"Mientras que los coches diésel funcionan y funcionan, las baterías de los coches eléctricos se estropean rápidamente y convierten el nuevo y costoso coche en una pérdida total”. En las redes sociales se pueden encontrar declaraciones como estas una y otra vez. P3 ha analizado los datos de más de 7.000 coches eléctricos y ha obtenido información sobre la degradación real de las baterías. Y los datos de campo ofrecen una imagen totalmente diferente.
Los bulos en torno al coche eléctrico
A veces se habla de trabajo infantil en la minería de cobalto, otras de ansiedad por la autonomía o del colapso de la red eléctrica si todos los coches eléctricos se cargan al mismo tiempo: Internet está lleno de afirmaciones falsas y medias verdades sobre los coches eléctricos y sus baterías. En cuanto un tema se refuta con hechos o se vuelve obsoleto gracias a una mayor autonomía y mejores redes de carga, se difunde el siguiente rumor. Uno de estos mitos es la degradación de las baterías: será casi imposible vender coches eléctricos usados porque la batería se degrada rápidamente, pierde autonomía y, en el peor de los casos, hay que sustituirla, supuestamente.
Como ocurre con muchos otros mitos, la degradación de las baterías tiene algo de verdad: las baterías envejecen de dos maneras. Por eso, quien quiera saber más sobre los coches eléctricos se encontrará tarde o temprano con este tipo de historias. Una cosa está clara: la batería es el componente más caro de un coche eléctrico, por lo que surge la legítima pregunta de cómo afecta esto al valor residual del coche o con qué frecuencia hay que sustituir realmente las baterías de los coches eléctricos y qué consecuencias económicas tiene esto.
La consultora de gestión P3, especializada en movilidad eléctrica, ha llevado a cabo un estudio para ofrecer una respuesta basada en hechos y desmentir los mitos sobre las baterías. En un primer paso, P3 examinó 50 coches eléctricos de su propia flota y, a continuación, analizó los datos reales de medición de 7.000 de ellos. P3 quiere utilizar los resultados para ofrecer a los consumidores información completa que les permita eliminar los malentendidos sobre la movilidad eléctrica y la duración de las baterías. “La desinformación puede tener un impacto negativo en la transición a la movilidad eléctrica, ya que alimenta temores infundados y, por tanto, reduce la aceptación social y la penetración en el mercado de los vehículos eléctricos. Por ello, es fundamental proporcionar datos fiables y transparentes para ofrecer una imagen realista de la duración real de las baterías y, de este modo, reforzar la confianza en los vehículos eléctricos”, afirma el libro blanco.
El estado de salud como indicador principal
Antes de ver los resultados, vamos a aclarar brevemente algunos términos. El "estado de salud" o SoH, por sus siglas en inglés, es un factor clave en el envejecimiento de la batería. No existe una definición estandarizada al respecto; en esta publicación, P3 se refiere únicamente a la capacidad de la batería. El SoH se define como la relación entre la capacidad actual medida y la capacidad en estado nuevo; en sentido estricto, la capacidad neta en cada caso, es decir, el contenido energético que el cliente puede utilizar. La capacidad bruta, es decir, el contenido energético instalado en el vehículo, es mayor, pero aquí no es relevante. Al final, solo cuenta la energía disponible para el cliente en el coche eléctrico. En otras palabras, la capacidad neta cuando la batería es nueva corresponde a un SoH del 100 por ciento. Si la capacidad actual cae más tarde, el SoH también cae por debajo del 100 por ciento. Las condiciones de garantía del fabricante suelen especificar el 70 u 80 por ciento después de un determinado kilometraje o período de uso.
Para completar, a menudo se habla de degradación “de calendario” y “cíclico”. Durante el envejecimiento de calendario de una batería, las estructuras químicas de las celdas de la batería cambian, incluso sin uso activo. El envejecimiento cíclico provoca un estrés adicional debido a la carga y descarga de la batería. Ambos factores no se pueden evitar por completo (más sobre esto más adelante) y no se pueden separar claramente entre sí. Por este motivo, la definición de SoH no incluye valores como el historial de carga y descarga, sino solo la capacidad, que es relevante para los automóviles eléctricos desde el punto de vista del cliente.
Datos de más de 7.000 vehículos analizados
Lo novedoso de este estudio es que se basa en datos reales de vehículos en circulación. En su modelo SoH, P3 ya había realizado predicciones sobre la vida útil basándose en datos académicos y mediciones de laboratorio, normalmente a nivel de celda. Los datos de los coches eléctricos no solo añaden factores externos como las influencias ambientales y el comportamiento de conducción y carga, sino también la programación del sistema de gestión de la batería y las estrategias de envejecimiento implementadas por los fabricantes de automóviles en términos de cómo estresan y/o protegen sus baterías.
P3 ha seguido dos métodos para obtener los datos más importantes de los vehículos: primero, se midieron 50 vehículos de la flota propia, se examinó el envejecimiento previo de la batería y se correlacionó el estado de salud con el uso y el comportamiento de carga. "Se seleccionaron los vehículos para obtener información sobre el mayor número posible de perfiles de conducción y carga diferentes y para identificar diferencias entre los fabricantes", explica P3.
Para complementar estos análisis individuales cualitativos con datos más cuantitativos, el segundo paso lo ha llevado a cabo la startup austriaca de diagnóstico de baterías Aviloo, que ya ha realizado más de 60.000 pruebas de capacidad. Un breve apunte: Aviloo ofrece dos análisis diferentes, el «Flash Test» y el «Premium Test». En ambos casos, la denominada Aviloo Box, un dispositivo OBD, se conecta al puerto OBD del vehículo. En el «Premium Test», la batería se carga al 100 por ciento y se descarga al 10 por ciento con el dispositivo conectado. De este modo, se miden y analizan innumerables datos relevantes para la batería en los servidores de Aviloo. El «Flash Test» solo se realiza cuando el vehículo está parado y analiza los valores medidos disponibles basándose en la base de datos que se ha creado para el respectivo tipo de batería mediante el «Premium Test».
Para su análisis, P3 ha utilizado los registros de datos de más de 7.000 vehículos, todos ellos analizados mediante el «Premium Test», un procedimiento más complejo pero también más preciso. En este conjunto de datos también se han incluido vehículos con un kilometraje superior a 300.000 kilómetros. “Esto ha permitido evaluar el envejecimiento de la batería con más detalle y de forma más cuantitativa en relación con el kilometraje”, afirma el libro blanco. “Esto complementa especialmente el análisis de la flota de P3 y proporciona una base de datos más amplia para una evaluación bien fundada”.
El resultado de la evaluación es claro: en los primeros 30.000 kilómetros, la pérdida de capacidad se acelera, lo que significa que el estado de salud baja relativamente rápido del 100 al 95 por ciento. La buena noticia es que la degradación real disminuye a medida que aumenta el kilometraje. Los datos de Aviloo de los 7.000 vehículos muestran un estado de salud (promedio) de alrededor del 90 por ciento a los 100.000 kilómetros. Y después, la línea de tendencia es casi horizontal: entre 200.000 y 300.000 kilómetros, es casi estable y está muy por encima del 70 u 80 por ciento de la garantía de la batería. De hecho, está más cerca del 87 por ciento.
La rápida pérdida de SoH en la fase inicial se explica de forma sencilla: en el ánodo (es decir, el polo negativo) de la celda de la batería se forma durante los primeros ciclos de carga y descarga una denominada capa SEI (capa de interfase electrolítica sólida). Se trata de depósitos de productos de reacción del electrolito que se forman siempre. Dependiendo del vehículo y de la composición química de la batería, esto puede ocurrir de formas muy diferentes, por lo que existe una gran variación en los datos. Sin embargo, la línea de tendencia de los más de 7000 conjuntos de datos de vehículos proporciona una buena estimación.
Los datos de los 50 vehículos P3 coinciden también con los resultados del análisis de Aviloo. Algunos de estos vehículos también se utilizaron para otras pruebas, por lo que el perfil de conducción y carga de estos vehículos puede ser mucho más extremo que el de un coche de empresa que se utiliza principalmente para desplazamientos diarios. No obstante, sus baterías han demostrado ser duraderas: "Casi todos los vehículos P3 probados tienen un SoH superior al 90%. Esto indica que las baterías de la flota P3 siguen funcionando muy bien a pesar de los diferentes fabricantes, los diferentes perfiles de uso y el uso intensivo".
Otro dato interesante de los más de 7.000 conjuntos de datos: los datos de campo sugieren que la capacidad real de la batería se mantiene durante más tiempo de lo que se supone en condiciones reales, especialmente con los altos kilometrajes que se citan a menudo de 200.000 kilómetros y más. Basándose en las pruebas de laboratorio de las celdas, el modelo SoH publicado por P3 en 2023 arrojó un pronóstico mucho más pesimista sobre la salud de la batería. Hasta unos 50.000 kilómetros, el modelo de laboratorio y los datos de campo son aproximadamente iguales; por encima de los 100.000 kilómetros, sin embargo, las líneas de tendencia divergen significativamente. P3 concluye que los perfiles de usuario reales y el control de las celdas por parte del sistema de gestión de la batería en el campo reducen significativamente el envejecimiento.
Pero, ¿cómo se explica la variación observada? Después de todo, algunos vehículos siguen teniendo un SoH extremadamente alto después de más de 50.000 kilómetros, mientras que algunos vehículos individuales siguen estando al 98 por ciento después de casi 200.000 kilómetros, mientras que otros caen rápidamente por debajo del 90 por ciento. De hecho, el comportamiento de carga y uso de los conductores y de los propios vehículos influyen en esto, al igual que los fabricantes. Por un lado, el buffer previsto (es decir, la diferencia entre la capacidad bruta y la neta) juega un papel importante en términos de tamaño y utilización del buffer. Esto se debe a que se puede utilizar, por ejemplo, para reducir la notable degradación durante el período de garantía, liberando un poco más de capacidad neta con el tiempo. Por otro lado, el comportamiento de carga se puede ajustar mediante una actualización de software. Por un lado, puede ser una mayor potencia de carga para tiempos de carga más cortos, lo que genera más estrés en la celda. Por otro lado, también es posible que una actualización mejore el control de las celdas, por ejemplo, optimizando el preacondicionamiento para reducir el estrés durante la carga rápida en condiciones subóptimas.
La base de datos se deteriora con el aumento del kilometraje
Hay dos puntos críticos que no deben pasarse por alto: el propio P3 señala que la base de datos de vehículos con más de 200.000 kilómetros es significativamente más pequeña que la de los vehículos con menos kilómetros. "La razón es que solo hay unos pocos vehículos con una autonomía tan grande. Esto limita un poco la validez de los datos para lecturas de kilómetros altos y también conduce a una mayor dispersión de los datos", dice el estudio. También hay que tener en cuenta el "sesgo de supervivencia". Al fin y al cabo, solo se midieron los vehículos con alto kilometraje que todavía están en condiciones de circular a los 200.000 o 300.000 kilómetros. No se incluyen los vehículos que ya no se utilizan debido a un fallo de la batería. Esto puede hacer que la fiabilidad de los vehículos parezca demasiado positiva. Pero el gran problema es que incluso si un coche eléctrico falla prematuramente, según las estadísticas de averías del ADAC de 2023, esto solo se debe ocasionalmente a la batería de tracción. “Aún pueden ocurrir casos individuales, como fallas causadas por un comportamiento de uso especial o errores de producción, y a menudo ocurren dentro del período de garantía y, por lo tanto, rara vez representan un riesgo financiero para los consumidores”, escribe P3.
¿Qué pueden hacer los consumidores para mejorar la salud de la batería y ralentizar el proceso de envejecimiento? En líneas generales, conduciendo y cargando con cuidado. Para obtener una respuesta más detallada, es necesario distinguir entre envejecimiento cíclico y envejecimiento por calendario. Importante: estas son afirmaciones generales. En casos concretos, es posible que se produzcan comportamientos diferentes en función del vehículo y la batería. Sin embargo, las siguientes recomendaciones P3 no dañarán la batería.
En el caso del envejecimiento del calendario a lo largo del tiempo, los factores principales son la temperatura y el estado de carga. Según P3, cuando no se utilizan, las baterías prefieren temperaturas bajas o medias por debajo de los 25 grados. Una temperatura demasiado alta (se menciona más de 60 grados) es una "fuerza impulsora de las reacciones químicas, lo que conduce a una degradación acelerada de la capacidad". Sin embargo, la gestión del vehículo o de la batería también puede ayudar en este caso, como muestra nuestro análisis técnico en profundidad de la plataforma PPE del Grupo VW. El nivel de carga en el que se aparca un coche eléctrico durante un período de tiempo más largo también es importante. Un nivel de carga más alto significa un mayor voltaje en la celda, lo que acelera el envejecimiento durante un período de tiempo más largo. P3 recomienda aparcar el vehículo con un nivel de carga bajo o medio (del 10 al 50 por ciento) para períodos de estacionamiento muy largos.
Una conducción suave y un comportamiento de carga suaves ayudan a la batería
La temperatura también influye en el envejecimiento cíclico, es decir, en el uso, pero en un ámbito diferente. Si se utiliza la batería, no debe hacer ni demasiado calor ni demasiado frío. Esto se aplica a la carga (rápida) y a la conducción. Las corrientes elevadas (carga rápida, aceleración fuerte, conducción a alta velocidad) no suelen favorecer el SoH, pero especialmente a temperaturas extremas. En otras palabras, lo ideal sería un comportamiento de conducción moderado con velocidades bajas y constantes y una carga rápida poco frecuente a temperaturas medias, y con una baja profundidad de descarga, es decir, si el nivel de carga se mantiene entre el 20 y el 80 por ciento. No es el fin del mundo si se desvía de esto en casos concretos (ya que la carga rápida también es necesaria en la autopista en invierno). Sin embargo, un comportamiento de conducción y carga predominantemente suave puede ralentizar el envejecimiento de la batería.
El estudio también muestra que el envejecimiento real de la batería rara vez supera los términos de la garantía de la batería. La garantía estándar para los sistemas de baterías de vehículos eléctricos es actualmente de más de ocho años o 160.000 kilómetros, y los primeros fabricantes la han ampliado hasta los 250.000 kilómetros y diez años. Lexus incluso ofrece una ampliación de la garantía a un millón de kilómetros o diez años en el UX300e (aunque no se utiliza mucho). Por lo tanto, la batería suele durar mucho más que la garantía u otras partes del vehículo.
La larga vida útil de la batería permite, por supuesto, un segundo uso después de su «primera vida» en el vehículo, por ejemplo, como acumulador de energía estacionario: la «segunda vida». Solo después de este segundo uso, es decir, después de unos 20 años o más, la batería se recicla. Al menos, ese es el modelo.
Para responder a la pregunta planteada al principio sobre el valor residual, este depende en gran medida de la fase de uso actual. Durante el período de garantía del fabricante, es naturalmente más alto que después de que la garantía haya expirado, incluso si la batería del vehículo todavía está en funcionamiento. El valor residual disminuye porque ya no se reemplaza ni se repara bajo garantía. "Durante el período de garantía, la pérdida de valor depende en gran medida del envejecimiento y de la capacidad restante", escribe P3. "Una vez que la garantía expira, es de esperar una pérdida de valor mayor. Al final de la primera vida útil, dependiendo del costo de las baterías nuevas, la batería aún puede tener un valor residual significativo después de un segundo uso".
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Fuente: electrive.com, p3-group.com
