1. ¿Es la batería igual que un depósito?
La comparación de la batería con un depósito de combustible no es del todo errónea: cuanto más grande es la batería y más energía almacena, más lejos puede llegar un coche eléctrico. Sin embargo, a un motor de gasolina de 100 CV no le importa si obtiene combustible de un depósito de 30 o de 80 litros. Siempre tendrá sus 100 CV. En un coche eléctrico es diferente, el rendimiento del sistema resulta de la interacción del motor, la electrónica de potencia y la batería. Este suele ser el cuello de botella. Así, cuanto más grande es la batería, mayor es su capacidad de entrega actual. Una batería que es el doble de grande también ofrece el doble de energía. Queda claro, por ejemplo, con los coches eléctricos, con un rendimiento de conducción diferente según la capacidad de la batería, aunque instalen motores idénticos. Un motor de combustión convierte la energía química contenida en la gasolina y el diésel en energía térmica a través de la combustión. El calor generado conduce a un aumento de volumen y presión en el cilindro, lo que hace que el pistón y el cigüeñal se muevan. En motor eléctrico, por su parte, obtiene su energía de la batería como energía eléctrica. El hecho de que no haya una conversión de energía adicional es una de las razones por las que los eléctricos son mucho más eficientes.
2. kWh ¿brutos o netos?
La cantidad de energía que almacena una batería generalmente se mide en kilovatios hora (kWh). Sin embargo, la información a veces varía para una misma batería: Mercedes especifica 80 kWh para el EQC, aunque la memoria en realidad ocupa alrededor de 85 kWh. Sin embargo, los últimos cinco kWh no pueden funcionar vacíos porque esto ejercería demasiada presión sobre la batería, lo que afectaría su durabilidad. Por tanto, la autonomía de un coche eléctrico resulta de la capacidad neta de la batería, mientras que la cifra bruta tiene más importancia técnica.
En el momento de la carga se producen pérdidas. Normalmente, cuando la corriente fluye a través de un conductor, surge una resistencia, en la que la energía eléctrica se convierte en calor y, por lo tanto, se disipa inútilmente. El nivel de las pérdidas de carga depende de muchos factores, a menudo es del 10 al 15 por ciento.
3. ¿Por qué se carga más lento?
Extraño: muchos de los cargadores de CA a bordo diseñados para 7,4 kilovatios en coches eléctricos solo usan 3,7 kW en cargadores estándar de 11 kW. ¿Hay algo roto? ¿O hay que cambiar algo? No, es porque el automóvil no está diseñado para carga multifásica. Los cargadores generalmente pasan por las tres fases (= líneas eléctricas) en la conexión de la casa al automóvil. Por lo tanto, los 11 kW fluyen en tres fases de 3,7 kW cada una. Sin embargo, si el cargador del coche solo admite carga monofásica, solo llegan 3,7 kW. Si desea alcanzar los 7,4 kW completos, necesita una caja de pared de 22 kW que genere 7,4 kW a través de cada una de las tres líneas activas.
4. Tiempo de carga y antigüedad
El desgaste de una batería depende de dos factores, su antigüedad y el número de veces que se ha cargado y descargado. Incluso si está parado, su batería envejece, por lo que la capacidad máxima y, por lo tanto, la autonomía disminuyen. Para los materiales que la componen, los estados de carga cercanos a cero y cercanos al cien por cien son particularmente estresantes. Si no hay viajes, la batería se siente más cómoda entre el 30 y el 70 por ciento. Si vamos a viajar una distancia más larga, es mejor llenar hasta el 100 por ciento justo antes del inicio del viaje. La hora de salida a menudo se puede programar para controlar la carga en consecuencia. Los procesos de envejecimiento también dependen de la temperatura, el calor promueve enormemente el desgaste.
5. ¿Existe el efecto memoria?
El “efecto memoria” es un gran problema con los tipos de batería como las de níquel-cadmio (NiCd) o de hidruro de níquel-metal (NiMH): si solo usa parte de su energía y la recarga antes, la batería eventualmente “olvidará” áreas no utilizadas y reducirá su capacidad. El efecto es causado por la formación de cristales en el cátodo de cadmio.
Sin embargo, las celdas de NiCD y NiMH apenas se utilizan... de momento en productos de alta calidad como los vehículos. No hay efecto memoria con las baterías de iones de litio en los coches eléctricos de hoy. Qué ocurra depende de la química celular utilizada.
6. La carga en invierno
La cantidad que realmente pasa a la batería está determinada por la electrónica de carga en el automóvil. Y un factor importante es la temperatura de la batería. Como los humanos se sienten más cómodas entre 20 y 35 grados. A bajas temperaturas, los procesos electroquímicos en las celdas de la batería se retrasan. Los iones ya no se pueden almacenar en la batería tan rápidamente, por lo que la electrónica reduce la potencia de carga para no dañar las celdas. Si conduces tu automóvil eléctrico estacionado durante la noche a temperaturas bajo cero hasta la estación de carga rápida más cercana en invierno, te sorprenderás de lo lento que comienza el proceso de carga. Sería mejor conducir primero unos kilómetros para que la batería se caliente. Algunos modelos preacondicionan sus baterías. Su gestión activa del calor es capaz de calentar el almacenamiento de energía de camino al punto de carga. Si lo usas, no tendrás que esperar tanto tiempo.
7. El ritmo de la recarga de la batería varía a lo largo de toda la carga
Cuando repostamos combustible en un coche térmico, el ritmo al que vertemos el mismo en el depósito es más o menos constante. En los coches eléctricos esto no ocurre así ya que se producen muchas oscilaciones en función de cómo esté de cargada la batería.
La velocidad máxima de carga se determina en el rango de un nivel de batería de entre el 10 y el 80 por ciento. Por debajo de ese 10 por ciento va a ser más lenta, y a medida que la batería se va recargando el control de carga reduce la potencia. El último 20 por ciento a menudo dura tanto como el primer 80. La velocidad de carga depende del tamaño de la batería del vehículo -que las baterías más grandes suelen tolerar corrientes de carga más altas-, de la capacidad de entrada del propio vehículo -los que tienen sistema de 800 voltios se cargan mucho más rápido que los de 400V- y de la potencia del poste de recarga.
8. ¿800 o 400 voltios?
¿Doble de voltaje, mitad del tiempo de carga? En teoría, eso suena plausible: un cargador típico de alta potencia en la carretera puede cargar hasta 500 amperios. Si multiplica la corriente (A) por el voltaje (V), obtiene la potencia de carga. Por lo tanto, en un sistema de 400 voltios puede fluir un máximo de 400 V x 500 A = 200 kilovatios. Con la tecnología de 800 voltios, la capacidad de carga teóricamente se duplica a 400 kW. Sin embargo, la mayoría de las baterías no pueden hacer frente a capacidades de carga tan altas. Incluso el pionero Porsche Taycan de 800 voltios está limitado a 270 kW, y estos 270 kW solo fluyen al principio. Para no sobrecargar la batería, la potencia de carga se reduce progresivamente en función del nivel de carga. Por lo tanto, más importante que el valor máximo teórico es qué potencia se puede absorber durante un período de tiempo más largo, por ejemplo, a través de un enfriamiento efectivo de la celda. De todos modos, el nivel de voltaje de una celda individual de iones de litio siempre es de 3,7 voltios, independientemente de si está integrada en un sistema de 400 u 800 voltios. La principal ventaja de la tecnología de 800 voltios es más bien las menores pérdidas óhmicas.
9. ¿Qué aporta la bomba de calor?
Como hemos comentado, las baterías necesitan una temperatura concreta y estable para poder funcionar adecuadamente. Los procesos electroquímicos dependen de la temperatura: cuanto más baja, peor migran las partículas de un lado a otro entre los polos de la batería disminuyendo su eficiencia y autonomía. Alcanzar la temperatura óptima para que una batería rinda eficientemente requiere atemperarla, especialmente antes de los procesos de carga rápida. Algunos fabricantes se han decantado por las clásicas resistencias, que si bien son eficaces suponen un incremento de energía importante sobre todo en los climas más fríos. Otros optan por la bomba de calor que funcionan como un refrigerador, aunque de forma inversa. A menudo se utilizan elementos de calefacción adicionales como los calentadores PTC.
Hyundai es una de las marcas que incorpora la bomba de calor en sus eléctricos para calentar el habitáculo.
10. Coeficiente, más importante que en un térmico
Dado que los coches eléctricos pueden recuperarse, el peso del vehículo juega un papel menor en el consumo que con los motores de combustión. Una masa más alta equilibra más energía cinética en la batería al frenar. Sin embargo, las pérdidas irrecuperables de resistencia a la conducción son aún más notables. A partir de aproximadamente 80 km/h el desplazamiento del aire cuesta la mayor cantidad de energía, la resistencia del aire aumenta con el cuadrado de la velocidad. Por lo tanto, se puede encontrar un coche eléctrico con muy buena aerodinámica en la autopista.
Los vehículos eléctricos también tienen que ser más eficientes con la energía que transportan. Una batería de 100 kWh, como la instalada en algunos vehículos eléctricos de lujo, corresponde a un contenido energético de unos 10 litros de combustible. Debido a la mayor eficiencia de los motores eléctricos, un automóvil eléctrico aún puede alcanzar un rango decente, ¡si la aerodinámica es correcta!
