¿En qué medida afecta la temperatura a la autonomía de los vehículos eléctricos?

A medida que las empresas descubren las ventajas de introducir vehículos eléctricos en sus flotas, tendrán que considerar qué autonomía de vehículos eléctricos será necesaria y cómo tener en cuenta sus condiciones de funcionamiento únicas, incluida la variabilidad estacional. Tras un análisis en profundidad, extraídos de 4.200 vehículos eléctricos con batería (BEV) conectados y 5,2 millones de desplazamientos, analizamos el impacto que tiene la temperatura en la autonomía de los vehículos eléctricos. 

A continuación, indicamos la temperatura de funcionamiento óptima, cuánto puede llegar a disminuir la batería en pleno invierno (o en pleno verano) y algunos consejos clave que puedes llevar a cabo para sacar el máximo partido de la autonomía diaria de tu vehículo eléctrico. 

La autonomía del vehículo eléctrico

La autonomía es la distancia que puede recorrer un vehículo eléctrico con una sola carga. La autonomía publicada de un vehículo se basa en pruebas estandarizadas realizadas en un dinamómetro, en una instalación de pruebas. Sin embargo, como saben los conductores de vehículos eléctricos, la autonomía oficialmente declarada se debe tomar solo como referencia. 

Los vehículos eléctricos, al igual que los de combustión, tienen un rendimiento diferente en condiciones reales, en función del terreno, la cantidad de pasajeros, la velocidad, el comportamiento del conductor y la temperatura exterior. Todos estos factores afectan al consumo de combustible del vehículo (cuánto puede recorrer un vehículo con una cantidad determinada de combustible; kWh en el caso de los vehículos eléctricos) y, por lo tanto, a su autonomía.

Cuanto más energía pueda almacenar la batería de un vehículo, mayor será su autonomía, pero la eficiencia del combustible del vehículo también se ve afectada por el diseño del vehículo (peso, forma, tamaño, etc.). Un autobús necesitará una batería mucho más grande para recorrer la misma distancia que un turismo recorre con 60 kWh. Sin embargo, las condiciones externas pueden afectar negativa o positivamente a la economía de combustible del vehículo en cualquier viaje. Esto no es exclusivo de los vehículos eléctricos. Si se pisa a fondo el acelerador entre semáforos o se conduce en un día frío, la eficiencia será peor, independientemente del tipo de combustible que utilice el coche. 

Vehículos eléctricos en climas fríos

Desde la llegada  de los primeros vehículos eléctricos al mercado, el hecho de que el rendimiento fuera peor en invierno ha sido siempre un factor que jugaba en contra. Aunque muchos conductores de vehículos eléctricos canadienses y noruegos discrepan (video en inglés), es cierto que la temperatura influye en la autonomía. 

El rango diario se ve afectado por la temperatura, principalmente debido a los sistemas auxiliares de calefacción y refrigeración. La energía de la batería no solo alimenta al vehículo, sino que también acciona los sistemas auxiliares, principalmente la regulación de la temperatura del habitáculo y de la propia batería del vehículo.

A menudo se asume que la pérdida de autonomía en condiciones con temperaturas bajas se debe a un peor rendimiento de la batería. Aunque las baterías de iones de litio son más lentas en condiciones con temperaturas extremas (las temperaturas bajas afectan a la capacidad de estas para almacenar y liberar energía), esto tiene un impacto muy inferior sobre la autonomía de la carga auxiliar. Además, los fabricantes de automóviles han diseñado sistemas de gestión térmica de la batería para mantener las baterías en el rango de temperatura óptimo, lo que permite minimizar aún más la pérdida de rendimiento de la batería (aunque esto supone una carga auxiliar). 

¿Cómo influye la temperatura en la autonomía de los VE?

Nos hemos centrado en comprender el impacto que tiene la temperatura sobre la autonomía y en determinar si todos los modelos de vehículos eléctricos se ven afectados por igual. Para averiguarlo, Geotab ha examinado datos anónimos procedentes de 5,2 millones de viajes realizados por 4.200 vehículos eléctricos de 102 combinaciones diferentes de modelos, marcas y años, y ha analizado la eficiencia media de los viajes de los vehículos en función de la temperatura. 

En nuestro análisis se demostró que:

1. El patrón de la curva de la autonomía en función de la temperatura de la mayoría de los vehículos eléctricos era similar, independientemente de la marca o el modelo.
2. Aunque tanto las temperaturas bajas como altas influyen sobre la autonomía, es mayor el impacto de los climas más fríos.
3. El punto óptimo de eficiencia de los viajes de los vehículos está en 21,5 °C.

Gráfico: Curva de la autonomía en función de la temperatura

Nuestros datos demuestran que la mayoría de los vehículos eléctricos siguen la misma curva de eficiencia en función de la temperatura, independientemente del tipo, modelo o año.     

En el gráfico anterior se muestra la autonomía que tendrá (de media) un vehículo eléctrico en comparación con su autonomía en función del ciclo EPA a cualquier temperatura. En el rango de temperaturas óptimas, los vehículos eléctricos tendrán un rendimiento mejor que el indicado por su autonomía en función del ciclo EPA, llegando a tener un rendimiento máximo del 115% a 21,5°C. Por lo tanto, la mayoría de los propietarios de vehículos eléctricos superarán la autonomía en función del ciclo EPA del vehículo en condiciones de temperatura óptima.. Sin embargo, a medida que sube o baja la temperatura, la pérdida de autonomía es evidente. A -15°C, la autonomía de los vehículos eléctricos cae hasta el 54% de la autonomía en función del ciclo EPA, lo que significa que un coche con una autonomía de 400 kilómetros solo recorrerá unos 215 kilómetros de media.  

El frío tiene mala reputación, pero lo cierto es que el calor tampoco tiene efectos positivos. 

Curiosamente, si te fijas, notarás que la autonomía desciende ligeramente más rápido (la pendiente es más pronunciada) a medida que aumenta la temperatura. Sin embargo, el impacto real se manifiesta menos con las altas temperaturas, ya que la temperatura de la Tierra no suele superar los 50°C, por lo que no sabemos (y esperamos que sea algo de lo que no tengamos que preocuparnos) lo que le sucederá con autonomía una vez se supere ese límite de temperatura. 

El coste de la comodidad

No es casualidad que los viajes más eficientes se realizasen en días en los que la temperatura media exterior era de 21-22°C. Un dato curioso es que esta temperatura resulta ser precisamente la que nos gusta mantener en nuestros hogares. 

Cuando entramos en el coche y la temperatura exterior es inferior a 20°C, lo más probable es que encendamos la calefacción. Sin embargo, si la temperatura es superior a los 22°C, probablemente encendamos el aire acondicionado. Conseguir una temperatura agradable en el habitáculo consume energía de la batería que, de otro modo, podría haberse utilizado para mover el coche. 

Al igual que los humanos, a las baterías también les gusta la comodidad, y funcionan mejor a temperaturas moderadas (aunque se llevan un poco mejor con el frío que con el calor, y toleran un rango de temperatura más amplio). El sistema de gestión térmica de a bordo de un vehículo eléctrico está diseñado para usar energía para calentar o enfriar la batería del vehículo, según sea necesario. Esto garantiza que trabaje en el rango ideal y también ayuda a evitar la degradación de la batería.

Los mejores y peores resultados

Gráfico: La curva de autonomía con los percentiles 10 y 90 muestra la distribución de la eficiencia del viaje que cabe esperar a cualquier temperatura.

La curva de autonomía anterior se basa en la eficiencia media de todos los viajes registrados en nuestras bases de datos a una temperatura determinada. Debido a que estos viajes se realizaron en condiciones reales, se han visto expuestos a una amplia variedad de factores externos que pueden afectar a la eficiencia del vehículo, como el terreno, la velocidad, los hábitos del conductor, la distancia del viaje y las condiciones de inicio (por ejemplo, si el viaje se inició en un garaje climatizado). 

Este análisis no pretende aislar el impacto relativo de cada factor sobre la autonomía. Es razonable suponer que los viajes más eficientes (o con mejores resultados) a cualquier temperatura dada se deben a una combinación de factores externos que influyen en la eficiencia del vehículo. 

En general, en los mejores resultados (aquellos del percentil 90) se obtuvo un 32% más de autonomía que la media y el doble de autonomía que la que se obtuvo en los peores resultados del percentil 10. Esto sugiere que hay cierto margen en lo que respecta a la distancia que puede recorrerse con una sola carga y que puede estar parcialmente bajo su control. 

Aunque en su mayor parte todos los modelos de vehículos siguieron esta curva de autonomía y temperatura, los vehículos eléctricos utilizan diferentes sistemas de gestión de la batería. Por ejemplo, una serie de vehículos eléctricos más recientes está equipada con una bomba de calor; un método de control de climatización muy eficiente. Se espera que sus curvas de autonomía y temperatura sean más planas que las que no lo tienen.

Consejos para ampliar la autonomía del vehículo eléctrico en días fríos y calurosos

Como hemos comentado, la carga auxiliar es la causa principal por la que se pierde autonomía a temperaturas bajas y altas. Por lo tanto, minimizar la carga auxiliar ayudará a aumentar el kilometraje disponible:

Aprovecha el equipamiento de tu coche: aumenta o disminuye la temperatura de los pasajeros en lugar de la del aire 

Utiliza los asientos y el volante calefactados. Calentar el aire del habitáculo puede consumir entre 3.000 y 5.000 vatios, y es mucho menos eficiente que calentar el asiento y el volante (unos 75 vatios), suficiente para transferir el calor a su cuerpo mediante la conducción. El uso de estas características cada vez más comunes permite mantener tu comodidad sin tener que recurrir a calentar el habitáculo. Sin embargo, a temperaturas muy bajas, es natural que minimizar la calefacción del habitáculo no sea posible y, aun así, se seguirá perdiendo energía debido a su sistema de gestión térmica de la batería. 

Acondiciona tu vehículo con antelación 

Al igual que antes de hacer deporte, calienta antes de hacer un largo viaje. Y si hace calor, refrigera el vehículo. Encender la calefacción del coche mientras este está enchufado minimizará la carga auxiliar al calentarlo (o enfriarlo) antes de que comience el viaje. Aprovecha el acondicionamiento previo que ofrecen los vehículos eléctricos haciendo uso de la energía de carga y no de la batería. Si es posible, estaciona el vehículo en un garaje climatizado para obtener un efecto similar. 

Mantén el vehículo enchufado en los días con temperaturas extremadamente altas o bajas

Además de las ventajas de acondicionar el vehículo con antelación al viaje, los fabricantes de automóviles recomiendan que los vehículos permanezcan enchufados durante los días más calurosos o fríos mientras no están en funcionamiento. (Nota: Esto no es lo mismo que la carga activa, una práctica que es mejor evitar en condiciones extremas, especialmente con temperaturas altas). Tener el vehículo conectado permite que el sistema interno mantenga los controles de temperatura de la batería, lo que prolonga a su vez la vida útil de la batería a largo plazo. 

Conduzca de forma conservadora

Independientemente del tiempo que haga, un factor que siempre afecta a la autonomía es la forma en la que conduces tu vehículo eléctrico. Un exceso de aceleración y freno, así como conducir a altas velocidades, cuestan energía. Y eso no solo importa de cara a la autonomía, sino que también te mantendrá a ti y a tus pasajeros más seguros, especialmente en carreteras invernales. Anticípate a las frenadas y para evitar usar el freno bruscamente; pondrás en marcha el sistema de frenado regenerativo para recuperar energía y almacenarla de nuevo en la batería. Lo único que hay que tener en cuenta es que en condiciones de frío extremo, el sistema de frenado regenerativo será menos eficaz porque las baterías frías no pueden aceptar tanta energía como las baterías calientes.

Usa el modo ECO

Todos los eléctricos llaman ligeramente diferente a su modo ECO, pero por lo general todos trabajan para reducir el consumo de energía y aumentar el kilometraje mediante la reducción del suministro de energía al motor de tracción y a altos consumidores de energía, como la calefacción del habitáculo. En invierno, los modos ECO pueden hacer que tu coche sea más seguro de conducir. Al reducir la potencia del motor, el vehículo acelera más lentamente, lo que reduce la posibilidad de que las ruedas patinen en carreteras cubiertas de hielo o nieve.

Comprueba la presión de los neumáticos

La presión de los neumáticos baja a medida que desciende la temperatura ambiente, lo que se traduce en una mayor resistencia a la rodadura y una reducción de la autonomía. Es una buena práctica comprobar la presión de los neumáticos todos los meses, pero especialmente porque las temperaturas exteriores cambian considerablemente con las estaciones.

Conoce dónde están los cargadores rápidos

Las baterías frías tienen una mayor resistencia a la carga, por lo que la carga será más lenta. Asegúrate de disponer de un cargador de 240 V de nivel 2 para la carga principal, ya sea durante la noche o mientras trabajas. Y si estás planificando un largo viaje en invierno a bordo de tu vehículo eléctrico, es conveniente que sepas dónde están las estaciones de carga rápida. 

A medida que el tamaño de las baterías ha ido aumentando con los nuevos modelos de vehículos eléctricos, la pérdida de autonomía se ha convertido en un problema menos importante. Una mayor capacidad implica un impacto mínimo en la mayoría de las necesidades de los trayectos diarios, y la infraestructura de carga continúa expandiéndose para poder realizar viajes más largos.

Información adicional para flotas

La electrificación de flotas sigue siendo un tema nuevo para muchas flotas. Si no estás seguro de por dónde empezar la investigación, visita la página web de Geotab para obtener información educativa, recursos y casos prácticos de flotas. Para saber cómo elegir el vehículo eléctrico adecuado para las necesidades específicas de tu flota, primero debes recopilar y evaluar los datos telemáticos. El Informe para la adopción de vehículos eléctricos te mostrará qué vehículos se adaptan mejor a las necesidades de tu flota y cuáles cumplen tus requisitos operativos y financieros. El análisis tiene en cuenta la temperatura en el peor de los casos, por lo que los gestores de flotas pueden estar seguros de que sus vehículos eléctricos serán capaces de alcanzar la autonomía en condiciones de frío invernal, olas de calor veraniegas y cualquier otro tipo de temperatura.

Este blog se publicó originalmente el 25 de mayo de 2020.