Las baterías de las E-Bikes también son como los humanos. Cuando hace mucho frío afuera, esto no pasa desapercibido para ellas. Algo ocurre con ellas. La batería que recientemente te ayudaba sin problemas a recorrer, por ejemplo, 80 kilómetros, de repente ya no llega a los 60 kilómetros. ¿Por qué se reduce la autonomía de la batería en invierno?
1.Fundamentos sobre el funcionamiento de una batería de E-Bike
2.¿Qué significa un flujo de corriente ralentizado por el frío para la batería del E-Bike?
3. ¿Batería nueva o vieja? ¿Hace la diferencia?
4. Cómo almacenar correctamente la batería de tu E-Bike en invierno
5. Consejos para montar tu E-Bike en invierno
6. ¿Se avecinan tiempos mejores?
7. ¿Vale la pena una funda protectora para la batería del E-Bike?
1.Fundamentos sobre el funcionamiento de una batería E-Bike
Para entender qué provoca el frío en la batería, es necesario recordar, aunque sea por un momento, la época escolar. La física y la química entran en juego. Probablemente no sean las materias favoritas de todos. El tema es: el circuito eléctrico. Con términos como cátodo para el polo negativo y ánodo para el polo positivo, probablemente todo encaje. Estos dos componentes pertenecen a una batería. Al descargarse, los iones de litio positivos se desplazan del cátodo hacia el ánodo para que fluya corriente eléctrica. Durante la carga, las partículas realizan un giro completo y se mueven del ánodo al cátodo.
Desafortunadamente, este proceso no ocurre en un vacío. Si fuera así, el problema del frío se resolvería rápidamente. En cambio, está vinculado a un medio llamado electrólito. Esta solución química es un secreto bien guardado por cada fabricante de baterías. Sin embargo, todos coinciden en que, a medida que bajan las temperaturas, el electrólito se vuelve más viscoso y lento. Esto dificulta el movimiento de los iones entre los polos. Este esfuerzo aumenta la resistencia interna de la batería. Como resultado, la corriente se desacelera y la batería pierde capacidad.
En las baterías modernas de E-Bike, el sistema de gestión de la batería (BMS) se asegura de que este proceso no se extienda indefinidamente. Si no existieran medidas de seguridad, el frío podría incluso destruir completamente la batería. Esto lo habrán visto en algunos smartphones, que cuentan con sistemas similares que activan un apagado automático para evitar este tipo de problemas.
2.¿Qué significa un flujo de corriente ralentizado por el frío para la batería de una E-Bike?
Los sistemas modernos de gestión de baterías (BMS) nos protegen a nosotros y a la batería de lo peor. Sin embargo, no pueden engañar las leyes de la naturaleza ni las reacciones químicas y físicas que les siguen. Como resultado, una batería comienza a perder capacidad a temperaturas inferiores a los diez grados Celsius, lo que se traduce en una menor autonomía en la E-Bike. No podemos decir con certeza si esto sucede de manera lineal, exponencial o de otra forma, ni la tasa exacta de pérdida de rendimiento. Hasta donde sabemos, no existen estudios científicos sólidos que investiguen cómo el invierno con heladas y frío afecta a la batería de un E-Bike.
La información sobre este tema proviene de investigaciones realizadas con autos eléctricos. En enero de 2024, el ADAC publicó los resultados de sus propios estudios. El artículo “Elektroauto im Winter: So wirkt sich Kälte auf Verbrauch und Reichweite aus” (Coche eléctrico en invierno: así afecta el frío al consumo y la autonomía) describió cómo se enfriaron diversos autos eléctricos a una temperatura de -7 °C para luego recorrer una distancia de prueba de 23 kilómetros en 30 minutos. Debido a las condiciones gélidas, la autonomía de los autos eléctricos se redujo en un promedio del 40%.
El efecto del frío en la batería es aún más drástico en un análisis de Geotab de 2023. El fabricante de soluciones telemáticas para vehículos estudió los datos anonimizados de 5,2 millones de viajes de 4.200 vehículos eléctricos. Cuando la temperatura bajó a -15 °C, los vehículos perdieron el 46% de su autonomía nominal.
Sí, los autos eléctricos no son lo mismo que los E-Bikes. Sin embargo, los estudios dan una idea de las pérdidas que podemos esperar. En cuanto a las baterías de E-Bikes, no importa demasiado si hablamos de las de Bosch u otros fabricantes. Un empleado no identificado de la marca de bicicletas Scott mencionó a la edición online de la revista Alpin que, a temperaturas bajo cero, se espera que la autonomía de la batería sea del 75% de su capacidad. Comparado con los estudios previos, este valor parece relativamente optimista. Como se dijo antes, el BMS responde a las temperaturas exteriores más frías y a las temperaturas internas de la batería. Normalmente, en la pantalla de tu E-Bike verás el resultado de este cálculo, lo que te permitirá confiar en esa cifra, aunque puede que te frustre verla.
3.Batería vieja o nueva: ¿Hace la diferencia?
Menos sorprendente es que el frío realmente cause más problemas a una batería de E-Bike más antigua en invierno. Aquí entra en juego el factor humano. Al igual que nosotros, las baterías también envejecen. Además de los años, la cantidad de ciclos de carga y descarga es especialmente importante. Cuanto más vieja es una batería y cuantas más veces ha sido completamente cargada y descargada, más daños se encuentran en su estructura. Otra razón por la cual la tensión eléctrica en una batería de E-Bike puede caer abruptamente cuando comienza el frío.
4.Cómo almacenar correctamente la batería de tu E-Bike en invierno
Como es bien sabido, la temperatura ideal para las baterías de iones de litio es aproximadamente de 20 grados Celsius. Lo mejor sería que le concedas a tu E-Bike unas vacaciones en un lugar con esa temperatura durante el invierno. ¿Qué tal, por ejemplo, las Islas Canarias? Para aquellos que no pueden o no quieren irse, tenemos tres consejos básicos:
- Carga la batería del E-Bike a temperatura ambiente. Cargar una batería de iones de litio en condiciones frías daña la batería de forma comprobada. Si la batería proviene del frío, deja que se aclimate adecuadamente antes de conectarla al cargador.
- Almacena la batería, ya sea dentro del E-Bike o por separado, si es posible, durante la noche a temperaturas entre 15 y 25 grados Celsius.
- Evita cambios rápidos entre frío y calor. Esto podría hacer que se forme condensación dentro de la batería. Y, como todos sabemos, los efectos de la humedad en un dispositivo electrónico no son nada buenos.
5.Consejos para montar en E-Bike en invierno
Aparte de un almacenamiento adecuado, también puedes facilitar la vida de la batería de tu E-Bike en el frío con un comportamiento de conducción ajustado a las condiciones. Hay dos factores importantes que puedes controlar: cómo manejas el motor eléctrico y qué equipamiento utilizas. Un gran beneficio desde el principio lo tienen aquellos cuyo batería está completamente integrada en el E-Bike. El marco actúa un poco como una bufanda, no solo protegiendo mejor contra el frío, sino también ayudando a que la batería se caliente más rápido durante el trayecto. Aparte de esto, hay ciertos consejos que ayudan al buen funcionamiento de la batería:
- Calienta la batería con moderación: En el frío, arranca con una conducción suave para aumentar gradualmente la temperatura de la batería. Comenzar en el nivel de asistencia más alto puede dañar las celdas de la batería.
- Una vez alcanzada la temperatura de funcionamiento, cambia a un modo de conducción más potente. Esto estabiliza la temperatura de la batería a un nivel más alto.
- Evita trayectos cortos seguidos de largos períodos de inactividad.
Aunque sigas estos consejos, algunos desafíos causados por el frío en la batería de tu E-Bike seguirán presentes. Uno de ellos es la alta resistencia a la rodadura que la nieve crea, lo que frena tu avance. Además, el deslizamiento en condiciones resbaladizas hace que el consumo de la batería aumente. Y aunque las carreteras y caminos estén despejados, los neumáticos de invierno, debido a su mezcla de goma más blanda o los clavos integrados, pueden robarte valiosas horas de autonomía. Sin embargo, estos neumáticos contribuyen a tu seguridad al conducir.
6.¿Se avecinan tiempos mejores?
Es posible que en algunos años estos consejos queden obsoletos. Con el auge de los vehículos eléctricos, la capacidad de las baterías de iones de litio para funcionar en invierno ha adquirido una nueva relevancia. En muchos rincones del mundo, los laboratorios de investigación están trabajando a pleno rendimiento y ya reportan algunos avances. Por ejemplo, investigadores de la Universidad Jiatong en Pekín y de la Academia China de las Ciencias han desarrollado una batería que, incluso a temperaturas bajo cero, puede mantener alrededor del 86 % de su capacidad de carga. Investigadores de la Universidad de California en San Diego han ido aún más allá. Un prototipo de su batería conserva aproximadamente el 88 % de su capacidad a -40 grados Celsius. Uno de los factores detrás de estos avances es el uso de un nuevo electrolito, basado en una mezcla de dibutiléter y sal de litio.
Además, se está investigando intensamente la tecnología de baterías con electrolitos sólidos. Esta tecnología reemplaza el electrolito líquido por uno sólido, y se espera que sea menos sensible al frío. Una batería de E-Bike con una celda de estado sólido podría funcionar en invierno de la misma manera que lo haría en verano.
7.¿Vale la pena una funda protectora para la batería de una E-Bike?
Hasta que estas tecnologías lleguen a las baterías de los E-Bikes, pasarán seguramente muchos años. Mientras tanto, puedes darle una capa adicional de protección a la batería de tu bicicleta. Fundas hechas de neopreno están disponibles tanto de los fabricantes de bicicletas como de especialistas como Fahrer en Berlín. El principio de este aislamiento es bastante sencillo. Mientras el motor está en funcionamiento y la batería proporciona la energía necesaria para la asistencia, se calienta. Esta energía térmica, normalmente, se disipa sin control en el ambiente, lo que significa que se pierde desde la perspectiva de la batería. Con una funda de neopreno, la batería del E-Bike mantiene una temperatura interna más alta durante el invierno, funciona mejor y, como resultado, reduce la pérdida inevitable de autonomía.
El beneficio de esta capa protectora ha sido ampliamente discutido en varios foros y canales de YouTube. Entre la gran variedad de opiniones y experiencias, creemos que estas cuatro conclusiones son bastante seguras:
- Una funda mantiene la batería menos propensa a enfriarse rápidamente durante y después del trayecto.
- La diferencia de temperatura entre montar con y sin funda es más notoria en niveles de asistencia más bajos. En modos de conducción más altos, la batería genera suficiente calor propio como para que el efecto de la funda sea menos evidente.
- A temperaturas de menos de 5 grados Celsius, la protección de la funda de neopreno aumenta significativamente.
- Si la funda y la batería se han almacenado previamente a temperatura ambiente y se colocan justo antes de comenzar el trayecto, el aislamiento térmico se mejora aún más.
Con eso, ¡que disfrutes siempre de un trayecto bien calientito!
Imágenes: Bosch eBike Systems; retyre AS