Cómo comprobar el estado de la batería de un eléctrico con una estimación de capacidad

Un trayecto puede ayudar a estimar la energía disponible en el intervalo de porcentaje de batería mostrado por un vehículo eléctrico. Con lecturas coherentes y una referencia adecuada, las estimaciones repetidas permiten seguir los cambios en la energía disponible.

Qué mide la estimación

El método divide el consumo de energía indicado por el ordenador de viaje entre la fracción utilizada del estado de carga (SOC) mostrado. Estima la energía que representa todo el intervalo mostrado de 100–0% en las condiciones de ese trayecto.

Su principal supuesto es que cada punto porcentual mostrado representa una parte igual de energía. El SOC describe la carga eléctrica, mientras que la energía también depende de la tensión. La tensión cambia durante la descarga y el cuadro aplica la correspondencia propia del vehículo, por lo que los porcentajes mostrados no tienen por qué seguir la energía de forma lineal. Analog Devices: SOC and SOH estimation

Las mediciones compartidas pueden producir errores relacionados, por lo que la coincidencia entre lecturas no verifica de forma independiente la capacidad de la batería. El capítulo Battery Management System explica cómo estima el vehículo el estado de la batería.

Comparar el resultado con un valor correspondiente de batería nueva proporciona una estimación de la retención de energía. State of Health (SoH) también puede describir la capacidad de entregar potencia, que este trayecto no mide. Una evaluación de diagnóstico comprueba los fallos por separado de la retención de capacidad y potencia. Los mecanismos de pérdida de capacidad y reducción de potencia se tratan en Battery Degradation.

Elegir las lecturas y la referencia

Utiliza un registro de viaje que abarque todo el trayecto. Consulta el manual para saber qué incluye la cifra de consumo, especialmente la climatización del habitáculo, la calefacción o refrigeración de la batería y el uso con el vehículo estacionado. Una media de la distancia recorrida recientemente no representa un trayecto más largo.

Las lecturas de energía y SOC deben abarcar el mismo periodo. Por ejemplo, el manual estadounidense del Tesla Model Y distingue la energía utilizada al conducir de la utilizada al estacionar. Combinar una cifra de energía solo de conducción con una caída de SOC que incluye un estacionamiento prolongado deja parte del consumo fuera del cálculo. Tesla US Model Y manual: energy use while driving and parked

Para obtener un porcentaje de retención de energía, establece una referencia de batería nueva para la misma versión y el mismo intervalo energético:

• Identifica la configuración exacta de la batería y cualquier cambio de software que afecte a su energía accesible.
• Comprueba los límites inicial y final de la referencia. La capacidad bruta, la capacidad neta y la energía del intervalo mostrado de 100–0% son magnitudes diferentes.
• Confirma si la referencia incluye energía disponible por debajo del 0% mostrado y si sus condiciones de medición son comparables.

EVKX define la capacidad neta como toda la energía accesible al conductor desde el 100% mostrado hasta que se detiene la propulsión, incluida cualquier reserva accesible por debajo de cero. Este cálculo basado en un trayecto extrapola únicamente el intervalo mostrado de 100–0%. El capítulo Battery Buffer and Usable Capacity explica ese límite; Gross and Net Battery Capacity define los principales términos de capacidad.

Si no hay una referencia adecuada, conserva la estimación en kWh y compara trayectos similares a lo largo del tiempo. Un trayecto anterior puede servir de referencia personal, pero representa el estado de ese vehículo en esa fecha, no necesariamente su estado nuevo.

Registrar un trayecto y calcular la energía

Elige un recorrido con opciones de recarga convenientes y reserva suficiente para cambios meteorológicos y de ruta. Un intervalo de SOC más amplio reduce el efecto relativo del redondeo, pero no existe un intervalo mínimo universal que garantice la exactitud. Empezar al 100% es opcional; no conduzcas hasta acercarte a la desconexión de la propulsión para completar la comprobación.

1. Sigue las indicaciones de carga del vehículo. Elige un trayecto con la batería a una temperatura de funcionamiento reproducible y sin avisos de batería o del sistema térmico.
2. Justo antes de conducir, anota el SOC mostrado y reinicia el registro de viaje para todo el recorrido.
3. Conduce normalmente. Mantén alineados el registro de energía y el intervalo de SOC durante las paradas; si se omite la energía consumida al estacionar y no puede contabilizarse, utiliza otro trayecto.
4. Una vez estacionado de forma segura al final, registra juntos SOC, distancia y consumo, antes de cargar o de un reposo prolongado. Anota también duración del trayecto, fecha, kilometraje, versión de software, temperatura ambiente y temperatura de la batería cuando esté disponible.
5. Calcula la energía indicada y divídela entre la fracción utilizada del SOC mostrado.

Para un consumo indicado en kWh/100 km:

Energía de viaje indicada (kWh) = distancia (km) × consumo (kWh/100 km) ÷ 100

Para una eficiencia indicada en millas/kWh:

Energía de viaje indicada (kWh) = distancia (millas) ÷ eficiencia (millas/kWh)

Un cambio del 90% al 20% equivale a 70 puntos porcentuales, o una fracción de 0,70:

Energía estimada del intervalo mostrado (kWh) = energía de viaje indicada ÷ ((SOC inicial − SOC final) ÷ 100)

Con una referencia correspondiente de batería nueva:

Retención de energía estimada (%) = energía estimada del intervalo mostrado ÷ referencia correspondiente nueva × 100

Estas ecuaciones utilizan la energía indicada por el vehículo. La energía facturada por un cargador puede incluir pérdidas y consumo auxiliar después de su contador, por lo que no puede sustituir a la energía de batería utilizada en el trayecto. Charging loss explica los límites de medición.

Ejemplos de cálculo

Son datos hipotéticos que muestran el cálculo, no mediciones de un modelo concreto. Ambos ejemplos suponen una referencia correspondiente de 86,5 kWh para el intervalo mostrado de 100–0% cuando la batería era nueva. Los resultados redondeados muestran la operación; no establecen una exactitud de medición de una décima de porcentaje.

Kilómetros y kWh/100 km

Un trayecto recorre 308 km con una media mostrada de 25 kWh/100 km, del 100% al 5%:

Energía indicada = 308 × 25 ÷ 100 = 77,0 kWh

Intervalo de SOC = 100 − 5 = 95 puntos porcentuales

Energía estimada del intervalo mostrado = 77,0 ÷ 0,95 ≈ 81,1 kWh

Retención de energía estimada = (77,0 ÷ 0,95) ÷ 86,5 × 100 ≈ 93,7%

La estimación queda aproximadamente un 6,3% por debajo de la referencia. Esa diferencia combina cualquier cambio permanente con los efectos de las condiciones y del error de estimación.

Millas y millas/kWh

Otro trayecto hipotético recorre 140 millas a 2,5 millas/kWh, del 90% al 20%:

Energía indicada = 140 ÷ 2,5 = 56,0 kWh

Intervalo de SOC = 90 − 20 = 70 puntos porcentuales

Energía estimada del intervalo mostrado = 56,0 ÷ 0,70 = 80,0 kWh

Retención de energía estimada = 80,0 ÷ 86,5 × 100 ≈ 92,5%

Esta estimación queda aproximadamente un 7,5% por debajo de la referencia. El trayecto comienza sin carga completa y termina con una reserva. Los ejemplos utilizan datos diferentes; no son una conversión de unidades del mismo recorrido.

Interpretar las variaciones entre trayectos

Redondeo e intervalo de SOC

Supongamos que cada extremo del SOC se redondea al punto porcentual entero más próximo. Cada lectura puede diferir hasta medio punto de la estimación subyacente, por lo que su diferencia puede tener un error de hasta un punto solo por el redondeo.

Manteniendo fija la energía indicada, utilizar un intervalo de 9 u 11 puntos en lugar de 10 cambia la energía calculada aproximadamente un +11% o un −9%, respectivamente. Utilizar 79 u 81 puntos en lugar de 80 la cambia aproximadamente un ±1,3%. Estos intervalos ilustran únicamente el redondeo; excluyen el error de estimación del BMS, el redondeo del consumo y la energía omitida.

Consumo y energía disponible

El viento, las pendientes, los neumáticos y la velocidad cambian la energía necesaria para un trayecto. Un consumo mayor no implica por sí solo una batería más pequeña: si el registro recoge la energía y el cambio de SOC la sigue correctamente, el cálculo tiene en cuenta ese consumo adicional.

La energía que falta es un problema distinto. Si un consumidor reduce el SOC pero no aparece en la energía de viaje registrada, el numerador es demasiado pequeño y la energía calculada del intervalo se subestima. Comprueba cómo contabiliza la energía el vehículo antes de añadir correcciones; no supongas un porcentaje estándar de pérdidas.

La temperatura y la tasa de descarga también pueden cambiar cuánta energía entrega la batería antes de alcanzar sus límites. El manual de ensayos de baterías del DOE especifica condiciones de temperatura y tensión y, por este motivo, separa los ensayos de capacidad, energía disponible y potencia. US Department of Energy: Battery Test Manual for Electric Vehicles

Correcciones de SOC y cambios del intervalo operativo

El BMS estima la carga a partir de mediciones y modelos. Los cambios de su estimación pueden modificar el porcentaje mostrado sin añadir energía ni restaurar capacidad de las celdas. Analog Devices: SOC and SOH estimation Anota por separado un salto inesperado del SOC o una corrección después de estacionar; no combines ese SOC posterior con la energía del trayecto anterior tratando el resultado como una prueba comparable.

El software también puede modificar el intervalo accesible. El equilibrado puede recuperar el acceso a energía limitada por niveles de carga desiguales, sin modificar la capacidad de almacenamiento perdida de las celdas. Cell balancing Registra los cambios de software y las intervenciones relevantes para no atribuir automáticamente una estimación diferente a la degradación.

Compara varios trayectos con intervalos de SOC, temperaturas y contabilización de energía similares. Conserva los resultados individuales y sus condiciones en lugar de promediar pruebas incompatibles. Una reducción sostenida en condiciones comparables ofrece un motivo más sólido para investigar que la lectura aislada más baja.

Cuándo solicitar una prueba de diagnóstico

Si un resultado inesperadamente bajo coincide con avisos de batería, cambios bruscos y repetidos del SOC o límites de potencia anormales, sigue las indicaciones de servicio del vehículo. Repetir un trayecto largo no permite descartar un fallo. El estudio de evaluación de baterías de Montes y sus colaboradores distingue las estimaciones continuas de estado de salud de las pruebas de capacidad y resistencia interna, y considera los fallos junto con la energía retenida. Montes and colleagues: assessing batteries after EV use (2022)

Cuando está disponible, una prueba del fabricante ofrece un procedimiento definido. El manual estadounidense del Tesla Model Y separa una evaluación de estado basada en el BMS de una prueba opcional de estado de la batería. En vehículos equipados con ella, la prueba puede durar hasta 24 horas conectada a AC y descargar la batería hasta el 0% mostrado mientras el vehículo permanece estacionado y enchufado. Informa de la retención de energía respecto al estado nuevo y puede recalibrar la autonomía estimada mostrada. Tesla la recomienda solo si existe preocupación por la retención de energía. Sigue todos los requisitos previos y las instrucciones del manual. Tesla Model Y Owner's Manual: High Voltage Battery Health

Para una decisión de compra, reparación o garantía, solicita un informe que identifique vehículo y batería, fecha de prueba, magnitud medida, valor de referencia, método, condiciones y fallos relevantes. Para una reclamación de capacidad, incluye el umbral aplicable de aprobado o suspenso. Antes de pagar una prueba destinada a respaldar una reclamación, confirma qué procedimiento acepta el fabricante. Battery warranty explica los requisitos separados para las garantías de capacidad y la cobertura de defectos.