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Jul 20, 2023

Por qué los cargadores de vehículos eléctricos de Estados Unidos siguen estropeándose

Imagina vivir en un mundo donde la gasolinera tiene problemas para proporcionar gasolina.

Imagina vivir en un mundo donde la gasolinera tiene problemas para proporcionar gasolina.

Cada pocas veces que un conductor llena el tanque, algo se vuelve loco: el combustible no fluye, o fluye rápido por un tiempo y luego se reduce a un goteo. Otras veces, el pago con tarjeta de crédito es misteriosamente rechazado o la pantalla está en blanco.

Si el consumidor quiere una mano amiga, muy mal. En este mundo, la gasolinera no tiene humanos y la única opción es un número 1-800. Las bombas de gasolina están solas en medio de un gran estacionamiento.

Cambie la palabra "gasolina" por "electricidad", y esta es una descripción realista de lo que sucede todos los días en las estaciones de carga de vehículos eléctricos en los Estados Unidos. El sistema de abastecimiento de combustible para carreteras de alta tecnología y alta velocidad que Estados Unidos está construyendo para impulsar sus vehículos eléctricos y reemplazar la estación de servicio está plagado de fallas que están resultando difíciles de erradicar.

Individualmente, son contratiempos, pero colectivamente, sus consecuencias pueden ser profundas.

"Se suma a la visión del mundo de los conductores que no son vehículos eléctricos que la carga de vehículos eléctricos es dolorosa", dijo Bill Ferro, experto en software y fundador de EVSession, una firma de análisis de cargadores de vehículos eléctricos. "La gente que siente que es un riesgo comprar un EV porque la infraestructura de carga rápida apesta va a ralentizar la adopción de EV".

Los problemas los experimentan aquellos que usan cargadores rápidos mientras viajan y que no conducen Teslas. Estudios e innumerables anécdotas describen los extraños tropiezos que encuentran: una pantalla en blanco, un enchufe roto, un pago con tarjeta de crédito que falla, sesiones que abortan sin previo aviso, corriente eléctrica que fluye rápido este momento y lento el siguiente (Energywire, 21 de marzo).

Detrás de la metedura de pata hay un conjunto abrumador de problemas estructurales. Están relacionados con la forma peculiar en que han evolucionado los cargadores de vehículos eléctricos y el hecho de que los cables y las baterías son mucho más complicados que lo que sucede en la estación de servicio.

"Es un problema más difícil que bombear combustible de un depósito a otro", dijo Ferro.

Los problemas persisten a pesar de que los gobiernos federal y estatal, los operadores de red y los fabricantes de automóviles invierten miles de millones de dólares en el sector de carga.

Varios estudios recientes del sistema de carga han encontrado resultados desalentadores.

El año pasado, los investigadores visitaron todos los cargadores rápidos públicos en el Área de la Bahía de San Francisco y descubrieron que casi el 23 por ciento de ellos tenían "pantallas que no respondían o no estaban disponibles, fallas en el sistema de pago, fallas en el inicio de la carga, fallas en la red o conectores rotos". Y en una encuesta de conductores de vehículos eléctricos, la consultora de autos JD Power encontró que la red de carga pública estaba "plagada de estaciones que no funcionan". Una de cada cinco sesiones no pudo entregar un cargo. Casi las tres cuartas partes de esas fallas involucraron una estación que funcionó mal o estaba fuera de línea.

Al darse cuenta de la urgencia de una solución, una variedad de actores públicos y privados están probando soluciones.

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La administración de Biden, por ejemplo, estableció estándares para el "tiempo de actividad" o el porcentaje de tiempo que un cargador está operativo. California está lanzando una importante investigación sobre cómo mejorar la experiencia del cliente. El año pasado, el fabricante de automóviles Ford Motor Co. desplegó su propio equipo de auditores de estaciones (Energywire, 4 de enero de 2022). La red pública más grande, Electrify America, está reemplazando una quinta parte de sus estaciones con modelos más nuevos.

Pero muchas de estas acciones funcionan en los bordes de un agujero negro.

Nadie puede definir qué significa para un conductor de EV tener una experiencia de carga satisfactoria. No existen datos subyacentes. A medida que cientos de miles de estadounidenses compran vehículos eléctricos y comienzan a viajar por las carreteras, esta falta de un criterio significa que nadie es responsable. Sin rendición de cuentas, es probable que los problemas persistan.

La preocupación para la industria es que las crecientes filas de conductores de vehículos eléctricos les dirán a sus amigos que la carga en la carretera es un poco complicada, un poco molesta, un obstáculo suficiente para que esos millones de amigos eviten volverse eléctricos, mientras el planeta se calienta constantemente.

Las dificultades con el abastecimiento de combustible EV no se encuentran en todas partes. Pero son comunes en áreas donde el gobierno gasta más dinero y ha apostado por mejorar la experiencia de carga.

La carga en el hogar generalmente se apaga sin problemas. Lo mismo ocurre con otros cargadores "lentos" o de nivel 2 que se rocían en los lugares de trabajo y en los estacionamientos y llenan la batería bebiendo electrones durante horas.

Los errores son más comunes con los cargadores rápidos, conocidos como cargadores rápidos de corriente continua o DCFC. Estas son la solución de carga cuando un conductor está en movimiento y necesita recargar la batería en 15 o 30 minutos.

Estos súper puntos de venta existen cerca de las paradas de las autopistas, en los núcleos urbanos y en los cruces suburbanos. Construir una red de ellos es la principal prioridad de la administración Biden, ya que gasta $ 7.5 mil millones en infraestructura de carga de vehículos eléctricos que el Congreso aprobó en la ley de infraestructura bipartidista. La primera ronda de financiación está destinada a cubrir el país con cargadores DCFC en intervalos de 50 millas a lo largo de las principales carreteras.

Además de construir las estaciones, el objetivo del gobierno ha sido crear altos estándares, incluida una mejor satisfacción del cliente.

La Administración Federal de Carreteras, que administra el programa, dijo que "tiene la intención de incentivar a los operadores de las estaciones de carga para mejorar la confiabilidad no solo de los cargadores comprados con fondos [del gobierno] sino de todas las estaciones de carga del país".

La ironía es que ya existe una red de carga nacional confiable con alta satisfacción del cliente. Se llama la red Supercharger, construida y operada por Tesla Inc.

Usuarios y expertos están ampliamente de acuerdo en que, en general, Tesla ha resuelto los problemas que aquejan a otras redes. Sus conductores se enchufan, pagan y cargan con pocas fallas. Los supercargadores eran exclusivos para los conductores de Tesla hasta el mes pasado, cuando Tesla comenzó a abrir partes de la red a otros modelos de vehículos eléctricos (Energywire, 15 de febrero de 2023).

Tesla también fue pionera y se destaca en otras prácticas que las redes de la competencia luchan por igualar, y que las estaciones de servicio no pueden hacer en absoluto.

Por ejemplo, marque un destino en la aplicación de Tesla o en la pantalla del tablero y obtendrá una ruta de supercargadores para detenerse, con información confiable sobre qué enchufes están funcionando y si están o no ocupados actualmente.

Una razón principal del éxito de Tesla, dicen los expertos, es que Tesla posee y controla todo el ecosistema y todos sus datos. Construyó los autos, hace funcionar los cargadores y administra los pagos. Si algo se rompe en la estación, es trabajo de Tesla repararlo. No hay duda de quién es el responsable.

La razón por la que otras redes que no son de Tesla están teniendo tantos problemas es que el sistema de carga pública tiene muchos más actores. Incluyen una panoplia de fabricantes de automóviles, operadores de redes de carga, herramientas de búsqueda de rutas y ahora el gobierno.

Ninguno ha dado un paso al frente para asumir el nivel de responsabilidad de Tesla, y no está claro que nadie lo haga.

"¿Quién es dueño de esta experiencia para mí?" dijo Matt Teske, el fundador y CEO de Chargeway, una plataforma de software de red EV, poniéndose en la posición de un conductor EV. "La respuesta es nadie".

Una de las razones por las que las estaciones de carga actuales no funcionan muy bien es su extraña evolución como producto de consumo.

Al igual que los propios vehículos eléctricos, las estaciones de carga llegaron por primera vez a las carreteras no porque los clientes las buscaran, sino porque los reguladores las exigían.

A principios de la década de 2000, la Junta de Recursos del Aire de California exigió que los fabricantes de automóviles vendieran vehículos eléctricos para participar en el mercado de automóviles del estado. Las estaciones de carga siguieron un camino paralelo.

Una de las redes líderes de la actualidad, EVgo Inc., nació de un acuerdo legal de 2012 entre NRG Energy Inc. y la Comisión de Servicios Públicos de California para resolver la crisis energética del mercado eléctrico de principios de la década de 2000. Otro, Electrify America, es una entidad que el fabricante de automóviles Volkswagen AG se vio obligado a crear en 2016 como sanción por hacer trampa en sus emisiones de diésel.

Con la tarea de satisfacer a los reguladores, y no a los clientes, estas empresas ahorraron dinero con un conjunto particular de soluciones.

"Fue tratado como si fuera realmente simple", dijo Teske.

La estación de carga no funcionaría como una gasolinera, con un empleado en un quiosco cercano. En cambio, operaría sin intervención humana, como un cajero automático o una máquina expendedora, pero que vende electricidad de alto voltaje en lugar de Coca-Cola.

Pero, a diferencia del cajero automático o la caja expendedora, la estación de carga no recibiría el trato completo del cliente. No estaría ubicado debajo de un toldo, ni estaría particularmente bien iluminado ni sería observado por cámaras de seguridad. En cambio, el automóvil eléctrico sería tratado más como un automóvil. Las estaciones se ubicaron a la intemperie, en el medio o en los bordes de un estacionamiento, lejos de ojos vigilantes y blancos fáciles para los vándalos.

Finalmente, las primeras redes no ofrecían la opción de pagar con tarjeta de crédito, aunque Electrify America estaba obligada a hacerlo. Se prefieren las redes de carga para evitar las tarifas y la complejidad de Visa o Mastercard. Más bien, los pagos irían directamente a la red a través de una tarjeta de membresía.

En los primeros días, ninguna de estas decisiones importaba mucho. Los primeros compradores de vehículos eléctricos eran verdaderos creyentes que se encogieron de hombros ante la inconveniencia de un estacionamiento oscuro o una sesión de carga frustrante.

Pero como los vehículos eléctricos que no se llaman Tesla han comenzado a venderse en serio, las decisiones de recorte de costos de antaño han contribuido al estallido de errores de hoy.

Resulta que una estación de carga es mucho más complicada y frágil que una máquina expendedora.

"Si está buscando una lista de verificación de lo que podría salir mal", dijo Teske, "es una lista larga".

Dentro de la carcasa de metal del quiosco se encuentran sofisticados componentes electrónicos de potencia. Envía niveles peligrosos de corriente eléctrica a través de un cable resistente y a un conector, que se puede desactivar fácilmente con un chicle. La pantalla de video, crucial para comunicar información al conductor, como los precios y cuánto durará una sesión de carga, puede dañarse o romperse. Cualquier número de problemas puede ocurrirle a un conductor que intenta tocar, insertar o deslizar una tarjeta de pago.

Y luego está el código de la computadora.

"Todo es software, al final del día", dijo Ken Tennyson, director de calidad y conformidad de Electrify America, que tiene alrededor de 800 estaciones en los Estados Unidos.

El destinatario del efectivo de un cajero automático o de los Snickers de una máquina expendedora es una mano humana. El receptor de los electrones de una sesión de carga es un vehículo eléctrico, o mejor dicho, una variedad de vehículos eléctricos en constante cambio y cada vez mayor, cada uno de los cuales se comunica con la estación de carga con su propia versión de software.

Si bien existen protocolos de software para la industria de carga, "el cumplimiento de esos estándares no es perfecto y los estándares en sí mismos no son perfectos", dijo Tennyson.

Algunos de estos problemas de software son los dolores de crecimiento que vienen con cualquier industria joven y de alta tecnología que no ha resuelto los problemas. Este, sin embargo, se complica por la gran cantidad de sistemas involucrados.

Una sesión de carga satisfactoria es una orquesta. La estación de carga, el operador de la red, el vehículo y los pagos funcionan todos juntos a la perfección. Pero hoy, la orquesta está desafinada.

Estas disyunciones crean problemas que para el conductor son inexplicables.

Por ejemplo, los kilovatios entregados en cualquier momento particular durante una sesión de carga, el equivalente aproximado de la cantidad de gasolina que sale de una bomba, pueden fluctuar hacia arriba y hacia abajo sin explicación. Esto a menudo se debe a una comunicación defectuosa entre la electrónica de la estación y la del automóvil, ya que intentan hablar el mismo idioma de software pero fallan.

Todas estas transferencias también dificultan que las redes emulen la destreza de navegación de Tesla. Los competidores de Tesla, como Bolt de General Motors Co. o Lightning F-150 de Ford, podrían decirle que la próxima estación está funcionando y tiene espacio, o puede que no. La incompatibilidad de software complica las cosas.

"Es difícil porque la gente junta todas las piezas y no hay un solo propietario del proceso", dijo Ferro de EVSession.

Para mejorar la confiabilidad en medio de esta confusión, la industria y los gobiernos han recurrido a una medida de dudoso valor.

Esa métrica es el tiempo de actividad. Aplicado a maquinaria o sistemas, el tiempo de actividad es una medida simple. Es la cantidad de tiempo en un período dado que una máquina está operativa, expresada como un porcentaje.

El tiempo de actividad es un binario. Una máquina está arriba o abajo. Una estación de carga se considera "activa" si su operador le hace ping y obtiene una respuesta positiva. Pero esa definición estrecha puede colapsar con una experiencia tan compleja como cargar.

El tiempo de actividad "no mide si el conector está roto, o si hay problemas de procesamiento de pagos, o si el espacio de estacionamiento tiene ICE", dijo Loren McDonald, analista independiente de carga de vehículos eléctricos. ICE se refiere a un espacio de estacionamiento de carga de vehículos eléctricos ocupado por un vehículo con motor de combustión interna, otra pesadilla para los conductores de vehículos eléctricos.

La métrica falla, agregó McDonald, porque no responde la pregunta clave: "¿Puedo cobrar o no?"

"El tiempo de actividad no captura eso", dijo.

No obstante, el tiempo de actividad se ha convertido en la base sobre la que los gobiernos federal y estatal miden el rendimiento a medida que reparten miles de millones de dólares públicos.

Por ejemplo, la administración de Biden decretó el año pasado que las estaciones de carga que reciben dinero federal de la ley de infraestructura bipartidista deben lograr un tiempo de actividad superior al 97 por ciento.

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No está solo en ese rango objetivo. Colorado, Nueva York y Vermont han adoptado un estándar del 97 por ciento para la financiación de sus cargadores, mientras que el estado de Maine ha adoptado un 95 por ciento más bajo. Algunas empresas eléctricas, como Louisville Gas & Electric en Kentucky y Consolidated Edison en Nueva York, han apuntado hasta el 99 por ciento.

Por estrecho que sea, el estándar federal es al menos un comienzo. "Es realmente útil contar con esa guía federal", dijo Jesse Way, asesor de políticas de transporte limpio en Nescaum, una asociación sin fines de lucro de agencias de calidad del aire en el noreste.

Si un tiempo de actividad del 97 por ciento es riguroso o no, depende de a quién le pregunte.

Tennyson de Electrify America lo considera bastante riguroso porque deja una estación de carga con poco margen de error. Una avería requiere reparaciones que pueden consumir días. En un año, dijo, "no tienes tolerancia para más de dos o tres fracasos".

McDonald, el analista de vehículos eléctricos, argumenta lo contrario. Señala que el 97 por ciento de tiempo de actividad significa un tres por ciento de tiempo de inactividad. En el transcurso de un año, eso es un tiempo de inactividad de 11 días.

"Lo cual es un listón muy bajo si me preguntas", dijo. "¿Te imaginas que Amazon Web Services", el producto en la nube de Amazon.com Inc. para empresas, "esté fuera de servicio 11 días al año?"

Una de las razones por las que la administración de Biden puede haber aprovechado la solución restringida del tiempo de actividad para resolver los problemas generales de la confiabilidad de los cargadores de vehículos eléctricos es que no existen otras opciones.

"El cálculo del tiempo de actividad no aborda todas las categorías de fallas o las formas en que los cargadores pueden no brindar una experiencia satisfactoria al cliente", reconoció la Administración Federal de Carreteras en la guía que publicó a los estados a principios de este año.

¿Por qué no hacerlo mejor? "No hay suficientes datos disponibles", dijo la FHWA.

Esa falta de datos es una brecha clave, dicen los expertos. En la actualidad, no existe en los EE. UU. una fuente independiente de datos de carga de terceros. Si una red de carga afirma lograr un tiempo de actividad del 97 por ciento, y muchos lo hacen, no hay forma de verificar el reclamo.

Esa es una preocupación para los estados a los que se les confía gastar millones de dólares de dinero federal para construir redes de carga. Los federales requieren que logren un tiempo de actividad del 97 por ciento. Pero Teske, de la empresa Chargeway, señaló que los estados que están investigando a las empresas para construir esas redes están "tomando la palabra de los vendedores".

Las soluciones pueden estar llegando, pero llevarán tiempo.

Como parte del proyecto de ley de infraestructura bipartidista, la administración Biden obtuvo la autoridad para recopilar datos de las estaciones de carga que financia. Se requiere que los estados comiencen a enviar datos dentro de un año a partir de ahora. Esa información, dice la FHWA, se convertirá en "una base de datos nacional y una plataforma de análisis" con "un panel de control público".

Es posible que se esté trabajando en una solución estructural importante en California.

El año pasado, los legisladores de California aprobaron un proyecto de ley que requiere nuevos estándares de informes y mantenimiento de registros para las estaciones de carga que reciben dinero del estado. Las reglas, que serán redactadas por la Comisión de Energía de California (CEC), vencen en 2024. Eventualmente, podrían ser copiadas por numerosos estados que se alinean con las políticas de emisiones de transporte de California.

"Es muy complicado, no tenemos todas las respuestas", dijo Patty Monahan, comisionada de la CCA, en una conferencia de Bloomberg New Energy Finance a principios de este año. "Esta es una gran investigación".

Mientras tanto, es poco probable que los dientes apretados de aquellos que usan cargadores rápidos de carretera se relajen en el corto plazo. La próxima ola de adopción de EV, en parte, seguirá siendo una historia de enchufes inertes y conductores con el ceño fruncido, publicado en Instagram para que todos lo vean.

"Veo que esto es un problema para los próximos cinco años", dijo Ferro, el experto en carga de vehículos eléctricos. "O Tesla se hará cargo de toda la red de carga de los EE. UU., o todos los demás actuarán juntos, o un poco de ambos".