¿Con qué frecuencia debo cargar mi vehículo eléctrico al 100%?

Para muchos propietarios de vehículos eléctricos (EV), las preguntas sobre las prácticas de carga adecuadas y si cargar al 100% siguen siendo confusas. Este artículo profundiza en las estrategias de carga de vehículos eléctricos para ayudarle a optimizar la duración y el rendimiento de la batería.

Comprensión de las baterías de vehículos eléctricos y los principios de carga

Los vehículos eléctricos modernos utilizan principalmente baterías de iones de litio. Estas baterías almacenan y liberan energía mediante el movimiento de iones de litio entre electrodos positivos y negativos. Durante la carga, los iones de litio pasan del electrodo positivo al negativo; lo contrario ocurre durante el alta.

Cuando se habla de estrategias de carga, es fundamental comprender el concepto de estado de carga (SOC). SOC representa el nivel de carga actual de la batería como porcentaje de su capacidad total. Por ejemplo, 80% SOC significa que la batería está cargada al 80% de su capacidad total.

Los ciclos de carga, que se refieren al número de veces que una batería pasa de completamente descargada a completamente cargada, afectan significativamente la vida útil de la batería. Según Battery University , los ciclos frecuentes de descarga y recarga completa pueden acelerar la degradación de la batería. Es por eso que muchos expertos recomiendan el principio de carga SOC del 20-80% como el mejor equilibrio entre la duración de la batería y las necesidades de uso diario.

Evolución de la tecnología de baterías y estrategias de carga

1. Tecnologías de baterías y prácticas de carga antiguas

Las primeras recomendaciones de carga se basaban a menudo en las características de las baterías de níquel-metal hidruro (Ni-MH). Estas baterías padecían el “efecto memoria”, por el que la capacidad de la batería podía disminuir gradualmente si no se descargaba y recargaba por completo con regularidad. En consecuencia, para los dispositivos que utilizan baterías Ni-MH, a menudo se recomiendan ciclos regulares de descarga y recarga completa.

Sin embargo, estas prácticas están obsoletas y no se aplican a las baterías de iones de litio utilizadas en los vehículos eléctricos modernos. De hecho, los frecuentes ciclos completos de descarga y recarga pueden acelerar el envejecimiento de las baterías de iones de litio.

2. Características y principios de carga de las baterías de iones de litio

Todos los tipos de baterías de iones de litio, incluidas las de fosfato de hierro y litio (LFP), experimentan un mayor envejecimiento natural y cíclico cuando se mantienen en estados de carga (SOC) elevados. Esto significa:

• Envejecimiento calendario: las baterías se degradan más rápido cuando se mantienen a un SOC alto, incluso cuando no están en uso.
• Envejecimiento del ciclo: las cargas y descargas frecuentes en rangos altos de SOC aceleran la pérdida de capacidad.

Esta es la razón por la que las estrategias modernas de carga de vehículos eléctricos generalmente desaconsejan la carga frecuente al 100 % y recomiendan mantener un rango de SOC moderado (generalmente entre 20 y 80 %).

3. Base científica de las estrategias de carga modernas

Las estrategias modernas de carga de vehículos eléctricos se formulan basándose en un profundo conocimiento de la química de las baterías de iones de litio y de los mecanismos de envejecimiento. Un estudio publicado en Nature Communications destaca que estas estrategias tienen como objetivo:

• Minimizar el estrés de la batería: evitando SOC extremos (muy altos o muy bajos) para reducir el estrés de la batería interna.
• Optimice la vida útil: extienda la vida útil general de la batería y al mismo tiempo garantice que se cumplan los requisitos de uso diario.
• Equilibre el rendimiento y la longevidad: proporcione suficiente autonomía diaria y al mismo tiempo garantice que la batería se mantenga en buenas condiciones a largo plazo.

Cargar al 100% SOC: cuándo hacerlo y cuándo evitarlo

Cargar un vehículo eléctrico al 100 % de SOC tiene ventajas y desventajas. La principal ventaja es maximizar la autonomía, lo que resulta especialmente útil para viajes largos. Sin embargo, una carga frecuente al 100% puede acelerar la degradación de la batería.

Cargar al 100% SOC es apropiado en las siguientes situaciones:

1. Preparándose para un largo viaje
2. Cuando es necesaria la calibración de la batería (para algunos modelos)
3. Situaciones de emergencia que requieren el máximo alcance

Para el uso diario, se recomienda limitar la carga a aproximadamente el 80 % del SOC. Esto no sólo prolonga la vida útil de la batería sino que también deja espacio para el frenado regenerativo, mejorando la eficiencia de la recuperación de energía.

Estrategias de carga y gestión de SOC

Para diferentes tipos de baterías

• Baterías NMC (níquel manganeso cobalto): actualmente son el tipo más común de baterías para vehículos eléctricos. Son particularmente sensibles al alto SOC, lo que hace que sea más importante cumplir estrictamente con el límite de carga diaria del 80%. Un estudio publicado en el Journal of Energy Storage encontró que las baterías NMC en el rango de SOC del 95-100% experimentan aproximadamente un 40% menos de vida útil en comparación con el rango de SOC del 25-50%.
• Baterías LFP (fosfato de hierro y litio): las baterías LFP son relativamente más tolerantes al alto SOC. Esta es la razón por la que algunos modelos de vehículos eléctricos que utilizan baterías LFP (como ciertos modelos de Tesla) permiten una carga más frecuente hasta el 100%. Sin embargo, el mantenimiento a largo plazo con un COS alto todavía acelera el envejecimiento. Una investigación publicada en el Journal of The Electrochemical Society muestra que las baterías LFP en el rango de SOC del 90-100% experimentan aproximadamente un 20% menos de vida útil en comparación con el rango de SOC del 45-55%.

Para diferentes marcas de vehículos eléctricos

Si bien las recomendaciones de estrategias de carga pueden variar ligeramente entre los fabricantes de vehículos eléctricos, la mayoría sigue principios similares. A continuación se muestran algunos ejemplos específicos:

• Tesla: recomienda mantener la carga diaria por debajo del 90% SOC. La página de soporte oficial de Tesla sugiere que limitar la carga diaria a menos del 90% puede prolongar la vida útil de la batería.
• Audi Q8 e-tron: El manual de usuario sugiere “cargar al 80% para uso diario y al 100% para viajes largos”. La nota de prensa de Audi indica que siguiendo esta recomendación se puede mantener al menos el 70% de la capacidad de la batería al cabo de 8 años o 160.000 kilómetros.
• Hyundai Ioniq 5: El manual de usuario aconseja cargar la batería al 100% una vez al mes y no dejar que baje del 20%. El sitio web oficial de Hyundai explica que esta estrategia ayuda al sistema de gestión de batería (BMS) a mantener estimaciones de SOC precisas, optimizando así el rendimiento de la batería.

Equilibrio de alcance y duración de la batería

Para lograr el mejor equilibrio en el uso diario, generalmente se recomienda mantener el SOC entre 20 y 80 %. Esta autonomía puede satisfacer la mayoría de las necesidades de desplazamiento diario y al mismo tiempo minimizar el estrés de la batería. Por ejemplo, puedes empezar a cargar cuando el nivel de la batería baje a alrededor del 30% y detenerte cuando alcance el 80%.

Según una investigación del Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) de EE. UU. , mantener las baterías de los vehículos eléctricos dentro de este rango de SOC puede prolongar significativamente su vida útil. Sus datos muestran:

• Las baterías sometidas a ciclos en el rango de SOC de 0 a 100 % se degradan al 80 % de su capacidad después de 1000 ciclos
• Las baterías con ciclos en el rango de SOC del 20 al 80 % mantienen más del 80 % de su capacidad incluso después de 2000 ciclos

Conclusión

Optimizar las estrategias de carga de vehículos eléctricos es clave para maximizar la duración y el rendimiento de la batería. Si bien la regla general de mantener la batería entre 20 y 80 % de SOC es un buen punto de partida, es fundamental consultar el manual de su vehículo para obtener recomendaciones específicas. Algunos modelos pueden beneficiarse de cargas completas ocasionales, mientras que otros pueden tener buffers incorporados que hacen que cargar al “100%” sea menos preocupante.

Recuerde, el objetivo es encontrar un equilibrio entre la autonomía diaria máxima y el estado de la batería a largo plazo. Si sigue estas pautas y comprende las necesidades de su vehículo específico, puede asegurarse de que su vehículo eléctrico mantenga un rendimiento óptimo durante muchos años. Según datos de Bloomberg New Energy Finance (BNEF) , las baterías de vehículos eléctricos con estrategias de carga optimizadas pueden alcanzar fácilmente una vida útil de 10 a 15 años, superando con creces las expectativas de la mayoría de los consumidores.