El calor intenso afecta negativamente a la autonomía… y puede dar al traste con la planificación de nuestro viaje en coche eléctrico. Estos consejos son fundamentales para evitarlo.
Desde el punto de vista energético, un vehículo es un dispositivo bastante sencillo: tenemos cierta cantidad de energía almacenada… y la usamos para cubrir cierta distancia en kilómetros, una cifra que conocemos como «autonomía». Obviamente, cualquier consumo adicional de energía que no se invierta en desplazamiento va a afectar a esa autonomía. Por ejemplo, el gasto que supone el climatizador con el que combatimos el calor del verano.
En un coche dotado de un motor térmico, esta cuestión no es muy relevante. El motivo es que la cantidad de energía almacenada el en depósito de combustible de un coche es espectacularmente alta. Un depósito de 50 litros de gasolina contiene 1700 megajulios (MJ) de energía, equivalentes a unos 475 kWh. Incluso teniendo en cuenta que un motor de combustión sólo aprovecha el 35% de esa energía, estamos hablando de 166 kWh de energía utilizable para mover el coche y alimentar todos los componentes auxiliares del vehículo (como, por ejemplo, el aire acondicionado).
De esta manera, en un coche con motor de combustión, no nos parece relevante el consumo «parásito» que suponen elementos como las bombas de agua y aceite, la electrónica, el sistema multimedia, el alumbrado o la climatización, que pueden requerir quemar hasta 1,5 litros de combustible por hora. A pesar de ello, e impulsados sobre todo por las normativas de emisiones, los fabricantes tratan de reducirlo, aplicando medidas como la electrificación de todos esos componentes. Sin embargo, lo que nos preguntamos hoy es… en un coche eléctrico, ¿cómo de relevante resulta el consumo del climatizador en los días calurosos?
Los eléctricos, la climatización y el calor
El caso de los coches eléctricos es sensiblemente diferente. Un coche eléctrico «medio» tiene una batería de 65 kWh de capacidad, lo que equivaldría a contar con un depósito de gasolina de unos 20 litros. No es una comparación práctica, pero sirve para hacernos una idea de que la energía, a bordo de un eléctrico, es un recurso escaso que hay que administrar con cariño. Además, se da la circunstancia de que recargar una batería no es (a día de hoy) ni tan rápido ni tan conveniente como repostar combustible… lo cual redobla la necesidad de esa gestión cariñosa.
Durante el verano, con temperaturas elevadas, una parte de esa energía se tiene que invertir en extraer calor del interior del habitáculo mediante el sistema de climatización o HVAC (acrónimo de Heating, Ventilating and Air Conditioning). Para ello, el climatizador consume energía procedente de la batería, y ese consumo tiene un impacto negativo en la autonomía. ¿Cuál es el impacto y cómo podemos reducirlo?
El impacto del calor
El sistema de climatización de un coche eléctrico está basado en un compresor que mueve un fluido que presenta un cambio de estado a cierta temperatura y que denominamos refrigerante. En verano, este fluido se emplea para extraer calor del habitáculo y cederlo al ambiente. El proceso consiste en evaporar el fluido en un radiador situado en el interior del climatizador. Durante la evaporación, el fluido absorbe cierta cantidad de calor. Después, al ser bombeado y comprimido por el compresor, ese fluido condensa en un radiador situado en el morro del coche, cediendo el calor al ambiente. Todos los sistemas de aire acondicionado, bombas de calor y neveras se basan en este principio.
Aunque existen otros consumidores, como el ventilador o bombas de refrigerante, el consumidor principal del climatizador es ese compresor. Se trata de un componente eléctrico, alimentado con alta tensión, con un ciclo de trabajo variable (puede ajustar la potencia que consume a la cantidad de climatización demandada) y con una potencia pico de unos 4 a 5 kW.
De esta manera, el compresor del climatizador adapta su consumo de energía a la cantidad de calor que hay que bombear hacia el exterior del vehículo en cada momento. Este es el factor clave para calcular el impacto del calor exterior en la autonomía. De esta manera…
- Al encender el coche: La primera acción del climatizador al encender el coche es ajustar la temperatura del interior a la temperatura que hayamos ajustado en el sistema. Si hemos dejado el coche al sol, el climatizador va a tener que extraer todo el calor que hemos acumulado en el interior. No se trata sólo de sacar el aire caliente, sino también de enfriar todas las superficies (asientos, salpicadero, techo, etc…). Asumiendo una temperatura exterior de 27 grados y una interior de 47 grados, el calor del aire solo va a representar unos 0,02 kWh de energía, mientras que el calor de los materiales va a añadir aproximadamente unos 0,5 kWh de energía. Como resultado, enfriar el interior de un coche supone bombear 0,52 kWh de energía al exterior. Asumiendo una eficiencia del climatizador del 30%, vamos a necesitar aproximadamente 1,7 kWh de energía para climatizar el habitáculo. Traducido a autonomía, y asumiendo un consumo (en autopista y a 120 km/h) de 20 kWh/100 km, enfriar el habitáculo nos cuesta 8,5 kilómetros de autonomía derivados de un funcionamiento a máxima potencia del compresor durante un tiempo de unos 12 minutos.
- Durante la circulación: Una vez alcanzada la temperatura de confort en el habitáculo, y durante el viaje, el climatizador sigue funcionando para mantener fresco el habitáculo. Ese trabajo se traduce en extraer el calor que: 1) contiene el aire caliente que captamos del exterior del vehículo; 2) el calor que entra por conducción a través de las superficies de habitáculo y los cristales (y que es absorbido por el exterior del vehículo por fenómenos de convección y radiación); 3) el calor que entra como radiación por los cristales. Resolver el anterior problema supondría mucho tiempo y suposiciones. Sin embargo, tenemos la suerte de que muchos coches incorporan indicadores del consumo de los elementos auxiliares, de forma que podemos saber que, en un día muy soleado y caluroso, y en función de variables que analizaremos más adelante, un climatizador invierte entre 1,5 y 2,5 kW en mantener fresco el habitáculo de un coche. Eso significa que el impacto de la climatización está siendo de entre 8 y 14 km de autonomía por hora. Si nuestra velocidad media es de 115 km/h (ese suele ser el resultado de tratar de circular a 120 km/h), eso significa que tardamos 3 horas en recorrer 345 km, que es la autonomía media de un coche eléctrico. En esas tres horas de viaje entre recargas, habremos consumido el equivalente a entre 24 y 45 kilómetros de autonomía en enfriar el coche.
Dicho en otras palabras, en el caso de afrontar un viaje en un coche eléctrico medio, similar a un Hyundai Kona EV o un Kia e-Niro EV, con una batería de unos 65 kWh de capacidad y un consumo medio de entre 18 y 20 kWh por cada 100 km, y si el coche ha estado aparcado al sol en un día de verano con una temperatura de unos 27 grados, podemos esperar que nuestra autonomía habitual se reduzca entre 32 y 50 kilómetros por el consumo del climatizador.
De hecho, y si tienes un coche eléctrico, no tienes más que subirte al coche y comprobar las cifras de autonomía estimada que muestra el ordenador de a bordo con el sistema de climatización encendido y apagado… aunque obviamente, los ordenadores de a bordo pueden ser más o menos astutos y conservadores a la hora de mostrar estas variaciones.
Cómo reducir el impacto del calor en la autonomía
En los cálculos anteriores hemos aludido a un montón de variables y, aunque pueda haber parecido abrumador, lo hemos hecho por un buen motivo: ilustrar que existen muchos factores sobre los que podemos actuar para reducir esa cifra de hasta 50 km de pérdida de autonomía con motivo del calor. Y serían los siguientes:
- Preclimatizar el habitáculo: Todos los coches eléctricos cuentan con una función que permite ajustar una hora de salida o encender la climatización a distancia mediante una aplicación. De esta manera, el habitáculo puede climatizarse empleando energía procedente del cargador en lugar de la batería. Así, al llegar al coche, el habitáculo se encuentra fresco… y ahorramos entre 1 y 2 kWh de energía de la batería en enfriarlo. Hemos ganado unos 8 kilómetros de autonomía.
- Ventilar el habitáculo: Todos tenemos la sensación instintiva de que el interior recalentado de un coche se enfría antes si se ventila con aire del exterior que si se confía la tarea al trabajo exclusivo del climatizador. En el caso de un eléctrico, hay un doble motivo para ventilar bien. Cada Wh de calor que retiremos del interior usando aire del exterior equivale a tres veces esa cifra de ahorro en energía de la batería.
- Mantener el habitáculo frio mientras cargas: Durante las cargas rápidas en viaje, mantén el habitáculo frío mediante energía procedente del cargador. Puedes dejar la climatización encendida o poner el climatizador a funcionar a tope un poco antes de desenchufar el coche. De esta manera, el consumo de energía no repercutirá en la energía de la batería.
- Comprar un coche de un color claro, con poca superficie acristalada e interior claro: Los coches oscuros se calientan más, tanto aparcados como en circulación. Las ventanillas grandes permiten la entrada de grandes cantidades de calor por conducción (la cara interna del cristal está caliente) y radiación, lo que incrementa el trabajo del climatizador. Si está disponible, decántate por ventanillas dobles laminadas, también conocidas como «de confort acústico», porque también mejoran el aislamiento térmico. Elige ventanillas traseras tintadas o instala láminas de protección solar en las ventanillas traseras. Evita contar con techo solar y, si lo tienes, cierra la cortinilla o visera del techo solar. Eso creará una bolsa de aire aislante entre el cristal del techo y el habitáculo y ralentizará la entrada de calor.
- Elige un coche con parabrisas y techo de cristal calorífugos: Conscientes de la importancia del aislamiento, cada vez más fabricantes instalan parabrisas y techos de cristal con tratamientos que reflejan el infrarrojo (son fáciles de distinguir por una tonalidad dorada e incluso iridiscente. Estos vidrios mejoran el confort de los pasajeros y reducen la entrada de calor en el habitáculo resultando opacos al infrarrojo. Por desgracia, esas láminas de vidrio siguen actuando como grandes radiadores… de manera que lo mejor es no contar con techos de cristal y grandes parabrisas (lo sentimos, Tesla).
- Evita las horas centrales del día: Al contrario que en invierno, donde la mayor parte del calor escapa del coche por conducción, en verano la principal entrada de calor es la radiación solar. Por eso, la clave no es tanto viajar con temperaturas exteriores bajas como evitando los momentos de máxima insolación. Ten en cuenta que en los peores momentos, la insolación llega a 2 kW por metro cuadrado… y tu coche tiene 8 metros cuadrados. Gran parte de esa energía se refleja o no llega al interior (afortunadamente)… pero el resto tiene que sacarla el climatizador.
- Utiliza el modo ECO del coche o el climatizador: Conscientes del impacto que el calor tiene en la autonomía, los coches cuentan con modos de reducción de consumo de energía tanto generales como específicos para el climatizador. Estos modos reducen el consumo de energía del compresor a cambio de ceder un poco de confort en el habitáculo, y pueden ser una opción intermedia aceptable entre circular con calor o perder hasta 50 kilómetros de autonomía.
- Selecciona la posición Driver Only: Otra solución que aplican cada vez más fabricantes es dotar al climatizador de una función Driver Only, que bloque la salida de aire para el pasajero delantero y las plazas traseras. De esta manera es posible generar un pequeño micloclima fresco en torno al pasajero… sin necesidad de enfriar todo el habitáculo.
- Aprovecha la ventilación de los asientos: Los asientos ventilados son una opción fantástica para conseguir un buen confort térmico sin tanta demanda de energía por parte del sistema de climatización. Al fin y al cabo, el número mostrado en el ajuste del climatizador no es tanto una medida de la temperatura del interior como una indicación de grado de confort térmico.
- Regula una temperatura más alta en el climatizador: Por supuesto, ajustar una temperatura más alta en el habitáculo es una maniobra equivalente a levantar el pie del acelerador. A mayor temperatura, menor consumo de energía por parte del compresor.
- Compra un coche con una batería más grande: Incrementar el tamaño de la batería tiene un doble efecto benéfico. El primero y obvio es que suele aumentar la autonomía (aunque, desgraciadamente, no existe una relación lineal entre capacidad de batería y la autonomía). El segundo es que el impacto relativo de la climatización se reduce.
- Compra un coche eléctrico concebido como eléctrico: Los requisitos de aislamiento térmico nunca han puntuado muy alto a la hora de construir un coche «convencional». Al fin y al cabo, con un motor térmico, la calefacción viene «de serie», mientras que el sistema de enfriamiento solo tiene que desempeñar un buen papel durante la prueba de homologación… que se realiza en condiciones muy livianas.
Este último aspecto es muy importante. El efecto del calor y el frio puede combatirse aislando bien el coche e instalando un sistema de climatización más eficiente. Y eso es algo que se hace al diseñar un coche eléctrico partiendo desde cero porque los requisitos de aislamiento tanto acústico como térmico son más estrictos, y el índice de rendimiento o COP del sistema de climatización también es más importante para el fabricante, que es muy consciente de que el climatizador debería de tener un impacto casi imperceptible en la autonomía.
Como consecuencia, los coches «electrificados», que derivan de un coche convencional, suelen venderse con sistemas de climatización mejorables, incluso desprovistos de bomba de calor (sistema que permite al aire acondicionado circular «marcha atrás» para introducir calor en el habitáculo durante el invierno).
¿Y el calor de la batería?
La batería es otro elemento que puede tener necesidades de refrigeración en verano. De hecho, todas las baterías cuentan con su sistema de climatización, generalmente mediante la circulación de líquido refrigerante.
Sin embargo, no hemos incluido la refrigeración de la batería en nuestros condicionantes sobre la autonomía por tres motivos. El primero es que suele ser un componente que, durante el funcionamiento convencional, se refrigera de manera pasiva (utilizando un radiador específico y aire del exterior) de manera que se mantenga a una temperatura de, como máximo, 40 grados.
La segunda es que no tenemos ninguna manera de controlar su climatización, que es completamente automática… salvo en un caso. Ese caso es el del acondicionamiento para la recarga rápida. Este acondicionamiento, que consiste en el calentamiento de la batería, no debería de afectar al cálculo de la autonomía, ya que la energía consumida en el mismo se repone rápidamente durante la recarga. Además, resulta más relevante durante el invierno que en verano.
El tercero es que las temperaturas veraniegas no afectan negativamente a la capacidad de la batería. De hecho, una batería tiene una vida feliz, y ofrece un excelente rendimiento, tanto en términos de capacidad como de potencia entregable, cuando se encuentra entre los 25 y los 35 grados.
También es cierto que, durante su funcionamiento, la batería genera calor, que ese calor pasa al circuito de refrigeración de la batería, y que los modernos sistemas de climatización pueden utilizarlo para climatizar otros componentes pasándolo de un sistema a otro mediante intercambiadores de calor. Sin embargo, y de nuevo, el calor de la batería no resulta muy útil para refrigerar el habitáculo en verano.
Finalmente, muchas baterías son capaces de regular su temperatura interna incluso estando el coche estacionado. Por ejemplo, hay baterías que son capaces de protegerse del calor excesivo utilizando el sistema de climatización del coche y aun estando el coche aparcado. De esta manera, la batería evita un envejecimiento prematuro. Este consumo pertenece a los denominados «consumos fantasma», que se producen sin estar nosotros en el coche ni ser conscientes de ello. Este consumo no afecta a la autonomía durante el viaje, pero sí puede reducir el nivel de carga con el que se inicia el viaje. Por ello (y para proteger la vida de la batería, y del coche en general) no es recomendable dejar coches eléctricos aparcados al sol durante largos periodos de tiempo y en climas muy cálidos.
La opinión de Autofácil…
Como has visto, el impacto del aire acondicionado en la autonomía de un coche eléctrico no es tan dramático como cabria esperar. Estamos hablando de entre 30 y 50 kilómetros… o entre un 10% y un 15%. No obstante, es un asunto candente (perdón por el chiste) porque, en los coches «convencionales», ese impacto no resultaba muy perceptible. Y porque hay gasolineras por todas partes.
En el caso de los eléctricos, no hay un problema con el consumo de la climatización como con la densidad de puntos de carga. Si hubiera electrolineras por todas partes, este artículo trataría sobre el tiempo que se tarda en compensar el sobre-consumo del aire acondicionado (spoiler: se mediría en segundos) y no sobre la reducción de autonomía que supone su empleo.
En cualquier caso, te recomendamos que no te preocupes por la perdida de autonomía en verano… porque es en invierno, durante los días más fríos, cuando las cosas pueden llegar a ponerse de verdad interesantes. En esas condiciones, sin bomba de calor, con un mal aislamiento térmico, partiendo de una batería helada y un interior todavía más gélido, en Autofácil hemos llegado a ver mermas de autonomía de hasta el 35%. Escribiremos sobre ello… pero no en agosto. ¡Buen viaje!
Escrito por: Álvaro Sauras
Fuente:: Autofácil
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