Cómo se calcula la autonomía WLTP de un vehículo eléctrico

La autonomía WLTP es el resultado final de una cadena de medición controlada, no la distancia recorrida en una sola vuelta de un ciclo. La cadena une una configuración definida del vehículo, la resistencia al avance, la descarga de la batería, la energía eléctrica medida y cálculos reglamentados.

WLTC es el trazado; WLTP es el procedimiento

El Worldwide harmonized Light vehicles Test Cycle, WLTC, indica al operador del dinamómetro cómo debe variar la velocidad del vehículo con el tiempo. El Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedure, WLTP, define el sistema de ensayo más amplio: clasificación del vehículo, masa de ensayo, determinación de la resistencia al avance, condiciones de laboratorio, preparación de la batería, medición, cálculos, interpolación y requisitos de conformidad.

Para los turismos de altas prestaciones que constituyen la mayoría de las comparaciones actuales de vehículos eléctricos, el WLTC de clase 3b tiene cuatro fases:

baja: 589 segundos;
media: 433 segundos;
alta: 455 segundos;
extraalta: 323 segundos.

En conjunto duran 1,800 segundos, cubren aproximadamente 23,27 km y alcanzan 131,3 km/h. La velocidad media, incluidas las paradas, es de unos 46,5 km/h. Esas cifras describen el trazado, no un límite de 23 km para el ensayo de un vehículo eléctrico. Un vehículo eléctrico de batería debe descargarse lo suficiente para determinar la energía utilizable de la batería y el consumo energético necesarios para calcular su autonomía. UNECE: UN Regulation No. 154, Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedure

La distinción también evita un error común: un valor japonés descrito como «WLTC» no tiene por qué usar la misma combinación de cuatro fases que un valor WLTP europeo. Las normas de implantación de cada mercado determinan qué fases y cálculos forman la cifra declarada.

Paso 1: definir el vehículo certificado

Un tipo de vehículo eléctrico puede tener varios tamaños de rueda, neumáticos, acabados y combinaciones de opciones. Probar todas las configuraciones posibles sería poco práctico, pero publicar un único resultado óptimo para todas sería engañoso.

Por ello, WLTP emplea familias de vehículos y, cuando se permite, interpolación. El vehículo H representa la configuración con mayor demanda energética en el ciclo dentro de una familia de interpolación; el vehículo L representa la de menor demanda. Los vehículos límite ensayados y sus resultados de resistencia al avance y energía sirven para calcular los valores de las configuraciones intermedias.

La masa depende de la configuración. El procedimiento parte de la masa del vehículo en orden de marcha y añade los elementos de carga reglamentarios para obtener la masa de ensayo aplicable. Las diferencias aerodinámicas y de resistencia a la rodadura debidas a ruedas, neumáticos y equipamiento se reflejan mediante la resistencia al avance, los datos declarados y las reglas de la familia.

Por eso dos versiones con la misma batería y motores pueden tener autonomías WLTP distintas. Una rueda mayor puede aumentar la resistencia a la rodadura, alterar el flujo de aire frontal e incrementar las pérdidas rotacionales. El equipamiento añadido puede aumentar la masa o la demanda de refrigeración. El valor certificado corresponde a una configuración definida o una posición interpolada, no simplemente al nombre de un modelo.

Paso 2: determinar la resistencia al avance

El WLTC especifica la velocidad frente al tiempo, pero no indica al dinamómetro cuánta fuerza debe vencer un vehículo concreto. Esa fuerza se determina aparte como resistencia al avance.

La configuración representada se prepara con su masa de ensayo aplicable y con los neumáticos, presión, alineación de ruedas, altura de marcha y estado aerodinámico especificados. Un método habitual es la desaceleración libre en carretera: el vehículo calentado se deja desacelerar en punto muerto o en un modo específico mientras se registran la velocidad y el tiempo. Las pasadas en sentidos opuestos y las correcciones reglamentadas reducen los efectos del viento, la pendiente, la densidad del aire y la temperatura.

El objetivo resultante suele representarse así:

F(v) = f0 + f1 × v + f2 × v²

Los términos de orden inferior contienen gran parte de la resistencia de rodadura, rodamientos y transmisión. El término cuadrático está dominado por la resistencia aerodinámica. La forma del vehículo entra así en el resultado WLTP antes de seguir el WLTC: una mayor área frontal, un coeficiente aerodinámico menos favorable, una vía de refrigeración abierta, un flujo distinto alrededor de las ruedas o una mayor altura de marcha pueden elevar la curva de resistencia.

La resistencia objetivo se traduce después en ajustes del dinamómetro. Rodillos y neumáticos ya generan cierta resistencia de laboratorio, por lo que el freno eléctrico aporta la fuerza adicional necesaria para que el sistema completo coincida con el objetivo de carretera. Una desaceleración en el dinamómetro verifica el ajuste dentro de la tolerancia prescrita. Un ventilador puede mover aire sobre el vehículo inmóvil, pero la carga aerodinámica calibrada la reproducen los rodillos, no la fuerza del ventilador. UNECE: UN Regulation No. 154, Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedure EUR-Lex: Commission Regulation (EU) 2017/1151, consolidated WLTP requirements

La resistencia al avance también es esencial para la interpolación WLTP. Los vehículos H y L delimitan las configuraciones de mayor y menor demanda admisibles, y el valor declarado de cada configuración se calcula dentro de esa familia reglamentada. Ruedas, neumáticos, equipamiento y dispositivos aerodinámicos activos deben representarse mediante las reglas aplicables de ensayo, cálculo y familia.

Una resistencia subestimada reduciría la energía de batería medida en cada fase, con el mayor efecto aerodinámico en las fases alta y extraalta. La normativa controla la preparación, el tratamiento de datos, la desaceleración y la verificación del dinamómetro porque este dato es demasiado influyente para dejarlo sin definir.

Paso 3: preparar la batería y el laboratorio

El vehículo se carga por completo mediante el procedimiento prescrito, se acondiciona y se estabiliza térmicamente antes del ensayo. El procedimiento a temperatura normal se realiza alrededor de 23 °C en condiciones controladas. La secuencia exacta incluye tolerancias, pausas y reglas de finalización; no equivale a arrancar el coche de un propietario un día cualquiera a 23 °C.

El vehículo sigue las reglas aplicables a los modos seleccionables por el conductor. Los accesorios y las cargas de climatización se controlan mediante el procedimiento, no se eligen para imitar un viaje familiar concreto. La cifra debe leerse como una comparación normalizada a temperatura de ensayo normal, no como una predicción de autonomía invernal.

Los procedimientos separados a baja temperatura están evolucionando dentro del marco normativo, pero no deben mezclarse sin indicarlo con la autonomía WLTP combinada habitual. El nombre del ensayo, la condición térmica y el tipo de valor deben acompañar a la cifra.

Paso 4: descargar la batería

La normativa contempla un ensayo convencional de ciclos consecutivos y un procedimiento abreviado para vehículos eléctricos de batería.

En el método de ciclos consecutivos, el vehículo repite la secuencia aplicable mientras cae el estado de carga. El ciclo final se trata según las reglas prescritas de interrupción y cálculo. Es un método conceptualmente directo, pero un vehículo de gran autonomía puede necesitar muchos ciclos y horas de laboratorio.

El procedimiento abreviado reduce ese tiempo conservando segmentos medidos a estados de carga alto y bajo. Su secuencia general es:

Partir de una batería totalmente cargada y acondicionada.
Recorrer el primer segmento WLTC con estado de carga alto.
Usar un segmento reglamentado a velocidad constante, de al menos 100 km/h cuando el vehículo lo permita, para extraer energía más deprisa.
Recorrer otro segmento WLTC con estado de carga bajo.
Continuar hasta el criterio prescrito de interrupción de la batería.
Recargar y registrar los datos energéticos requeridos.

La parte intermedia a velocidad constante no se contabiliza como conducción WLTC normal. Es un segmento de descarga que ahorra tiempo. Los segmentos WLTC medidos determinan el consumo del ciclo, mientras que el ensayo completo determina la energía utilizable de la batería. Las ecuaciones detalladas consideran distancia, cambio del estado de carga y segmento final incompleto. El procedimiento abreviado se creó para evitar que los vehículos de autonomía creciente recorrieran decenas de ciclos idénticos. UNECE: Development of the WLTP shortened test procedure for electrified vehicles

¿Cuándo termina exactamente el ensayo de descarga WLTP?

Que el cuadro indique 0% no es el criterio de interrupción. En el procedimiento abreviado se alcanza el final cuando el vehículo supera durante cuatro segundos consecutivos o más la tolerancia prescrita del trazado de velocidad en el segundo segmento de velocidad constante, al final del ensayo. Entonces se desactiva el acelerador y el vehículo se detiene en un máximo de 60 segundos. UNECE: UN Regulation No. 154, Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedure UNECE: Development of the WLTP shortened test procedure for electrified vehicles

Es un final operativo con una demanda de potencia definida. No significa que las celdas hayan llegado al cero electroquímico. El sistema de gestión conserva un margen protector por encima de la región dañina de baja tensión.

Si el cuadro llega a 0% antes de que el coche pierda la capacidad de seguir el trazado final, la energía de corriente continua usada después del 0% indicado sigue formando parte del ensayo medido. Si la propulsión se limita antes de extraer hasta el último vatio-hora disponible con una carga más suave, el ensayo termina con energía aún físicamente presente.

La distinción importa porque la tensión terminal cae bajo carga. Cerca del límite inferior, la batería quizá pueda mantener una marcha lenta, pero no satisfacer una mayor velocidad o aceleración. Un segmento controlado de velocidad constante cerca del corte reduce esta variabilidad frente a terminar en un punto arbitrario de un ciclo dinámico.

Paso 5: medir la energía utilizable de la batería

Durante la descarga se miden tensión y corriente continua de la batería. Integrar la potencia de corriente continua en el tiempo da la energía extraída del sistema recargable de almacenamiento según el procedimiento.

De forma simplificada:

Energía CC = integral de tensión de batería × corriente de batería a lo largo del tiempo

La energía utilizable resultante es propia del procedimiento. Depende de la condición prescrita de carga completa y del criterio de interrupción. No es automáticamente la capacidad bruta anunciada ni tiene que equivaler en todas las condiciones a la energía que el conductor obtiene entre 100 y 0 indicados.

Una energía utilizable medida por WLTP puede incluir reserva bajo el 0% indicado si el vehículo aún sigue el trazado prescrito. Excluye la energía protegida bajo el corte de propulsión. La cifra por sí sola no revela la reserva bajo cero: hace falta registrar el estado de carga indicado o los datos de gestión junto con la descarga de corriente continua.

Después se recarga el vehículo según la secuencia reglamentada. Para declarar consumo eléctrico puede medirse la energía de corriente alterna de la red, que incluye pérdidas de carga. El cálculo de autonomía usa la relación reglamentada entre energía utilizable y consumo de corriente continua del ciclo. Antes de deducir una capacidad a partir de un consumo WLTP debe identificarse si este se mide en CC o CA.

Paso 6: calcular el consumo y la autonomía

El procedimiento abreviado combina el consumo medido en los segmentos WLTC con estados de carga alto y bajo mediante la ponderación normativa. De forma simplificada:

Autonomía eléctrica WLTC = energía utilizable de la batería / consumo CC WLTC ponderado

Si la energía se expresa en kWh y el consumo en kWh/km, el cociente son kilómetros. La normativa real incluye disposiciones de fase, corrección, ponderación, interrupción y redondeo; la ecuación muestra la relación física, no sustituye el cálculo de homologación.

El valor combinado usa toda la combinación aplicable de fases. El valor urbano se deriva de las partes urbanas, principalmente las fases baja y media del ciclo de turismos aplicable. Cada valor responde a una pregunta distinta sobre el perfil de velocidad.

En una familia de interpolación, los resultados de H y L determinan el valor declarado de cada configuración. El fabricante presenta los valores, pero estos deben cumplir la relación exigida con los resultados medidos y los requisitos de validación y conformidad de la autoridad. WLTP es un sistema reglamentado de homologación, no una estimación libre del fabricante.

Por qué WLTP suele diferir de la autonomía en autopista

El ciclo contiene paradas, baja velocidad y oportunidades de regeneración. La fase extraalta alcanza velocidad de autopista, pero la ponderación completa de 30 minutos no es una marcha continua a 120 o 130 km/h. A velocidad alta constante puede dominar la potencia aerodinámica y haber poca energía de frenado que recuperar.

El ensayo a temperatura normal también excluye la demanda sostenida de calefacción del habitáculo y la batería de muchos viajes invernales. A la inversa, un vehículo eficiente puede superar su autonomía WLTP combinada en tráfico urbano denso y clima suave.

La diferencia depende del vehículo. Una regla fija como «restar 20%» elimina precisamente las diferencias que debería mostrar una comparación útil.

Cómo comparar valores WLTP

Compruebe que ambos valores:

proceden de la misma implantación de mercado y generación de ensayo;
son ambos combinados o ambos urbanos;
corresponden a la configuración pertinente de ruedas, neumáticos y propulsión;
están certificados y no son provisionales;
usan el mismo límite de medición si se compara el consumo.

WLTP es más útil como comparación controlada entre configuraciones equivalentes. Lo es menos si se trata como promesa para una ruta cuya velocidad, meteorología y cargas térmicas poco se parecen al procedimiento.