¿Cuánto duran las baterías de los vehículos eléctricos?

El estado de la batería del vehículo eléctrico hace referencia a la condición y capacidad de rendimiento con el paso del tiempo de la misma. Mide qué tan bien la batería conserva su capacidad de almacenar y entregar energía en comparación con su capacidad original. Mantener un buen estado de la batería es fundamental para los propietarios de vehículos eléctricos, ya que garantiza una autonomía, eficiencia y rendimiento general óptimos del vehículo (en inglés).

Pero, ¿cuánto tiempo duran estas baterías en el mundo real? Al analizar los datos de 10 000 vehículos eléctricos, descubrimos patrones, factores y datos que nos permiten tener una imagen más clara de la longevidad de las baterías de los vehículos y cómo podemos aprovechar al máximo nuestras baterías.

¿Cuánto duran las baterías de un vehículo eléctrico?

Cuando analizamos el estado de la batería de un vehículo eléctrico en el 2019, descubrimos que las baterías se degradaban, en promedio, a una tasa del 2,3 % por año. Sin embargo, un nuevo análisis del 2024 revela una mejora significativa: Las baterías de los vehículos eléctricos ahora se degradan en un promedio del 1,8 % por año. Esta mejora destaca los avances continuos en la tecnología y la durabilidad de la batería.

Según la investigación de Geotab, las baterías de los vehículos eléctricos podrían durar 20 años o más si la degradación continúa con esta tasa mejorada. Esto es especialmente alentador para los operadores de flotas que se enfrentan a la presión de reducir las emisiones de CO₂.

La transición a los vehículos eléctricos es la manera más eficaz de reducir las emisiones, y los datos telemáticos (en inglés) ofrecen las ideas necesarias para abordar las dudas constantes sobre el reemplazo de vehículos con motor de combustión interna (ICE) por vehículos eléctricos.

Datos recientes de Geotab (en inglés) muestran la siguiente información:

• Hoy en día, el 75 % de los vehículos comerciales ligeros se podría reemplazar por vehículos eléctricos comparables.
• Un vehículo eléctrico podría ahorrar USD 15 900 por vehículo durante su vida útil.

¿Los vehículos eléctricos pierden autonomía con el tiempo?

Sí, los vehículos eléctricos pierden autonomía con el tiempo debido a la degradación de la batería. Sin embargo, con una tasa de degradación promedio de solo el 1,8 % por año, los vehículos eléctricos deberían retener la mayor parte de su autonomía durante más de una década, lo que garantiza su practicidad y valor a largo plazo.

¿Cuáles son los factores comunes que afectan la vida útil de la batería?

Los vehículos eléctricos modernos a batería (BEV) y los vehículos híbridos eléctricos enchufables (PHEV) usan principalmente baterías de iones de litio, conocidas por su eficiencia y durabilidad. Sin embargo, existen varios factores que influyen en la duración de estas baterías y en por qué su autonomía puede disminuir con el tiempo:

• Edad: Todas las baterías se degradan con el tiempo, lo que reduce la capacidad.
• Temperatura: El calor o el frío extremos aceleran el desgaste, lo que resalta la importancia de la gestión térmica.
• Estado de carga de funcionamiento: Mantener la carga entre el 20 % y el 80 % minimiza la exigencia.
• Carga de CA en comparación con carga de CC: La carga rápida de CC frecuente puede degradar las baterías más rápido que una carga de CA más lenta.
• Uso (ciclos de energía): Cada ciclo de carga y descarga afecta ligeramente la capacidad.
• Química de la batería: Los tipos de iones de litio, como NMC o LFP, varían en cuanto a durabilidad.
• Sistema de batería y gestión térmica: Estas funciones ayudan a mantener la eficiencia y evitan el sobrecalentamiento.

Si necesita aliviar la ansiedad por la autonomía del vehículo eléctrico, puede utilizar herramientas de diagnóstico para monitorear el rendimiento y priorizar el mantenimiento de la batería del vehículo, lo que le permitirá extender su vida útil.

¿Hay diferencias en la vida útil según el fabricante, el modelo y el año? 

Sí, la vida útil de la batería de un vehículo eléctrico varía según el fabricante, el modelo y el año del vehículo. Dos factores clave que influyen en esto son la química de la batería y el sistema de gestión térmica. Las diferentes químicas de iones de litio responden de maneras únicas al estrés, y las técnicas de enfriamiento basadas en aire o líquido pueden afectar significativamente las tasas de degradación.

¿Qué es mejor para la duración de la batería de un vehículo eléctrico: el enfriamiento con líquido o el enfriamiento con aire?

Los sistemas de enfriamiento con líquido son mejores para la duración de la batería de los vehículos eléctricos que los sistemas de enfriamiento mediante aire pasivo. Como puede ver en la Figura 1, el modelo S del 2015 de Tesla, que utiliza refrigeración con líquido, tiene una tasa de degradación promedio del 2,3 %. Por el contrario, el Nissan Leaf del 2015, con enfriamiento mediante aire pasivo, muestra una tasa mucho mayor, del 4,2 %. 

Estos datos destacan cómo los sistemas de gestión térmica robustos pueden ralentizar en gran medida la degradación de la batería.

Figura 1: Comparación de la degradación de la batería del modelo S del 2015 de Tesla (enfriamiento con líquido) frente al Nissan Leaf del 2015 (enfriamiento mediante aire pasivo).

¿En qué consiste la degradación de la batería de los vehículos eléctricos?

La degradación de la batería de los vehículos eléctricos es un proceso natural que reduce de forma permanente la cantidad de potencia que una batería puede almacenar o suministrar. Por lo general, las baterías de los vehículos eléctricos pueden suministrar más potencia de la que los componentes de los motopropulsores pueden soportar. Como resultado, la degradación de la potencia rara vez se observa en los vehículos eléctricos, y solo importa la pérdida de la capacidad de la batería para almacenar la potencia.

La condición de la batería de un vehículo eléctrico se denomina estado (SOH, por sus siglas en inglés). Las baterías comienzan su vida útil con el 100% de su SOH y, con el tiempo, se deterioran. Por ejemplo, una batería de 60 kWh que tiene un 90 % de su SOH actuaría eficazmente como una batería de 54 kWh.

¿Las baterías de los vehículos eléctricos se degradan?

Sí, al igual que todas las baterías, las baterías de los vehículos eléctricos se degradan. Sin embargo, en promedio, las baterías de los vehículos eléctricos exhiben altos niveles de salud sostenida, y las tasas de degradación de la batería están mejorando en los modelos más nuevos.

En nuestra última investigación, se descubrió que, en promedio, las baterías de los vehículos eléctricos se degradan en un 1,8% por año. La última vez que analizamos la degradación de la batería en el 2019, hallamos una tasa de degradación anual promedio del 2,3 % (que ya era bastante buena). Consulte la Figura 2 a continuación para conocer las tasas de degradación de la batería de los modelos de 11 vehículos eléctricos (en inglés) analizados.

Figura 2: Tasas promedio de degradación de la batería para los modelos de vehículos eléctricos seleccionados durante cinco años

¿La degradación de la batería es lineal? 

Si bien en nuestro análisis se muestra una degradación más o menos lineal, como regla general, se espera que la duración de la batería de los vehículos eléctricos se deteriore de manera no lineal: hay una caída inicial, que sigue disminuyendo, pero a un ritmo mucho más moderado. Hacia el final de la vida útil de la batería, los conductores pueden esperar ver una caída significativa final en el estado, como se muestra en el siguiente gráfico.

Figura 3: Curva de degradación esperada de la batería

¿Cómo afecta la temperatura la degradación de la batería?

La temperatura cumple una función importante en la degradación de las baterías. Las baterías de vehículos eléctricos expuestas a calor extremo se degradan más rápido que las de los climas más fríos. Por ejemplo, un vehículo eléctrico en Arizona tendrá una duración de batería diferente a la del mismo modelo conducido en Noruega.

Para estudiar esto, agrupamos los vehículos por clima:

• Templado: Menos de cinco días al año por encima de los 27 °C (80 °F) o por debajo de los -5 °C (23 °F)
• Cálido: Más de cinco días al año por encima de los 27 °C (80 °F)

Figura 4: Las baterías expuestas a días calurosos se degradan más rápido que las expuestas a climas templados.

Como se muestra en la Figura 4, los vehículos eléctricos que se utilizan en climas cálidos experimentan una disminución más rápida de la batería. Esto es preocupante para las flotas que operan en zonas de alta temperatura, pero la adopción de estrategias de mantenimiento de la batería de los vehículos eléctricos puede ayudar. Las prácticas como la optimización de los hábitos de carga de los vehículos eléctricos y la utilización de sistemas de gestión térmica son esenciales para mantener la batería de un vehículo eléctrico en buen estado.

 ¿El uso alto del vehículo afecta la degradación de la batería?

Sorprendentemente, nuestra investigación reveló que los vehículos eléctricos de alto uso no presentan una degradación de la batería mucho mayor que los vehículos de uso más bajo. Esto es una noticia alentadora, ya que los vehículos eléctricos ofrecen un mejor valor cuando se los conduce con mayor frecuencia.

¿Cuál es la conclusión clave? Puede usar sus vehículos eléctricos con confianza en ciclos de servicio de alta demanda sin preocuparse por el desgaste acelerado de la batería, siempre que se mantengan dentro de su rango de conducción diaria. Sin embargo, el uso frecuente de la carga rápida de CC para vehículos de alto uso puede contribuir a una degradación más rápida.

Figura 5: Los vehículos de uso alto y bajo presentan niveles similares de degradación de la batería. 

¿Cómo afectan los métodos de carga el estado de la batería?

En nuestro análisis no se mostró un efecto significativo en las tasas de degradación cuando se compararon vehículos de alto uso y de bajo uso, al controlar el uso de carga de CC. 

Sin embargo, al analizar el mismo modelo de vehículo en una situación de alto uso expuesta a diferentes climas y potencias de carga, observamos una fuerte correlación entre los climas de temperaturas elevadas, la frecuencia del uso de carga de alta potencia y la disminución de la batería.

Pudimos observar el nivel de carga predominante utilizado con los vehículos eléctricos en nuestro sistema. Las estaciones de carga de vehículos eléctricos de América del Norte se clasifican en tres tipos comunes:

• Nivel 1 de CA (120 voltios): un tomacorriente regular en el hogar en América del Norte
• Nivel 2 de CA (240 voltios): típico para la carga en el hogar o la flota
• Carga rápida de corriente continua (DCFC, por sus siglas en inglés): para recargas más rápidas

Existe una diferencia observable en el estado de la batería entre los vehículos que se cargan habitualmente en el Nivel 2 en comparación con aquellos que utilizaron el Nivel 1, pero en términos estadísticos, la diferencia no es significativa.

Figura 6: Degradación de la batería de vehículos que se cargan principalmente en el Nivel 1 en comparación con el Nivel 2.

Por otro lado, el uso del equipo DCFC parece afectar significativamente la velocidad a la que se degradan las baterías. La carga rápida de una batería implica que las corrientes altas producen altas temperaturas, dos factores que son exigentes para las baterías. De hecho, muchos fabricantes de automóviles sugieren que los conductores y los administradores de flotas limiten el uso de la carga rápida de CC para prolongar la vida útil de la batería de sus vehículos eléctricos.

A continuación, observamos todos los vehículos eléctricos a batería que operan en condiciones de clima cálido según la frecuencia con la que utilizaron un DCFC: nunca, ocasionalmente (0-3 veces al mes) o con frecuencia (más de 3 veces al mes).

Figura 7: La degradación de la batería parece estar muy correlacionada con el uso del DCFC en vehículos en climas de temporada o cálidos.

¿Cómo afecta el estado de carga la vida útil de la batería de un vehículo eléctrico?

El estado de carga (en inglés) hace referencia a la cantidad de energía que mantiene la batería de un vehículo eléctrico en comparación con su capacidad total. Una batería cargada por completo se encuentra al 100 % de SOC, mientras que una batería descargada por completo se encuentra al 0 %. Sin embargo, la carga "utilizable" suele ser menor debido a los búferes de carga, que se implementan para proteger el estado de la batería.

Operar una batería casi llena o vacía puede degradar su vida útil, por lo que los fabricantes de automóviles añaden búferes para evitar niveles de carga extremos. Estos búferes limitan la capacidad de carga a través de la configuración del fabricante, lo que garantiza que la batería no alcance sus niveles de carga máximos o mínimos con frecuencia.

Figura 8: Los búferes de protección de la batería controlan la ventana del estado de carga utilizable de un vehículo eléctrico.

Muchos vehículos eléctricos modernos, como los Tesla, pueden ajustar el tamaño del búfer a través de actualizaciones de software inalámbricas, lo que mejora la duración de la batería. Algunos fabricantes también permiten a los usuarios establecer un límite de carga personalizado (por ejemplo, detenerse en un 75 % en lugar de un 100 %), lo que ayuda a prolongar aún más la vida útil de la batería.

¿Cómo influye el efecto del búfer en la duración de la batería?

El efecto del búfer está diseñado para proteger las baterías de los vehículos eléctricos de la degradación, ya que evitan que se carguen a un nivel demasiado alto o se descarguen a un nivel demasiado bajo. Los fabricantes de automóviles utilizan estos búferes para extender la duración de la batería; los búferes más grandes reducen la energía disponible para conducir, pero producen una tasa de degradación más lenta.

Por ejemplo, el Chevrolet Volt (que está discontinuado) tenía búferes superiores e inferiores más grandes, que se ajustaban de manera dinámica a medida que la batería envejecía. Este diseño dio como resultado una degradación de la batería más lenta que la promedio, lo que demuestra el beneficio de utilizar estos búferes para extender la vida útil de la batería.

Figura 9: Degradación de la batería con el tiempo de un Chevrolet Volt en comparación con todos los vehículos.

¿Cuántas baterías es necesario mantener en vehículos eléctricos?

Por lo general, en los vehículos eléctricos es necesario mantener dos tipos de baterías: la batería principal de alto voltaje que potencia al vehículo y una batería de 12 voltios que administra funciones eléctricas más pequeñas, como luces de alimentación, información y entretenimiento, además de los sistemas de control del vehículo. 

Si bien la batería de alto voltaje suele requerir menos mantenimiento predictivo (en inglés) debido a su diseño, la batería de 12 voltios se debe revisar regularmente, ya que puede desgastarse con el tiempo. Debe monitorear ambas baterías para asegurarse de que el vehículo funcione de manera eficiente, y algunos fabricantes ofrecen sistemas de monitoreo que ayudan a hacer un seguimiento del estado de ambas baterías.

¿Cuál es el propósito de la batería de 12 voltios en un vehículo eléctrico?

La batería de 12 voltios en un vehículo eléctrico alimenta sistemas esenciales como las luces, las ventanas eléctricas, el sistema de información y entretenimiento, y otros componentes auxiliares. Si bien no conduce el vehículo, garantiza que todos los sistemas de bajo voltaje funcionen correctamente, incluso cuando el vehículo está apagado.

 ¿Qué sucede con las baterías de los vehículos eléctricos cuando se agotan?

Cuando la batería de un vehículo eléctrico se agota, ya no puede almacenar ni suministrar suficiente energía para alimentar el vehículo. Según la gravedad del problema, es posible que sea necesario reemplazar la batería por completo. 

Sin embargo, muchas baterías de vehículos eléctricos están diseñadas para durar muchos años y, cuando se degradan, algunos fabricantes ofrecen programas de reciclaje para ayudar a desechar o reutilizar la batería descargada de forma segura.

Cómo mantener la batería de un vehículo eléctrico en buen estado y prolongar su vida útil

Si bien algunos factores están más allá del control de un operador, existen varias prácticas recomendadas que los conductores y los administradores de flotas pueden seguir para extender la vida útil de las baterías de los vehículos eléctricos y, por extensión, la longevidad general de estos vehículos.

Disminuya la temperatura

La exposición al calor elevado acelera la degradación de la batería, por lo que es esencial mantener los vehículos eléctricos en condiciones de temperatura moderada para garantizar una óptima salud de la batería. A estas temperaturas, las baterías pueden degradarse más lento que el promedio. Si está pensando qué vehículo comprar, considere los modelos con refrigeración con líquido para la batería, ya que ofrecen una mejor protección que la refrigeración con aire.

Observe la carga

Para mantener el estado de la batería de un vehículo eléctrico, minimice la carga rápida de CC, especialmente para las flotas que operan en ciclos de servicio de alto uso. Si los vehículos se estacionan durante la noche, la carga de Nivel 2 debe ser suficiente. 

Evite dejar vehículos con carga completa o vacía; lo ideal es mantener el estado de carga de la batería entre el 20 % y el 80 %, sobre todo durante períodos prolongados de inactividad. Si está disponible, utilice la configuración de búfer ajustable para automatizar este proceso y reserve las cargas completas para viajes de larga distancia.

Ponga estos vehículos en funcionamiento

No dude en maximizar el uso de sus vehículos eléctricos. El alto uso de los vehículos no tiene un impacto negativo en la vida útil de las baterías de los vehículos eléctricos, por lo que puede reducir el costo total de propiedad aumentando las horas en la carretera. 

De hecho, mantener los vehículos eléctricos funcionando de forma regular puede promover un estado óptimo de la batería, ya que se mantienen ciclos de carga estables y se evita la inactividad prolongada, lo que puede reducir la eficiencia. Sin embargo, tenga en cuenta que el uso frecuente de la carga de CC, especialmente en climas cálidos, puede provocar una degradación más rápida.

Preste atención a los datos de la batería del vehículo eléctrico

Los datos telemáticos son fundamentales para comprender el estado de las baterías de los vehículos eléctricos de su flota. Con las soluciones de gestión de flotas de vehículos eléctricos, puede monitorear la capacidad de la batería en tiempo real, realizar un seguimiento de las tasas de degradación y tomar decisiones basadas en datos para extender la vida útil del vehículo. Estos datos le permiten tomar medidas proactivas o correctivas, lo que garantiza que los vehículos mantengan su eficiencia y rentabilidad con el tiempo.

¿Qué es la herramienta de degradación de baterías de vehículos eléctricos de Geotab?

La herramienta de degradación de baterías de vehículos eléctricos de Geotab proporciona información valiosa sobre la manera en que estas baterías se degradan con el tiempo. La herramienta, que se lanzó por primera vez en el 2019, permite que los administradores de flotas comparen las tasas de degradación de varios modelos de vehículos eléctricos, lo que los ayuda a tomar decisiones basadas en datos con respecto a la adopción de vehículos eléctricos y la gestión de flotas (en inglés). 

Los datos utilizados en la herramienta provienen de la base de datos telemática integral de Geotab, que incluye datos de rendimiento del mundo real de una amplia gama de vehículos eléctricos en funcionamiento. 

Si bien la herramienta ofrece una vista detallada del estado y la degradación de la batería, es importante tener en cuenta que no incluye datos recopilados después del 2019. Sin embargo, esta herramienta sigue siendo vital para comprender las tendencias de rendimiento de la batería y cómo los diferentes modelos se mantienen con el tiempo. 

Esperamos que estos datos ayuden a las flotas a decidir qué vehículos eléctricos se ajustarán mejor a sus necesidades operativas y objetivos de sostenibilidad.

Para resumir, nuestros datos muestran que las baterías de los vehículos eléctricos se degradan lentamente, con una disminución promedio de solo el 1,8 % por año. Si sigue las prácticas recomendadas para la carga y el uso, puede reemplazar los vehículos de combustión interna por vehículos eléctricos que durarán mucho más allá de la vida útil del vehículo. ¿Todo listo para realizar el cambio? 

Explore cómo la evaluación de idoneidad de vehículos eléctricos (EVSA, por sus siglas en inglés) de Geotab puede permitirle identificar los mejores vehículos eléctricos para su flota y maximizar su rendimiento.