Eficiencia de los vehículos eléctricos

La eficiencia energética es un término muy extendido hoy en día... y por un buen motivo. Tanto si se trata de tu casa como de tu coche (o cualquier otra cosa intermedia), cuanto mayor sea la eficiencia, más eficaz será su funcionamiento.

Es más que probable que ya hayas investigado un poco sobre los vehículos eléctricos, ¡quizás incluso tengas uno! Pero, ¿sabes cómo es la eficiencia de los vehículos eléctricos en comparación con los coches de combustión? ¿O cómo utilizan la energía los vehículos eléctricos (es decir, a dónde va la energía)?

Empecemos…

¿Cómo se mide la eficiencia en los vehículos eléctricos?

En lo que respecta a los vehículos eléctricos, la eficiencia energética equivale a la distancia que puedes recorrer con una carga completa. El método más sencillo para ver la eficiencia de un vehículo eléctrico es calcular los kilómetros por kWh (el equivalente a millas por galón). De media, la mayoría de los vehículos eléctricos cubren entre 5 y 6 kilómetros por kWh.

Para calcular los kilómetros por kWh, haz lo siguiente:

Autonomía eléctrica ÷ capacidad de la batería en kWh = kilómetros por kWh.

Recuerda que cuanto más alta sea la cifra, más eficiente será el vehículo.

• Por ejemplo, el Volkswagen ID.3 tiene una autonomía de 450 kilómetros y una capacidad de la batería de 77 kWh. 450 ÷ 77 = 5,8 kilómetros por kWh.

• Mientras que el Volkswagen ID. Buzz tiene una autonomía de 330 kilómetros y una capacidad de la batería de 77 kWh. 330 ÷ 77 = 4,3 kilómetros por kWh.

Aunque el método anterior es práctico, hay que cogerlo con pinzas, ya que los vehículos que ofrecen más autonomía no son necesariamente los más eficientes. Por ejemplo, un SUV eléctrico (es decir, un coche grande) con una batería pesada consumirá más energía por kilómetro a pesar de tener una mayor autonomía.

Por ejemplo, el Polestar 3 tiene una autonomía de 490 kilómetros y una capacidad de la batería de 107 kWh. 490 ÷ 107 = 4,6 kilómetros por kWh.

Hay otros factores que contribuyen a la eficiencia del kilometraje, pero volveremos a ello un poco más tarde.

¿Qué eficiencia tienen los vehículos eléctricos en comparación con los vehículos de gasolina o diésel?

Hablemos primero sobre los coches de gasolina y diésel…

Además de quemar combustibles fósiles, se estima que los coches de gasolina y diésel solo consumen entre el 12 y el 30 % de la energía del combustible que se introduce para impulsarlos. El resto (del 70 al 88 %) de la energía se pierde debido a ineficiencias (como el uso de combustible en estacionamiento o ralentí y el calor del escape) o se utiliza para alimentar accesorios (por ejemplo, calefacción, aire acondicionado, dirección asistida, faros, etc.).

En comparación, los vehículos eléctricos solo utilizan alrededor del 23 % de su energía para alimentar accesorios y el sistema de transmisión eléctrica. Esto significa que los vehículos eléctricos tienen una eficiencia del 77 %.

¿Cuál es la principal diferencia? El frenado regenerativo.

A medida que un vehículo se mueve, acumula energía cinética, y como nos decían en el colegio: "La energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma". Por desgracia, en un sistema de frenos mecánico (como el de los vehículos con motor de combustión interna), la energía cinética se libera como un producto de desecho en forma de calor. Esta es la razón por la que los discos de freno se sobrecalientan y desgastan con el tiempo.

Menos mal que los vehículos eléctricos no funcionan así. En lugar de convertir la energía cinética en un producto residual, el frenado regenerativo permite convertir esta energía en energía eléctrica que se envía a la batería. Además de ser más eficiente, mejora la autonomía del vehículo, ya que esta energía sirve para cargar la batería. 

¿Cómo funciona esto en la práctica?

Imagina que vas conduciendo y los semáforos empiezan a ponerse en ámbar; tu reacción es empezar a pisar el pedal de freno. A medida que pisas el pedal de freno, la energía cinética que mueve el vehículo se transfiere al motor, lo que ralentiza el vehículo. A medida que el motor gira, genera electricidad que se envía a la batería y que podrá usarse para acelerar el vehículo eléctrico cuando el semáforo se ponga en verde.

¿Dónde y cómo se utiliza la energía en los vehículos eléctricos?

Aunque cada vehículo eléctrico es diferente (y con modelos más nuevos que emplean tecnologías más eficientes), se estima que los vehículos eléctricos utilizan alrededor de:

• 13 % de energía en pérdidas del sistema de transmisión eléctrica

• 10 % de energía en pérdidas de carga: cuando un vehículo eléctrico se carga, la energía eléctrica del punto de carga provoca una reacción química en la batería de iones de litio, lo que genera calor como resultado de la pérdida de potencia.

• 0 - 7 % de la energía en accesorios eléctricos, dirección asistida y calefacción/refrigeración

Sin embargo, el 22 % de las pérdidas de energía se recupera mediante el frenado regenerativo.

¿Qué afecta a la eficiencia de los vehículos eléctricos?

Ya hemos hablado de los mecanismos internos de los vehículos eléctricos, pero ¿qué hay de otros factores que afectan a la eficiencia?

Temperatura ambiente

¿Sabías que la temperatura óptima de las celdas de las baterías de iones de litio oscila entre los 15 y los 45 °C? En España, las temperaturas tienen de media 6 - 14 °C en invierno, es decir, 1 - 9 grados menos de lo necesario para que una batería de litio funcione de forma óptima. 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 %.

Sin embargo, hay muchas formas de contrarrestar esta reducción de la autonomía. Para obtener más información, consulta nuestro blog: ¿Cómo afecta la temperatura a la capacidad de la batería de un vehículo eléctrico?

Carga útil/peso

Lo mismo ocurre con los coches de gasolina y diésel: cuanto más pesado sea el vehículo, más energía necesitará para ponerse en marcha. Afortunadamente, a menos que su carga útil sea inusualmente elevada, no debería haber demasiado efecto en la autonomía de la batería.

Antigüedad de la batería

Al igual que la mayoría de las baterías recargables, el rendimiento disminuirá con el tiempo, pero no se puede comparar la batería de un vehículo eléctrico con la batería de un teléfono móvil. Las baterías de los vehículos eléctricos son resistentes y los fabricantes de automóviles están dispuestos a cubrirlas en garantía, normalmente durante unos ocho años o 160.000 km. Dicho esto, cada vez más vehículos eléctricos están demostrando que mantienen su buen rendimiento durante más de 8 años y, con el avance de las baterías de estado sólido, muy pronto veremos que las baterías de los vehículos eléctricos mantienen su máxima optimización durante 30 años. Esto también afectaría a la autonomía de un vehículo eléctrico, ya que algunas investigaciones prevén un aumento de aproximadamente un 50 %. 

Aceleración brusca (resistencia al viento y calidad de la carretera)

¿Sabías que los coches de gasolina y diésel son más eficientes a 70-80 km/h? En comparación, los vehículos eléctricos no tienen una velocidad de conducción óptima. Al estar fabricados sin motor de combustión, funcionan con una transmisión de una sola marcha, lo que significa que el par (potencia) completo está disponible al instante, a diferencia de los coches de gasolina y diésel, que necesitan acelerar (quemar combustible) para obtener más potencia.

Sin embargo, al igual que en los coches de gasolina y diésel, la potencia para mover un vehículo eléctrico aumenta cuanto más rápido vaya, ya que tiene que contrarrestar la resistencia al viento.

Moraleja de la historia: cuanto más suave conduzcas, más lejos llegarás.

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