Baterías de coches eléctricos: ¿cuál es su capacidad, degradación de las celdas, conceptos de SoC y DoD?

Batería de automóvil: ¿capacidad bruta y neta de la batería?

En el contexto de los coches eléctricos, los términos "capacidad bruta" y "capacidad neta" de la batería desempeñan un papel importante. Ayudan a los propietarios de vehículos a comprender cuánta energía está disponible para su uso y cómo se gestiona la batería para optimizar la seguridad y el rendimiento.

Capacidad bruta de la batería:

La capacidad bruta de la batería se refiere a su capacidad física total, o la cantidad máxima de energía que puede almacenar, expresada en kilovatios-hora (kWh). Este es el valor medido antes de considerar las pérdidas de energía. Algunos fabricantes indican este valor, lo cual puede ser engañoso para los clientes potenciales, ya que da a entender que toda esta energía está disponible para su uso.

Capacidad neta de la batería:

La capacidad neta de la batería es la cantidad de energía disponible para su uso después de considerar las reservas energéticas para la gestión de la batería y el sistema operativo del vehículo. Suele ser entre un 2 % y un 5 % inferior a la capacidad bruta. Aquí hay algunas razones por las que debería prestar atención a los valores netos y brutos de la batería:

• Seguridad y longevidad: las reservas de energía se utilizan para prolongar la vida útil de la batería y evitar descargas profundas (niveles altos de DoD, y más sobre esto más adelante) que podrían dañar la batería.
• Gestión térmica: Las baterías funcionan con mayor eficacia dentro de un rango de temperatura determinado. Se utiliza un margen de capacidad adicional para gestionar la temperatura de la batería y evitar el sobrecalentamiento o el subenfriamiento.
• Protección contra fallas: el sistema de gestión de la batería (BMS) puede requerir una cierta cantidad de reservas de energía para evitar fallas inesperadas o para compensar el consumo normal de la batería.

Conceptos - DoD (Profundidad de descarga) y SoC (Estado de carga)

• Estado de Carga (SoC): El Estado de Carga (SoC) es el nivel de carga de una batería eléctrica en relación con su capacidad total. Generalmente se expresa como un porcentaje, donde 0% significa que la batería está descargada y 100%, que está completamente cargada.
• Profundidad de descarga (DoD): La profundidad de descarga (DoD) es un parámetro que determina cuánta energía se ha utilizado de la batería entre ciclos de carga. Por ejemplo, si tiene una batería de 100 kWh y consume 80 kWh de energía antes de cargarla, la profundidad de descarga es del 80 %.

En teoría, son simplemente términos opuestos, pero debido a los diferentes métodos de cálculo del estado real de carga/descarga de las baterías, estos términos funcionan uno al lado del otro.

Significado de SoC y DoD para propietarios de vehículos eléctricos:

Gestión de la carga: Comprender el SoC y el DoD es clave para una gestión eficaz de la carga de la batería. Por ejemplo, numerosos estudios sugieren que mantener el SoC (estado de carga) de la batería de un coche eléctrico entre el 20 % y el 80 % puede prolongar significativamente su vida útil.



Degradación de la batería en un coche eléctrico

La batería de un coche eléctrico es como el corazón del vehículo, ya que proporciona la energía que alimenta todo, desde el motor hasta la electrónica de a bordo. Sin embargo, con el tiempo, al igual que otros componentes del vehículo, la batería puede perder su capacidad original de almacenar energía. Este proceso, conocido como degradación de la batería, puede afectar la autonomía, el rendimiento y la experiencia general de conducción de un coche eléctrico. Es decir, con el tiempo, la capacidad neta de la batería disminuirá.

Factores de degradación de la batería:

La degradación de la batería puede deberse a diversos factores, como el envejecimiento natural de los componentes químicos, las descargas y recargas profundas frecuentes y la exposición a temperaturas extremas. Por ejemplo, las baterías pueden degradarse más rápidamente en condiciones de mucho calor o mucho frío. Además, la carga rápida y frecuente también puede acelerar el proceso de degradación.

Efecto de la degradación en la capacidad de la batería:

A medida que las celdas de la batería se degradan, pierden su capacidad de almacenar y liberar energía, lo que reduce su capacidad. Este proceso es gradual y puede notarse después de varios años de uso. Una menor capacidad de la batería implica una menor autonomía del vehículo con una carga completa, lo que puede ser especialmente problemático para los propietarios de coches eléctricos que dependen de rutas más largas.

Mejores prácticas para mantener la degradación al mínimo:

1. Evite la carga rápida frecuente: La carga rápida es práctica cuando viaja, pero el uso regular puede acelerar la degradación de la batería. Siempre que sea posible, utilice estaciones de carga estándar, especialmente si carga a diario.
2. Evite la descarga profunda : Evite que la batería se descargue por completo. En su lugar, si es posible, cargue el vehículo cuando el nivel de carga baje del 10 al 30 %.
3. Control de la temperatura : Las baterías funcionan mejor a temperaturas moderadas. Si vive en un clima muy cálido o frío, considere guardar su coche en un lugar con temperatura controlada para proteger la batería de temperaturas extremas. Sin embargo, recuerde que los coches eléctricos llevan años funcionando en Escandinavia y, a pesar de las temperaturas extremas, los usuarios no se han quejado de una degradación extrema de la batería.
4. Reducir el nivel máximo de carga: Muchos coches eléctricos permiten definir un nivel máximo de carga, por ejemplo, hasta el 80 %. Establecer un nivel máximo de carga más bajo puede ayudar a minimizar la carga de la batería y prolongar su vida útil.
5. Inspección/Verificación periódica de las estadísticas de la batería: La inspección y el análisis periódicos pueden ayudar a detectar y resolver problemas de la batería antes de que se agraven. Vigile el consumo de energía del vehículo durante paradas prolongadas y qué sistemas consumen más energía.
6. Evite la carga innecesaria: Apagar las funciones eléctricas y electrónicas innecesarias, como el aire acondicionado o la calefacción, cuando no se necesitan también puede ayudar a minimizar la carga en la batería.