Así afectan las olas de calor (y frío) a las baterías de un coche eléctrico

La firma francesa Renault nos sorprendía hace pocos días al admitir, con cifras, un hecho bien conocido pero que rara vez cuantifican los fabricantes: que la batería de los coches eléctricos registra una notable pérdida de rendimiento cuando se ve sometida a temperaturas extremas. Hablamos tanto de mucho frío como de intenso calor como el que nos va a asaltar en breve en nuestro país. Dentro de las características técnicas del nuevo Zoe se consignaba que, con independencia de los 390 kilómetros de autonomía homologados en el ciclo WLTP, el modelo que estará disponible el próximo otoño podrá recorrer, en realidad, 380 kilómetros en invierno y solo 250 en verano.

Dada la tradicional reticencia de las marcas a reconocer la pérdida concreta de autonomía de sus baterías en esas condiciones, la compañía FleetCarma, especializada en telemática para vehículos eléctricos y soluciones de tecnología limpia en general, comprobó allá por 2013 cómo el Nissan Leaf y el Chevrolet Volt se dejaban un 40% y un 35% de alcance máximo, respectivamente, si circulaban con temperaturas bajo cero o por encima de 30 grados positivos.

Un estudio mucho más reciente, de febrero de este año, muestra que las cosas han mejorado bastante en estos últimos años. La Asociación Americana del Automóvil (AAA) puso a prueba cinco coches eléctricos: Tesla Model S, BMW i3s, Nissan Leaf, Volkswagen e-Golf y Chevrolet Bolt (no confundir con el Volt, un modelo de autonomía extendida gemelo del Opel Ampera), y constató en este caso una mayor incidencia del frío sobre la autonomía, que se redujo un 12% a -6,7º y solo un 4% a 35º, en comparación con el test efectuado a 23,9 grados.

Como sabe cualquiera que haya conducido un vehículo de baterías, encender el climatizador significa perder un número significativo de kilómetros potenciales por cubrir. La AAA sí tomaba nota entonces de una caída del 41% de la autonomía con bajas temperaturas y del 17% con calor reinante, motivo por el que recomendaba intentar calentar o enfriar el habitáculo mientras el coche está enchufado a la red y guardarlo en garaje siempre que sea posible para evitar el gasto de energía necesario para equilibrar la temperatura si se ha aparcado en el exterior en condiciones inclementes.

No es solo la autonomía

Como norma general, un vehículo eléctrico ofrece su mejor respuesta entre 15º y 24º y sufre una merma importante de facultades por encima de 30º y por debajo de -5º. La razón se halla en las reacciones electroquímicas que tienen lugar en el interior de la batería. Con frío, éstas se ralentizan y resultan perjudicadas no solo la capacidad del sistema, y en consecuencia la autonomía, sino también la corriente máxima, lo que afecta a la aceleración del coche. Ello se explica porque el líquido del electrolito se mueve con mayor lentitud dentro de las celdas de la batería, lo cual afecta además a los tiempos de recarga, que se prolongan más. Si hace mucho calor, las reacciones electroquímicas se aceleran y entonces las baterías pueden dar más potencia, pero se descargan y envejecen antes y sufren una mayor autodescarga, según el investigador José Francisco Sanz en declaraciones a Hipertextual.

Naturalmente, existen soluciones para calentar o enfriar las baterías de modo que su rendimiento no se vea afectado por las temperaturas extremas, pero en ese proceso se recurre a la propia energía que tienen almacenada, con lo que volvemos a perder autonomía.

Todo esto sucede por una causa muy sencilla. Los coches de combustión interna generan calor que sirve para adaptar la temperatura del motor a la del ambiente y, muy importante, para calentar a los pasajeros. Los de baterías, por el contrario, tienen que obtener ese calor de la misma batería, a la que se detrae de nuevo capacidad para impulsar al vehículo, que es de lo que se trata.

Para descargar a las baterías de estas obligaciones añadidas, los fabricantes llevan tiempo ideando dispositivos específicos destinados al confort térmico. Las bombas de calor, ya viejas conocidas, permiten reducir el consumo de calefacción y ahorrar hasta 60 kilómetros de autonomía, por ejemplo, en el Seat el-Born, un modelo 100% eléctrico que veremos circular el año próximo.

La versión de baterías del SUV pequeño de Peugeot, el e-2008, que se ha desvelado hace pocos días en sus principales rasgos, incorpora bomba de calor, una resistencia calentadora de 5 kW –esta sí alimentada por la batería– y un sistema optimizado de consumo de energía que garantizan el confort de un automóvil convencional, en lo que a temperatura se refiere, sin sacrificar la autonomía. Como muchos modelos eléctricos, contempla también el preacondicionamiento térmico del habitáculo a distancia por medio de una aplicación de teléfono móvil.

Gran parte de los efectos del frío y el calor extremos sobre el rendimiento de estos vehículos podría neutralizarse con las baterías poliméricas y las más recientes de estado sólido, en las que el electrolito líquido se sustituye por uno solidificado, lógicamente menos sensible a la temperatura. La industria confía en que estas últimas baterías, aún en fase de investigación al igual que las que utilizan electrodos protegidos con grafeno, acabarán con los problemas de autonomía, así como con los incendios que de vez en cuando se han producido espontáneamente en coches eléctricos.