Smart Charging: Soluciones y Casos de Uso de Carga Inteligente para Vehículo Eléctrico
Para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, la industria automotriz ha acelerado decididamente su transición hacia los vehículos eléctricos (VE). Como consecuencia directa de este crecimiento, la demanda de infraestructuras de carga para VE ha aumentado de forma significativa durante los últimos años.
Las estaciones de carga están evolucionando hacia modelos inteligentes capaces de optimizar el consumo energético y mejorar la eficiencia del proceso de carga. Mediante la integración de tecnologías IoT e Inteligencia Artificial, los vehículos eléctricos, los cargadores, las plataformas de gestión en la nube y la red eléctrica quedan interconectados. Esto permite monitorizar y analizar en detalle parámetros como el volumen de energía suministrada, la velocidad de carga, los periodos de máxima demanda, los costes energéticos o los patrones de uso.
Para gestionar de forma avanzada la carga y maximizar la eficiencia energética, el despliegue de IA y la recopilación de gran cantidad de datos elevan considerablemente las exigencias sobre la infraestructura de comunicaciones. En este contexto, los gateways y sistemas embedded adquieren un papel crítico ya que deben recopilar y procesar grandes volúmenes de datos, permitiendo a los operadores supervisar y gestionar el uso de la red de carga en tiempo real.
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Ventajas de Smart Charging para VE
El éxito del vehículo eléctrico depende de una infraestructura de carga que sea tan inteligente como los propios coches. El concepto de carga inteligente o Smart Charging va un paso más allá de la simple conexión a la red; utiliza el análisis de datos en tiempo real para resolver los retos operativos más comunes. Desde prolongar la vida útil de las baterías de los vehículos hasta simplificar el proceso de pago y acceso, estas son las ventajas competitivas que definen a las estaciones de carga de nueva generación.
La vida útil de la batería es una de las principales preocupaciones tanto de los conductores de vehículos eléctricos como de los potenciales compradores. Al igual que ocurre con las baterías de los dispositivos móviles, su estado de salud se degrada de forma progresiva con el uso y el paso del tiempo, y su sustitución supone un coste elevado. Por ello, preservar la salud de la batería y maximizar su ciclo de vida se convierten en objetivos clave, donde la IA puede desempeñar un papel determinante.
El despliegue de un sistema Edge Computing permite recopilar datos sobre los patrones de carga de los conductores a través de las estaciones de carga, que posteriormente pueden enviarse a la nube para su análisis y diagnóstico mediante IA. A partir del historial de carga del vehículo y de la información proporcionada por el Sistema de Gestión de Baterías (BMS), la carga inteligente es capaz de generar alertas y recomendaciones personalizadas, como seleccionar una velocidad de carga adecuada o establecer límites de carga con el fin de proteger la batería y reducir su degradación. Asimismo, el análisis de los hábitos de conducción, como la distancia recorrida semanal o mensualmente, permite sugerir volúmenes de carga óptimos y evitar situaciones de sobrecarga innecesaria.
Precio dinámico según hora y ubicación
Identificación de matrículas y pago simplificado en puntos de carga
Con el crecimiento del parque de vehículos eléctricos y la expansión de las estaciones de carga en entornos urbanos, la disponibilidad de plazas de aparcamiento sigue siendo un recurso limitado. En muchos casos, los espacios equipados con cargadores son ocupados indebidamente por vehículos de combustión, lo que reduce la eficiencia de la infraestructura. Mediante técnicas de Machine Learning aplicadas al procesamiento de imagen, capaces de eliminar ruido visual y compensar condiciones adversas, las estaciones de carga pueden identificar con alta precisión las matrículas de los vehículos, independientemente de la climatología o la iluminación.
De este modo, cuando un vehículo eléctrico previamente registrado llega al punto de carga, el pilón de acceso se desbloquea automáticamente, permitiendo el uso exclusivo del espacio. Además, en un contexto en el que los pagos sin efectivo se han generalizado, el sistema puede vincular el proceso de facturación directamente a la matrícula del vehículo, agilizando y simplificando la experiencia de carga al eliminar pasos intermedios (descarga de apps, distintas interfaces) y reducir los tiempos de espera.
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Caso de Uso: Punto de Carga Inteligente para VE
A continuación se presenta un caso de uso de un punto de carga inteligente que integra varias de las funcionalidades descritas anteriormente. Destaca especialmente el sistema de visión artificial para el reconocimiento automático de matrículas (ANPR), donde el dispositivo identifica al propietario del vehículo y activa de forma automática el proceso de pago, agilizando la experiencia de recarga y garantizando un funcionamiento seguro y eficiente.
Diagrama del AIE100-ONA de Axiomtek con los diferentes interfaces utilizados
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En el corazón tecnológico de este punto de carga inteligente se encuentra el módulo NVIDIA® Jetson Orin™ Nano, integrado en el sistema ultra compacto AIE100-ONA de Axiomtek. Esta plataforma ofrece hasta 40 TOPS de potencia de cálculo, lo que permite ejecutar tareas avanzadas de inteligencia artificial en el borde (edge computing), como reconocimiento automático de matrículas (ANPR) y detección de ocupación en tiempo real. Su diseño robusto garantiza un funcionamiento fiable incluso en condiciones climáticas extremas, soportando temperaturas de -20°C a +70°C, mientras que su compatibilidad con PoE (Power over Ethernet) facilita una instalación rápida y estable, al alimentarse directamente a través del cable Ethernet, sin dependencia de la red eléctrica.
Se trata de una solución de carga inteligente para vehículos eléctricos que combina alto rendimiento en IA con la capacidad de superar desafíos como la limitada disponibilidad de espacio y un despliegue rápido. Gracias a su sistema Edge Computing ultra compacto, puede realizar procesamiento de datos y análisis de imágenes en tiempo real, ofreciendo eficiencia, fiabilidad y facilidad de instalación incluso en entornos sin la infraestructura adecuada (más detalles en el vídeo).
Vídeo sobre la solución Smart Charging con el AIE100-ONA de Axiomtek
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Soluciones para Estaciones de Carga Inteligente
Además del AIE100-ONA, que analizamos anteriormente en el caso de uso, a continuación presentamos un ejemplo de una estación de carga más completa, y algunas de las soluciones disponibles en el mercado que permiten su implementación, junto con sus características principales.
Implementación de una estación de carga con algunas de las soluciones disponibles de Axiomtek
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Para cubrir las distintas necesidades de la infraestructura, se recomiendan diversos dispositivos con capacidad IA:
ICO520: Sistema embedded fanless (montaje DIN), con procesadores Intel® Core™ i7/i5/i3 y Celeron® de 12.ª generación, 4 puertos LAN, 1 HDMI, 1 DisplayPort, COM aislado y DIO. Se trata de un sistema de alto rendimiento optimizado para el análisis de grandes volúmenes de datos y la implementación de precios dinámicos basados en la demanda y la ubicación.
iNA100: Gateway de ciberseguridad para proteger la red de posibles ataques externos (montaje en carril DIN).
ICO330: Sistema embedded fanless (montaje DIN) con procesador Intel Atom® x6212RE o x6414RE, 3 LAN, COM aislado y DIO (digital input/ouput), diseñado para agregar, procesar y filtrar datos de múltiples fuentes como sistemas de gestión de baterías y medidores smart. Sus puertos COM y LAN aislados protegen contra interferencias electromagnéticas, garantizando una transmisión de datos de alta fiabilidad.
ICO120–E3350: Sistema embedded fanless (montaje DIN) con procesador Intel® Celeron® N3350. Ofrece las E/S esenciales, incluyendo dos puertos LAN GbE y dos puertos USB 2.0 para cámaras de reconocimiento de matrículas. Adicionalmente, permite seleccionar interfaces COM, CAN y DIO para periféricos adicionales y el control de barreras de acceso. Su rango de temperatura de operación es de –40°C a +70°C, adecuado para instalaciones en exteriores. Está certificado por Microsoft Azure, lo que garantiza compatibilidad con la nube y apertura a servicios analíticos avanzados.
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Asesoría Personal: Electrónica para Smart Charging
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- Teléfono: (+34) 93 263 33 54
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