock". Los autos Tesla, por otro lado, vienen con un adaptador SAE J1772, lo que permitió a los propietarios de Tesla aprovechar la gran cantidad de estaciones de carga de CA de nivel 2 más lentas que están equipadas con conectores J1772. [ 80 ]

Crítica

La decisión de Tesla de denominar a su conector "Estándar de Carga Norteamericano" fue criticada por la Charging Interface Initiative (CharIN), la asociación responsable del sistema de carga combinado (CCS), ya que el conector aún no había sido publicado ni reconocido por una organización de desarrollo de estándares . CharIN argumentó que el proceso de creación de un estándar debería ser colaborativo, permitiendo la participación de todas las partes interesadas. Si bien CharIN criticó inicialmente el proceso de desarrollo de Tesla, posteriormente reconoció que, aunque el conector NACS no utiliza el estándar físico del conector CCS, sí emplea los mismos protocolos de comunicación desarrollados para CCS. [ 81 ] [ 82 ]

Notas

  1. ↑ Para Lucid Gravity. El acceso para Lucid Air se habilitará el 31 de julio de 2025.

Referencias

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  • Norma SAE J3400
  • Práctica recomendada por SAE J3400
  • Conector de carga SAE J3400/2
  • Patente USD694188S1 para conector de carga NACS