¿Cómo afecta la temperatura a la capacidad de la batería de un vehículo eléctrico?

El año 2022 fue un año para recordar por las altas temperaturas que se registraron en todo el mundo; de hecho, la NASA confirmó que 2022 fue el quinto año más caluroso de la historia.

Todo el mundo que tiene un smartphone sabe que la temperatura ambiente afecta al rendimiento de la batería (por eso aparece un aviso de temperatura en la pantalla del teléfono). Entonces, ¿de qué manera influye la temperatura ambiente en las baterías de los vehículos eléctricos? ¿Cómo afectan las temperaturas más bajas y más altas a la autonomía de tu vehículo eléctrico?

Empecemos...

Lo que una batería quiere

Las baterías de iones de litio (o Li-ion) son el elemento propulsor de la mayoría de los vehículos eléctricos. Sin ella, no sería posible almacenar energía en los vehículos eléctricos.

Las celdas de una batería de iones de litio contienen dos tipos de electrodos: ánodo y cátodo. Debido a su gran capacidad para almacenar iones de litio (energía), los ánodos y cátodos son la principal razón por la que se utilizan baterías de iones de litio en los vehículos eléctricos. Para obtener más información sobre el funcionamiento de una batería de iones de litio, echa un vistazo a nuestro blog: ¿Cómo funcionan los vehículos eléctricos?.

Hay que tener en cuenta el rango de temperatura óptimo de las celdas de las baterías de iones de litio, que oscila entre los 15 y los 45 °C. ¿De qué manera se controla la temperatura y qué sucede si esta no se ajusta al rango de temperatura óptimo? 

Los vehículos eléctricos incorporan de manera estratégica un sistema de gestión térmica interna (ITMS) que supervisa el estado de la batería para calcular tanto la autonomía restante (kilómetros) como la vida útil. Y lo que es más importante, también regula la temperatura de la batería para que esta siga funcionando de forma segura y eficiente.

Existen factores tanto internos como externos que influyen en la temperatura de la batería. Por ejemplo, cuando se carga una batería, se genera mucho calor (más aún con la carga rápida y ultrarrápida) que, de no controlarse, puede llegar a causar daños en la batería. Cuando el ITMS detecta que la temperatura es alta, el vehículo eléctrico utiliza el refrigerante para reducir la temperatura de la batería. Normalmente, cuando se realiza una sesión de carga rápida para cargar un vehículo eléctrico, este aplica refrigerante lentamente para que la batería no alcance la temperatura límite. Si el refrigerante no es suficiente para controlar la temperatura, el vehículo eléctrico reducirá la velocidad de carga; la batería tardará más en cargarse, pero estará protegida frente a daños.

¿Qué ocurre cuando la temperatura desciende por debajo de los 15 °C?

¿De qué manera influyen las bajas temperaturas en las baterías de los vehículos eléctricos?

Debido a la cinética interna de la celda de la batería, las temperaturas más bajas ralentizan la reacción química.

¿Qué consecuencias tiene esto? La autonomía se reduce un 10-15 %. 

Por ejemplo, la autonomía del Tesla Model Y oscila entre los 475 km en verano y los 346 km en invierno, y la del Smart EQ entre los 97 km en verano y los 72 km en invierno. 

¿Quieres una respuesta con base científica? Pues aquí la tienes. Según nuestros amigos de Recurrent: 

"... los ánodos de las baterías están hechos de materiales, como el grafito, que tienen una estructura similar a un entramado. Este hecho es importante, ya que, cuando una batería se carga, los iones de litio se mueven del cátodo al ánodo y se almacenan en esta estructura entramada. Este proceso se denomina intercalación. Se necesita una fuerza (en este caso, la corriente) para mover los iones hacia el ánodo para que estos se alojen en el entramado. Si este proceso ocurre con temperaturas ambiente bajas, los iones se mueven hacia el ánodo más despacio y la acumulación de litio en el exterior puede formar una capa metálica. Parte de estos iones pasará al ánodo con el tiempo, y otra parte permanecerá en la capa exterior, lo cual reducirá de manera irreversible la capacidad de la batería y aumentará la resistencia interna de esta".

Al igual que ocurre cuando la temperatura sube por encima de los 45 °C, cuando la temperatura de la batería del vehículo eléctrico desciende por debajo de los 15 °C, el ITMS interviene y calienta lentamente la batería. ¿Y por qué no se calienta más rápido?

Si se fuerza y se acelera la reacción química para aumentar la velocidad de carga, el litio puede dar lugar a la formación de dendritas, que pueden llegar a provocar un cortocircuito en la celda. Esta es la razón por la que el ITMS calienta la batería poco a poco.

Las bajas temperaturas afectan al rendimiento de las baterías de iones de litio, pero puedes adoptar una serie de medidas para reducir su impacto en la autonomía y la eficiencia de tu vehículo eléctrico.

Medidas para evitar problemas con la batería en invierno

Preacondiciona el vehículo eléctrico

Si quieres que el coche esté calentito en invierno (y fresquito en verano), lo mejor es que regules la temperatura mientras se carga. Así evitarás malgastar la batería mientras circulas con él.

Usa la calefacción de los asientos y del volante en lugar de la calefacción del habitáculo

Tal como comentábamos antes, calentar todo el vehículo eléctrico puede consumir una gran cantidad de energía, sobre todo si viajas solo. ¿Quieres un consejo? Activa primero la calefacción de los asientos y del volante antes de activar la calefacción general del coche.

Usa el modo Eco

La mayoría de los vehículos eléctricos incluyen un modo Eco. ¡Úsalo! El modo Eco ajusta automáticamente los parámetros de climatización para mejorar la autonomía del vehículo eléctrico. Protege tu vehículo eléctrico del frío

Si tienes la suerte de tener un garaje o una plaza de aparcamiento cerrada, guarda el coche ahí 

Aunque nunca llegue a hacer calor en estos sitios, puede ayudar a mejorar la capacidad de la batería en invierno.

Carga la batería cuando aún esté caliente (es decir, después de conducir)

Una batería fría tarda más en cargarse que una batería caliente. Para que la carga sea más eficiente, carga la batería cuando aún esté caliente (es decir, justo después de conducir).

Observa el estado de la batería durante todo el año

Carga la batería al 85 % para mantenerla en un estado óptimo durante todo el año. El último 10-15 % de la batería tarda más tiempo en cargarse y utiliza mucha energía. Si observas el estado de la batería de tu vehículo eléctrico durante todo el año, evitarás problemas en invierno. 

Ten en cuenta otros factores que afectan al rendimiento de la batería

Hay otros factores que afectan al rendimiento de la batería, como la aceleración brusca, la carga útil que se transporta y la antigüedad de la batería. Para obtener más información sobre estos factores (y otros), consulta nuestro blog: Kit de herramientas para vehículos eléctricos.

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