¿Qué diferencia a un punto de recarga de nivel 1, nivel 2 y nivel 3?

En el mundo de los coches eléctricos resulta fundamental no solo la autonomía y capacidad de sus baterías, sino en qué tiempo se pueden recuperar ambas. Simplificando mucho, se trata de cuántos electrones podemos meter a través de un cable, de la misma forma que no es lo mismo repostar un tanque de gasolina a través de una pajita que con una manguera presurizada de competición.

Dependiendo de la potencia de recarga, hablamos de baterías que se recuperan en minutos o en horas. Recordemos la Ley de Ohm: P = VxI, o lo que es lo mismo, la potencia (en vatios) es el producto del voltaje (en voltios) y de la intensidad de corriente (en amperios). Análogamente, V = P/I, así como I = P/V, son fórmulas básicas de la ESO.

En este artículo vamos a ver las diferencias fundamentales entre la recarga de nivel 1, nivel 2 y nivel 3, otra forma de decir recarga lenta, rápida, ultrarrápida, de velocidad ridícula, de velocidad absurda, etc. Antes de seguir, podemos tomar como referencia que para recorrer 100 km con menos de 15 kWh hay que tener muchas cosas a nuestro favor y no tener ninguna prisa, que hacerlo con menos de 20 kWh implica no ir al máximo legal de la vía, y que 25-30 kWh/100 km sería una cifra más conservadora (circulando «normal») y con la climatización encendida.

Vamos allá:

Nivel 1: recarga doméstica sin instalación específica

Por omisión nos referimos a «cualquier enchufe» con corriente monofásica, hasta 16 amperios y con un enchufe normal (Schuko). Con esta modalidad podemos recargar con el cargador universal o de emergencia que algunos coches llevan en el maletero. La velocidad de recarga a 16 amperios es desesperante, hasta 3,7 kW si hay 230 voltios disponibles. Con 5 y 10 amperios hay que armarse de paciencia: 1,15 y 2,3 kW, respectivamente.

Para cargar un último modelo el tiempo recarga es más de días que de horas. El símil en el mundo de la gasolina es repostar un depósito a través de una pajita y con garrafas pequeñas. Tenemos un voltaje limitado (230 V), una intensidad moderada (hasta 16 A) y una potencia asequible para cualquier consumidor doméstico, P = 230*16 = 3.700 W; al cambio 3,7 kW.

¿Cuánto se tardan en cargar 30 kWh en baterías? A 16 amperios, más de 8 horas; a 10 amperios, más de 13 horas; a 5 amperios, más de 24 horas. Eso en teoría, luego acaba siendo más, sobre todo la última parte

Este tipo de recarga es apto para quien hace poco kilometraje diario y tiene el coche parado el número suficiente de horas como para recuperar autonomía para otro día. Eso sí, siempre hablando de coches con baterías de capacidad modesta, como los primeros modelos que vimos en el mercado, menos de 25 kWh por dar una cifra. Para muchos híbridos enchufables esto es lo ideal, sus baterías suelen ser pequeñas.

Nivel 2: recarga acelerada o semirrápida

En este punto hablamos de instalaciones de carga que no siempre suelen estar en manos de particulares. En la parte baja de esta categoría encontramos instalaciones en monofásica y hasta 32 amperios, por lo que se pueden lograr potencias de 7,4 kW, siempre y cuando el coche lo soporte. Al igual que en la recarga doméstica, la electricidad entra en el coche en corriente alterna y se transforma a bordo.

Para eso no nos vale el enchufe estándar Schuko, tenemos que irnos a un conector Tipo 1 (SAE J1772) o Tipo 2 (Mennekes), por lo menos. Tendremos más potencia, pero claro, duplicamos el coste por término fijo, ya que hay que tener una mayor disponibilidad de energía, aunque el gasto que hagamos sea el mismo -la parte variable del recibo-. Encontraremos enchufes de estos en algunos hoteles, aparcamientos, centros comerciales… Los particulares se los instalan en forma de murales de carga.

Pero vayamos un paso más allá, y hagamos un encuentro en la tercera fase: la corriente trifásica. Se utiliza en entornos industriales con grandes consumidores eléctricos, para repartir la carga de estos en tres fases en vez de en una. Dicho de otra forma, aumentamos el voltaje, así que con los mismos amperios se obtienen potencias superiores.

Lo habitual en trifásica en este nivel es tener 11 kW (16 A x 400 V) o 22 kW (32 A x 400 V). El coche debe admitir este nivel de carga o no habrá beneficio alguno. Dependiendo del modelo, la recarga con estas potencias se puede hacer con corriente alterna -haciendo la transformación en un cargador interno- o con corriente continua. Algunos híbridos enchufables son compatibles con esta modalidad.

En el caso del BMW iX3, usando un WallBox -o similar- en corriente trifásica y corriente alterna, el ritmo de carga es de 11 kW, en monofásica hace tope a 7,4 kW. Puede cargar las baterías desde el nivel mínimo hasta el máximo en 7 horas y media a 11 kW. Con esa carga homologa 460 km de autonomía en ciclo WLTP, tiene 80 kWh brutos y 74 kWh útiles. Dicho de otro modo, a 11 kW recupera por hora 60 km de autonomía.

Volviendo al simil anterior, es como repostar en una gasolinera (¿quién tiene un surtidor en su casa?). La velocidad de recarga mejora sustancialmente, ya que el vehículo equilibra celdas de forma más eficiente y el cargador no tiene que interrumpir el suministro cuando se calienta.

Además, los cargadores de nivel 2 suelen admitir gestión avanzada, son más cómodos de usar, etc. Un cargador de emergencia es «tonto», se limita a comprobar que el suministro de corriente es estable o deja de funcionar. Comprobaciones adicionales son si el abonado se reconoce, velocidad de recarga según el SoC de las baterías, medidas anti desenchufado, etc.

Nivel 3: recarga rápida o ultrarrápida

Los modelos con baterías de mayor capacidad ya son compatible con este estándar, en el que obligatoriamente hablamos de corriente trifásica, corriente continua (DC), y las potencias son suficientes para poder recargar en minutos, ya no en horas. En los híbridos enchufables esto no suele tener sentido, ya es para eléctricos puros y con grandes capacidades de almacenar corriente.

Para recargar de la forma más rápida hace falta un conector más preparado para grandes transferencias de energía, como el ChaDeMo o el CCS Combo. Los ritmos de carga son de 50 kW o más, incluso más allá de los 300 kW, y siempre y cuando el coche lo soporte. Además, las baterías no admiten el ritmo más alto todo el tiempo, según se van llenando la intensidad va bajando. Las celdas tienen que balancearse.

Como las baterías funcionan en corriente continua, el símil en el mundo de la gasolina es conectar una manguera a presión como las que se usaban en la Fórmula 1, las que llenaban un depósito en pocos segundos. Así, lo habitual es pasar del 20% al 80% de carga en 15, 30 o 45 minutos. Pasado el 80% la intensidad se desploma y no merece la pena seguir enchufado si hay un mínimo de prisa.

Por ejemplo, la Mercedes-Benz EQV 300 necesita 45 minutos del 10 al 80% de su capacidad a un ritmo de 110 kW. El BMW iX3 es capaz de cargar del 10 al 80% en 32 minutos, o recuperar 100 km de autonomía (ciclo WLTP) en solo 10 minutos, cargando a 150 kW. Porsche dice que un Taycan puede cargar del 5 al 80% en solo 22 minutos y medio, o 100 km de autonomía en 5 minutos, a 225 kW o más de potencia. Cifras parecidas tiene el IONIQ 5, del 10% al 80% en 18 minutos a 350 kW, o algo más de 100 kilómetros de autonomía en solo 5 minutos.

En esta modalidad de recarga la energía siempre entra en corriente continua, la transformación AC-DC se realiza fuera del vehículo. Además, el voltaje puede doblar a la trifásica estándar, 800 voltios. Vale, es el sistema más rápido, pero tiene la contrapartida del coste: mantener esta infraestructura es muy caro, así que la energía se cobra a un precio superior.

Si la tarificación es por minuto, solo interesa para modelos donde el ritmo de carga admitido sea muy alto, o de lo contrario estaremos tirando el dinero. Ojo, el eslabón más lento de la cadena siempre determina la velocidad máxima a la que se recarga. Tiene que haber un equilibrio entre lo que el punto de recarga suministra, lo que el vehículo admite -a nivel de cargador interno o puerto de carga- y lo que las baterías admiten.

El nivel 3 no es apto para usuarios particulares, dado su alto coste, así que es la solución para los viajes o para aquellas empresas donde el tiempo de recarga sea un factor crítico. En todo caso, son para empresas, las únicas que pueden correr con los gastos de la instalación, los términos fijos y el mantenimiento. Habría que hablar de qué tiene mayor impacto en la vida útil de las baterías, pero eso bien es para un artículo aparte.