Medición de CEM en la carga de vehículos eléctricos: seguridad, normas y buenas prácticas

Los sistemas de carga de vehículos eléctricos (VE), tanto con cable como inalámbricos, generan campos electromagnéticos (CEM) que pueden afectar la exposición humana. Comprender estas emisiones es esencial para garantizar la seguridad, cumplir con las normativas y optimizar el diseño. En este artículo explicamos por qué es importante medir los CEM, qué normas aplican y ofrecemos recomendaciones prácticas para fabricantes, operadores y usuarios.

¿Por qué es importante medir CEM?

La medición de los CEM durante la carga de VE no es solo un requisito técnico, sino un paso fundamental para garantizar la salud y la seguridad. Existen límites de exposición para proteger al público en general y, especialmente, a las personas con dispositivos médicos implantables activos, cuyos umbrales de seguridad son significativamente más bajos. El cumplimiento de normas internacionales y nacionales también demuestra el compromiso del fabricante con la seguridad y reduce la responsabilidad legal. Más allá del cumplimiento normativo, conocer las características de los CEM ayuda a los ingenieros a diseñar sistemas que minimicen las emisiones sin comprometer el rendimiento.

Carga con cable: CA y CC

La carga con cable se basa en la conversión de corriente alterna de la red en corriente continua para el almacenamiento en la batería. Los cargadores de CA suelen operar a frecuencias extremadamente bajas (50 o 60 Hz) y se dividen en Nivel 1, que utiliza tomas domésticas de hasta 2,4 kW, y Nivel 2, que alcanza hasta 22 kW para instalaciones más rápidas.
Los cargadores rápidos de CC, por su parte, suministran potencias desde 50 kW hasta más de 400 kW, evitando el cargador a bordo para permitir una carga rápida. Estos sistemas generan perfiles de CEM más complejos, incluidos campos magnéticos estáticos debidos a corrientes elevadas y campos eléctricos transitorios desde varios kilohercios hasta algunos megahercios. Las principales fuentes de CEM en la carga con cable son el cuerpo del cargador, la electrónica de potencia, los cables y los conectores. Las mediciones deben tener en cuenta las zonas de proximidad del usuario, ya que los niveles de exposición varían significativamente con la distancia.

Carga inalámbrica: principios y puntos clave

Los sistemas de transferencia inalámbrica de potencia (WPT, por sus siglas en inglés) eliminan los conectores físicos mediante inducción electromagnética y resonancia magnética. Cuando dos bobinas están sintonizadas a la misma frecuencia, la energía puede transferirse de forma eficiente sin contacto directo. Estos sistemas operan entre 20 y 90 kHz y están regulados por normas como SAE J2954, IEC 61980 e IEEE 63184. Las evaluaciones se centran en tres regiones: debajo del vehículo (donde la exposición es mayor), fuera del chasis a 20 cm y dentro del vehículo, especialmente en las zonas de los asientos. Factores como la alineación de las bobinas, la separación vertical y el estado de carga influyen en los niveles de CEM y deben considerarse durante los ensayos.

Cómo realizar evaluaciones de CEM

Las normas internacionales recomiendan medir desde corriente continua (CC) hasta 10 MHz para sistemas cableados y hasta 100 kHz para sistemas inalámbricos. El proceso consta de varios pasos:

• Escanear todo el cargador para localizar puntos calientes de emisión en el cuerpo, los cables y los conectores en sistemas cableados y, en cargadores inalámbricos, debajo del vehículo cerca de las bobinas o dentro y fuera del vehículo.
• Analizar las frecuencias dominantes que contribuyen a la intensidad del campo en estos puntos.
• Realizar mediciones detalladas a 0 cm y 25 cm de la superficie del equipo para evaluar el riesgo de exposición en cargadores cableados y en las tres zonas especificadas por las normas para cargadores inalámbricos.
• Garantizar el cumplimiento normativo de la IEC 61786-1 y calibrar los instrumentos a las frecuencias de funcionamiento.

Wavecontrol ofrece una solución integral con el medidor de CEM SMP3 y las sondas WPH-DC y de la serie WP. Estos instrumentos integran los límites de exposición de las principales normas y cuentan con calibraciones acreditadas ISO 17025 por ILAC, lo que garantiza su aceptación a nivel mundial.

WPH-DC

SMP3

Serie WP

Principales conclusiones y recomendaciones de seguridad

Las mediciones muestran que los cargadores de CA con cable emiten campos de baja frecuencia constantes cerca de las empuñaduras y los cables, mientras que los cargadores de CC con cable generan campos magnéticos estáticos y campos eléctricos de frecuencia media. Los niveles de potencia más altos y los cables enrollados incrementan las emisiones, y la proximidad del usuario sigue siendo un factor crítico. Para mitigar los riesgos, los fabricantes deben implementar apantallamiento y un correcto guiado de cables, los operadores deben mantener distancias claras respecto a las zonas peatonales y los usuarios, especialmente aquellos con implantes médicos, deben evitar permanecer cerca de los cables de carga. Se recomiendan encarecidamente evaluaciones periódicas de CEM durante la instalación y el mantenimiento.

Conclusión

La medición de CEM es esencial para garantizar la seguridad y el cumplimiento normativo en los sistemas de carga de vehículos eléctricos. Si quieres explorar cómo estas soluciones pueden adaptarse a tus necesidades específicas, ponte en contacto con nuestro equipo para recibir asesoramiento experto.

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