Los efectos del frío sobre las baterías de los coches eléctricos y sus consecuencias sobre la autonomía de los mismos es una preocupación de larga data entre los potenciales compradores, sean de Tesla o de cualquier otra marca. Y tiene su parte de razón. Después de todo, las bajas temperaturas sí impactan el desempeño y la recarga de los acumuladores de energía. Pero la historia tiene matices y está muy lejos de los fatalismos que intentan imponer ciertos "gurúes" del ambiente automotor.
Lo primero para mencionar es que, desde hace años, está probado que las condiciones de frío extremo reducen temporalmente la autonomía de los coches eléctricos. Esto, principalmente, porque las reacciones físicas y químicas que suceden dentro de las baterías se hacen más lentas cuando las temperaturas son muy bajas. Aunque los efectos más graves se ven cuando las condiciones climáticas son muy severas, con la presencia de nieve y hielo, por ejemplo.
Pero esa no es la única variable que afecta a las baterías de los coches eléctricos de Tesla u otras marcas. Existen muchos otros condicionantes del "mundo real", que no son exclusivos del invierno, que en este caso se suman al frío para pasarle factura a la autonomía. Hablamos de las variaciones en la velocidad de manejo, los terrenos desparejos, el uso de los sistemas de climatización del habitáculo, y hasta la degradación de la batería debido a la antigüedad del automóvil.
¿Por qué el frío afecta a las baterías de los coches eléctricos y reduce su autonomía?
Las bajas temperaturas afectan las reacciones físicas y químicas que suceden dentro de las baterías. Algo que se aprecia específicamente al hablar de conductividad y difusividad. En el caso de las baterías de iones de litio, el frío extremo provoca que el fluido electrolítico en su interior se vuelva más lento. Por ende, el proceso que mueve los iones de litio del ánodo al cátodo se ralentiza y se traduce en una caída del rendimiento que, en el caso de los coches eléctricos, deriva en una pérdida de autonomía.
Anna Stefanopoulou, directora del Instituto de Energía de la Universidad de Michigan, Estados Unidos, le explicó a Wired en 2019 que las baterías "son como los humanos". ¿En qué sentido?, te estarás preguntando. En que les gusta operar dentro de un rango de temperatura bien marcado, entre 15 y 26 grados celsius. Y que si deben funcionar por debajo de los 4 °C, o por encima de los 46 °C, dejan de ofrecer su máximo rendimiento.
Como ya dijimos, qué tan marcada será la caída en el rango de kilómetros a cubrir con la carga disponible dependerá del tipo de vehículo, las condiciones del camino (orografía, asfaltado, desniveles) y la conducción. Pero el tema ha sido largamente estudiado, y los resultados no son tan apocalípticos como muchas veces se quiere hacer creer.
En 2020, por ejemplo, la Federación Noruega del Automóvil realizó un experimento en el que midió qué tanta autonomía perdían los coches eléctricos debido a los efectos del frío sobre sus baterías. Resultados que se compararían con el alcance oficial medido a través del ciclo WLTP. El organismo tomó los 20 modelos más vendidos en el país y concluyó que, tras la prueba, habían perdido un 20 % de su autonomía, en promedio.
Vale aclarar que el estudio se realizó con conductores normales, bajo la orden de movilizarse tal como lo harían en un día cualquiera. Todos los coches habían sido cargados durante la noche bajo techo y debieron iniciar su viaje con un arranque en frío. Es decir, sin precalentar la batería ni el habitáculo.
Además, fueron utilizados con el modo Eco activado, con la calefacción en 21 °C y los climatizadores de asientos en su configuración más baja. El viaje incluyó tramos de manejo en ciudad, en autopistas y en carreteras secundarias. En todos los casos comenzó con una temperatura de 3º C. No obstante, el registro más bajo fue de -6 °C, con la mayor parte del viaje con nieve cayendo. Por último, las velocidades establecidas fueron de entre 60 y 110 kilómetros por hora.
Si nos enfocamos en los coches eléctricos de Tesla, el efecto del frío sobre sus baterías y autonomía fue consistente. En el caso del Model X, logró transitar 419,6 kilómetros con su carga completa, un 17,24% menos que su autonomía oficial de 507 kilómetros bajo el ciclo WLTP. El Model 3 hizo lo propio por 404,4 kilómetros, un 28% menos que los 560 kilómetros de alcance informados oficialmente. Mientras que el Model S se mantuvo en carrera por 469,8 kilómetros, un 22,98% por debajo de la autonomía declarada de 610 kilómetros.
Resultados que no sorprenden
Que el Model 3 haya sido el vehículo de Tesla cuya autonomía se vio más afectada por el frío, no sorprende. Después de todo, en aquel entonces el automóvil de la firma de Elon Musk aún no incluía una bomba de calor para calefaccionar el habitáculo, como sí ocurría con sus modelos hermanos. La compañía recién adoptó ese sistema en el citado coche eléctrico a partir del 2021, lo cual redujo el consumo de energía de las baterías para tal fin.
Un vídeo publicado por Bjørn Nyland a fines de 2020 demostró la mejora del Tesla Model 3 con bomba de calor, comparado con la variante de 2019, que usaba resistores para la calefacción. Las pruebas estacionarias —a cielo abierto y a 3 °C— para comprobar cuál podía calentar el habitáculo de forma más eficiente, fueron determinantes. Después de tres horas en modo acampado, el modelo de 2021 había consumido solo el 3 % de la batería. Mientras que su predecesor había gastado el 10 % de la energía disponible.
Pero la bomba de calor no fue el único cambio de Tesla para que las baterías de sus coches eléctricos funcionen mejor en climas adversos. En el caso del Model 3 de gran autonomía, con dos motores, la versión que salió a la venta en noviembre de 2021 llegó con una capacidad utilizable de batería ligeramente superior a la de su predecesor, disponible entre 2018 y octubre de 2020. Pasamos de 75.0 kWh a 82 kWh.
Esto último también permitió optimizar su autonomía real, incluso con temperaturas muy bajas. Según recoge EV Database, la conducción del citado modelo de 2018-2020 en climas fríos —donde el peor escenario contemplado era de -10 °C y con la calefacción activada— arrojaba una autonomía de 435 kilómetros en ciudad, 330 kilómetros en autopistas y 380 kilómetros en recorridos combinados. En el caso de la variante de 2021, se obtenían 455, 350 y 400 kilómetros de autonomía en los mismos escenarios y bajo condiciones idénticas.
Es cierto que dichos números representan una baja considerable al compararlos con la autonomía que se podría lograr al conducir en climas templados. Con un escenario ideal de 23 grados y sin aire acondicionado, un Model 3 de gran autonomía alcanzaría entre 660 y 700 kilómetros en ciudad. Aun así, las cifras de la conducción a bajas temperaturas siguen siendo más que suficientes para cubrir trayectos importantes en condiciones extremas.
Los efectos del frío sobre la recarga de energía
Ya se explicó que los fríos extremos afectan a las baterías de los coches eléctricos, pero también se dejan ver al momento de la recarga. Por lo general, los vehículos cuentan con sistemas de gestión que impiden que la carga de energía se realice a gran velocidad si la batería está demasiado fría. Algo que puede ser especialmente desafiante para los vehículos que suelen quedar aparcados en la calle durante las noches invernales.
Es cierto que Tesla cuenta con un sistema robusto destinado a mantener la batería en un rango de temperaturas óptimo, tanto en verano como invierno, incluso cuando no está conectado a un cargador. No obstante, tampoco es para confiarse. No olvidemos que en condiciones de frío severo, parte de la carga de las baterías puede no estar disponible a la hora de conducir. Una medida destinada a preservar la salud del acumulador. Mientras que el uso de algunas funciones como el freno regenerativo pueden verse limitadas o desactivadas hasta que se logre que el vehículo gane temperatura.
Así las cosas, la imagen queda un poco más clara. Sí, el frío afecta a las baterías de los coches eléctricos e impacta sobre su autonomía. Pero es improbable que pierdas el 75 % de la autonomía —una caída de ~500 kilómetros a solo 150 kilómetros, por ejemplo— con una carga completa. Incluso si manejas un Tesla de cierta antigüedad o bajo condiciones extremadamente desfavorables. Y sin importar lo que digan los fatalistas a la hora de abordar todo lo relacionado con la movilidad eléctrica.