Componentes de la estación de carga de vehículos eléctricos en un mundo IIoT: 4 consideraciones

Por Mike Fisher de Belden

Los quioscos de autoservicio son un ejemplo impresionante de cómo los equipos industriales se utilizan en todo tipo de formas de cara al público, ya sea para vender snacks, imprimir pases de abordar o contar artículos en una tienda de comestibles. Las estaciones de recarga de vehículos eléctricos son otro gran ejemplo.

Al igual que otros quioscos de servicio público, las estaciones de carga de vehículos eléctricos pueden instalarse en una amplia gama de entornos operativos, como aparcamientos al aire libre en un centro comercial, garajes subterráneos debajo de edificios comerciales y estaciones de servicio en carretera a lo largo de las autopistas. Sin embargo, independientemente del lugar en el que se instalen, las estaciones de carga para vehículos eléctricos deben ser accesibles, fiables y fáciles de usar

La importancia de los datos dentro de las estaciones de carga de vehículos eléctricos

Dado que las estaciones de recarga de vehículos eléctricos son sistemas relativamente nuevos en comparación con otras máquinas industriales que llevan décadas o más, es aún más fácil que aprovechen las ventajas de la Industria 4.0.

Al igual que otros sistemas de la Industria 4.0, la clave del éxito operativo de un sistema de estación de carga de VE es aprovechar los datos de uso y rendimiento. Por este motivo, una red de datos localizada es una parte fundamental de su sistema de carga de VE.

Una red OT a pequeña escala se basa en un switch multipuerto para transferir datos entre los subsistemas adecuados. La selección de un switch gestionado para esta función permite la formación de VLAN para garantizar la seguridad de los datos prioritarios y críticos.

Los switchs gestionados ofrecen la misma funcionalidad que los no gestionados -conectar dispositivos Ethernet con fines de comunicación-, pero también ofrecen características que los no gestionados no pueden ofrecer. A veces se consideran «switches inteligentes» debido a los niveles de inteligencia que pueden aportar a la red.

Permiten gestionar, configurar, supervisar y solucionar problemas de la red, proporcionando una interfaz de gestión y herramientas de diagnóstico que ayudan a la gestión y el mantenimiento remotos de los sistemas desplegados. También proporcionan una capa de seguridad que los switches no gestionados no ofrecen.

Los switches no gestionados ofrecen un precio atractivo, pero su falta de interfaz de gestión y de funciones de soporte complica la supervisión del estado del sistema. Las interrupciones tardan mucho en restablecerse si es necesario enviar a un técnico para realizar incluso las funciones más básicas, como el reinicio.

La elección del switch adecuado ayuda a garantizar que los paquetes de datos se envíen desde y hacia los dispositivos de carga de forma rápida y precisa, sin retrasos ni tiempos de inactividad.

Orquestar este tipo de flujo de datos en entornos periféricos en los que los dispositivos están situados lo más cerca posible de los usuarios para obtener el mejor rendimiento -como las estaciones de carga de vehículos eléctricos- no es una tarea sencilla. Muy pocos sistemas industriales pueden hacerlo.

Para garantizar el nivel de rendimiento que exigen las infraestructuras críticas, hay cuatro factores fundamentales que debe tener en cuenta a la hora de seleccionar los componentes de las estaciones de carga de vehículos eléctricos. Estos criterios se aplican a todo, desde los sistemas de gestión y control de la energía hasta las pantallas de visualización y los dispositivos de supervisión (incluido el Internet industrial de las cosas [IIoT]).

• Condiciones ambientales de funcionamiento

Los componentes de tipo industrial son la opción natural para las estaciones de recarga de vehículos eléctricos. Los componentes electrónicos de grado empresarial o de consumo pueden sobrevivir en carcasas con climatización controlada, pero mantener sus estrictas condiciones de funcionamiento puede consumir mucha energía.

El uso de componentes industriales fabricados para funcionar en condiciones ambientales extendidas (EEC) ofrece un rango de funcionamiento más amplio, de modo que los sistemas de control de climatización a bordo no tienen que trabajar tanto, si es que se necesitan.

Si los sistemas de climatización a bordo fallan, el uso de componentes industriales da tiempo a los ingenieros y técnicos para tomar medidas correctivas antes de que el fallo se extienda y cree un tiempo de inactividad inesperado

• Garantías y disponibilidad de productos

Es muy importante trabajar con fabricantes de equipos originales de buena reputación que respalden su trabajo a largo plazo, es decir, empresas que den soporte a sus componentes sin obligarle a realizar cambios en la lista de materiales y a buscar recertificaciones con el paso del tiempo.

Cuanto más importantes sean los componentes para el despliegue de estaciones de recarga de vehículos eléctricos individuales o en grupo, más importantes serán las garantías y la disponibilidad de los productos para asegurarse de que están respaldados y son fáciles de encontrar a largo plazo.

Hay que reconocer que incluso los mejores productos pueden fallar durante su funcionamiento. Hay ciertos criterios que debe tener en cuenta para asegurarse de que esto ocurra con la menor frecuencia posible.

Por ejemplo, el tiempo medio entre fallos (MTBF) es una buena medida de la fiabilidad de una determinada estación de carga para vehículos eléctricos. Si el producto falla, el tiempo medio de sustitución (MTTR) sugiere la rapidez con la que se puede restablecer un sistema que depende de esas piezas.

• Certificaciones de seguridad

Dado que las estaciones de recarga de vehículos eléctricos son utilizadas por el público, deben estar certificadas conforme a normas que garanticen la seguridad de las personas y de otros equipos que se encuentren en ellas.

El diseño de las estaciones suele requerir pruebas rigurosas. El uso de componentes que vienen con sus propias certificaciones de seguridad puede facilitar mucho el proceso de pruebas.

• Escalabilidad

Los sistemas pueden desplegarse como unidades independientes o como parte de un clúster de varias unidades. Las unidades individuales deben ser completamente autónomas, es decir, incluir todo lo que necesitan a bordo, mientras que las unidades agrupadas pueden compartir recursos para reducir el coste por unidad.

Los mejores diseños de estaciones de carga deben incluir la capacidad de escalar utilizando componentes de un quiosco para apoyar el funcionamiento de otro. El uso de los mismos componentes para soportar ambos modelos de funcionamiento sin inflar el coste del producto ofrece a los diseñadores una plataforma fácilmente escalable desde la que trabajar.

Un dispositivo informático de edge industrial reforzado permite desplegar software personalizado a bordo de la estación de carga para que pueda estar cerca de la acción para hacer lo mejor. Una parte integral de esta plataforma edge es la conexión VPN persistente a una nube pública o privada.

Los proveedores de redes suelen ofrecer capacidades especiales para asegurar las conexiones. Tanto si la conexión pasa por una red abierta como si no, acabará llegando a Internet. Una VPN es una solución sencilla para asegurarse de que sus datos permanecen seguros a lo largo de su viaje de extremo a extremo.

Cómo puede Belden ayudar a las estaciones de carga de vehículos eléctricos

Cuando se diseña un sistema de carga para vehículos eléctricos, hay que tener en cuenta muchas cosas, desde la confiabilidad hasta las garantías. Sabemos que puede parecer muy desalentador. Afortunadamente, Belden cuenta con una solución escalable, rentable y de extremo a extremo específicamente pensada para las estaciones de carga de vehículos eléctricos.

Belden Horizon utiliza la red de datos persistente (PDN) para proporcionar una conexión VPN siempre activa y segura para la supervisión y el acceso remotos.
ProSoft ICX35 proporciona una conexión celular dedicada en el operador de su elección para alojar túneles VPN encriptados
Hirschmann BRS20-4TX-EEC o BRS20-8TX-EEC ofrecen un switch de capa 2 rentable para crear una red OT localizada con una interfaz gestionada y funciones de seguridad avanzadas
Hirschmann OpEdge-8D puede ser una adición a la solución que proporciona una plataforma de computación edge multipuerto gestionada por Belden Horizon

Acerca del Autor

Como consultor de soluciones para Belden e ingeniero de sistemas, Mike tiene una gran experiencia en arquitecturas de sistemas para la Industria 4.0 y en la convergencia de entornos de TI y OT. Ayuda a los clientes de Belden a navegar con éxito por la convergencia de TI/OT y a trazar sus propios caminos para adoptar tecnologías de automatización transformadoras.

Esta es una traducción y adaptación del articulo original propiedad de Belden y cuenta con todos los derechos reservados https://www.belden.com/blogs/industrial-automation/ev-charging-station-components-in-an-iiot-world—4-considerations

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