Pérdidas de carga
Las pérdidas de carga durante la carga rápida DC de alta potencia son la diferencia entre la energía entregada por la estación de carga y la energía finalmente almacenada en la batería del vehículo.
La diferencia normalmente no indica un cargador inexacto. Los cargadores DC públicos utilizan sistemas de medición regulados para la facturación, pero miden la transacción de carga, no la cantidad final de energía química almacenada en las celdas de la batería.
Parte de la energía se convierte en calor en los cables, las conexiones, el hardware del vehículo y la propia batería. Otra parte se consume deliberadamente en el calentamiento de la batería, la refrigeración, las bombas, los ventiladores, las unidades de control y otros sistemas que funcionan durante la parada.
En este artículo, pérdidas de carga incluye ambos:
- pérdidas físicas que convierten la energía eléctrica en calor
- energía auxiliar utilizada por el vehículo durante la carga
El consumo auxiliar no es necesariamente energía desperdiciada. El calentamiento y la refrigeración de la batería pueden ser necesarios para una carga rápida, segura y repetible. Sin embargo, esa energía tampoco se almacena en la batería.
Calculando las pérdidas de carga
Las pérdidas de carga normalmente se expresan como un porcentaje:
Charging loss = (Energy delivered - Energy stored) / Energy delivered
Si un cargador entrega 70 kWh y la batería almacena 66 kWh, las pérdidas de carga estimadas son:
(70 kWh - 66 kWh) / 70 kWh = 5.7%
La eficiencia de carga es la expresión inversa:
Charging efficiency = Energy stored / Energy delivered
En este ejemplo, la eficiencia de carga es aproximadamente 94.3%.
La dificultad no está en la fórmula, sino en obtener un valor preciso de la energía realmente almacenada en la batería.
Lo que mide el cargador
Un cargador DC público mide la energía eléctrica transferida durante la parada de carga. Este es el valor que se utiliza para calcular la factura y que normalmente se muestra en la pantalla del cargador o en el recibo de carga.
Es importante separar cuatro valores diferentes:
- Energía facturada es la medida por el cargador en kWh.
- Potencia del cargador es la velocidad instantánea de carga informada por el cargador en kW.
- Potencia de carga del vehículo es medida o estimada por el vehículo.
- Energía añadida a la batería normalmente debe calcularse a partir de los datos de la batería o estimarse a partir del cambio en el estado de carga.
El cargador no mide la energía química final almacenada dentro de las celdas. Por lo tanto, una parada de carga puede medirse correctamente mientras la batería almacena menos kilovatios-hora de los que informa el cargador.
Lo que muestra la pantalla del vehículo
La potencia de carga mostrada dentro del coche puede ser ligeramente inferior a la potencia mostrada por el cargador.
El cargador y el vehículo utilizan sensores y cálculos separados. El cargador mide según su sistema de medición aprobado, mientras que el vehículo calcula un valor a partir de mediciones dentro de su propio sistema de alto voltaje.
El punto exacto de medición del lado del vehículo varía entre fabricantes. Según el diseño, la potencia mostrada podría representar:
- potencia que entra en el vehículo
- potencia en el bus interno de alto voltaje
- potencia que llega al paquete de baterías
- un valor calculado por el sistema de gestión de la batería
Por lo tanto, el número mostrado en el coche no debe interpretarse automáticamente como la potencia neta que se almacena en las celdas. La resistencia interna de la batería, el consumo de gestión térmica, las cargas de bajo voltaje y otras pérdidas aún pueden producirse fuera o después del valor representado en la pantalla.
Esto explica por qué tres números diferentes pueden ser válidos a la vez:
- el cargador muestra la potencia o energía más alta
- el vehículo muestra un valor de carga algo inferior
- la batería almacena menos energía de la que cualquiera de los dos valores sugiere
Medición legal y certificación
El equipo de carga pública utilizado para la facturación comercial está sujeto a requisitos de metrología legal. El principio es comparable al de un surtidor de combustible: al cliente se le debe facturar mediante un sistema de medición que se mantenga dentro de unos límites de precisión definidos.
En la Unión Europea, la Directiva (UE) 2026/706 modificó la Directiva sobre instrumentos de medida para incluir sistemas de medición para equipos de carga de vehículos eléctricos. Entró en vigor el 9 de abril de 2026. Los estados miembros deben transponer los requisitos antes de abril de 2028 y aplicar sus medidas nacionales a partir de octubre de 2028, con disposiciones transitorias para los equipos y certificados ya comercializados.
La directiva define el punto de transferencia como el punto donde se transfiere la energía entre el EVSE y el vehículo. Aunque el medidor físico puede estar instalado dentro del armario del cargador, el sistema de medición EVSE aprobado debe tener en cuenta la energía entregada en el punto de transferencia definido. Por lo tanto, no debe suponerse simplemente que el calor del cable se añade por completo a la energía facturada al cliente.
A nivel internacional, OIML G 22 proporciona orientación que cubre los requisitos metrológicos y técnicos tanto para EVSE AC como DC, incluida la aprobación, la verificación, los ensayos, los datos metrológicos y el comportamiento completo del sistema de medición.
En Estados Unidos, el NIST Handbook 44 incluye especificaciones y tolerancias de precisión para sistemas de suministro de combustible para vehículos eléctricos. El NIST también publica procedimientos de ensayo para evaluar el equipo de carga de vehículos eléctricos minorista frente a esos requisitos.
Estas normas garantizan que la transacción comercial se mida de forma justa. No significan que cada kilovatio-hora facturado se almacene en la batería del vehículo.
Dónde se producen las pérdidas de carga
Durante la carga HPC, la estación de carga convierte la CA de la red en potencia DC controlada y la suministra al sistema de alto voltaje del vehículo. El cargador AC a bordo del vehículo se omite, pero siguen existiendo varios otros puntos de pérdida y consumo.
Los principales contribuyentes son:
- resistencia del cable y del conector
- resistencia de la entrada del vehículo y de los contactos
- contactores, barras colectoras, sensores y cableado de alto voltaje
- conversión de voltaje cuando es necesaria
- resistencia interna en las celdas de la batería
- calentamiento y refrigeración de la batería
- bombas de refrigerante, ventiladores, válvulas y compresores
- gestión de la batería y otros componentes electrónicos de control
- suministro DC/DC para el sistema eléctrico de bajo voltaje
Las diferencias causadas por el redondeo del SoC o por las estimaciones de capacidad no son pérdidas físicas de carga. Son fuentes de incertidumbre al intentar calcular la pérdida a partir de datos de carga disponibles públicamente.
Pérdidas en el cable y el conector
La alta corriente genera calor en los conductores y en los contactos eléctricos. Por ello, los cables HPC suelen estar refrigerados por líquido, lo que les permite transportar varios cientos de amperios sin volverse excesivamente gruesos, pesados o calientes.
El medidor físico de energía puede estar ubicado dentro del armario de carga, antes del cable permanentemente conectado. Sin embargo, la metrología legal considera el comportamiento del sistema de medición completo y su punto de transferencia definido, no solo la ubicación del componente medidor.
Las pérdidas en el cable y el conector siguen siendo importantes desde el punto de vista técnico. Afectan a los límites térmicos, la refrigeración del cable, la eficiencia del cargador y la corriente máxima que el equipo puede soportar.
Estas pérdidas se vuelven cada vez más relevantes a 500–800 amperios. A tales corrientes, pequeños cambios en la resistencia de contacto, la temperatura del conductor, el diseño del cable y la refrigeración del conector pueden afectar materialmente a la generación de calor.
Pérdidas eléctricas del lado del vehículo
Tras entrar en el vehículo, la corriente de carga pasa por la entrada, los contactores, los sensores de corriente, las barras colectoras, el cableado de alto voltaje y posiblemente el hardware de conversión de voltaje antes de llegar a la batería.
Todo conductor y toda conexión tienen cierta resistencia. La resistencia puede ser muy baja, pero la corriente durante la carga HPC es alta.
El calentamiento eléctrico sigue esta fórmula:
Power loss = Current² × Resistance
Como la corriente está al cuadrado, duplicar la corriente produce cuatro veces la pérdida resistiva si la resistencia se mantiene sin cambios.
Para una comparación aproximada:
- 200 kW a 400 voltios requieren alrededor de 500 amperios
- 200 kW a 800 voltios requieren alrededor de 250 amperios
Esta es una de las razones por las que las arquitecturas de mayor voltaje son útiles para la carga rápida. Pueden suministrar la misma potencia con menor corriente, reduciendo el calentamiento resistivo en cables, conectores y conductores de alto voltaje.
El voltaje real de la batería cambia con el SoC y la carga, por lo que “400 voltios” y “800 voltios” son clases de arquitectura y no voltajes de funcionamiento fijos.
Pérdida interna de la batería
Las celdas de litio-ion tienen resistencia interna. Cuando la corriente de carga pasa por las celdas, parte de la energía entrante se convierte en calor en lugar de almacenarse como energía química.
La pérdida interna de la batería varía con:
- química de la celda
- formato de la celda y diseño del electrodo
- temperatura de la batería
- corriente de carga
- estado de carga
- antigüedad de la batería
- estrategia de carga del fabricante
La pérdida no es constante durante una parada de carga. Las celdas pueden generar más calor durante la carga de alta corriente, mientras que cargar cerca del SoC completo utiliza menos corriente pero tarda más.
Si la temperatura de la batería sube por encima de la ventana de funcionamiento preferida, el vehículo reduce la potencia de carga o aumenta el esfuerzo de refrigeración. Si la batería está demasiado fría, el vehículo puede usar parte de la energía entrante para calentarla.
Por tanto, dos vehículos eléctricos con la misma potencia máxima de carga anunciada pueden tener diferente eficiencia de carga y comportamiento térmico.
Consumo de energía de la gestión térmica
La carga de alta potencia también es un proceso de gestión térmica.
Durante una parada de carga, el vehículo puede hacer funcionar:
- bombas de refrigerante
- ventiladores del radiador
- compresor del circuito frigorífico
- válvulas de refrigerante
- enfriador de batería
- calentador de alto voltaje
- bomba de calor
- unidades de control de la batería y de la carga
Estos sistemas consumen energía eléctrica, pero su propósito es mantener las celdas y el hardware de carga dentro de un rango de temperatura aceptable.
El renovado Porsche Taycan ilustra la magnitud del sistema térmico necesario para una carga HPC sostenida. Porsche especifica una carga de hasta 320 kW en equipos adecuados de 800 voltios, con más de 300 kW disponibles durante hasta cinco minutos en condiciones adecuadas. Porsche también ha declarado que la placa de refrigeración revisada de la batería aumentó la capacidad de refrigeración de 6 a 10 kW.
La cifra de 10 kW describe la capacidad de extracción de calor, no necesariamente 10 kW de consumo eléctrico. Un sistema de refrigeración por refrigerante puede mover más energía térmica que la potencia eléctrica consumida por su compresor, bombas y ventiladores.
Aun así, la energía eléctrica utilizada por el sistema térmico reduce la cantidad disponible para almacenamiento durante la parada. Su efecto es relativamente pequeño mientras la batería recibe más de 300 kW, pero se vuelve más significativo a medida que la potencia de carga desciende o cuando la calefacción o la refrigeración continúan durante un periodo prolongado.
Cómo afecta la temperatura a las pérdidas de carga
Batería fría
Una batería fría generalmente no puede aceptar su potencia máxima de carga. Por ello, el vehículo puede calentar la batería antes de llegar, durante la parada de carga o en ambos momentos.
Cuando el calentamiento de la batería tiene lugar mientras está conectada al cargador, parte de la energía entregada se utiliza en el calentador y en el sistema de refrigerante en lugar de aumentar el SoC.
Esto puede hacer que la diferencia efectiva entre la energía facturada y la energía añadida a la batería sea considerablemente mayor que durante una parada con clima cálido.
El preacondicionamiento de la batería basado en la ruta puede mejorar el resultado. El vehículo usa energía mientras conduce para llevar la batería hacia su temperatura de carga preferida, lo que le permite empezar a cargar más rápidamente después de llegar. El preacondicionamiento no hace gratuita la energía de calentamiento, pero cambia cuándo y dónde se consume esa energía.
Batería caliente
Una batería caliente puede requerir refrigeración activa durante la carga. Esto puede ocurrir después de:
- conducción prolongada a alta velocidad
- conducción en montaña
- sesiones HPC repetidas
- altas temperaturas ambiente
- aceleraciones fuertes poco antes de la carga
El compresor, las bombas de refrigerante y los ventiladores del radiador pueden funcionar a alta potencia. Si el sistema térmico no puede mantener la temperatura de celda requerida, el vehículo reduce la potencia de carga.
El conductor puede notar ventiladores de refrigeración ruidosos, aire caliente saliendo del vehículo o una curva de carga por debajo del nivel esperado.
Cómo afecta el SoC a las pérdidas de carga
Las pérdidas de carga no son constantes a lo largo de la curva de carga.
Con SoC bajo y medio, una batería cálida puede aceptar una corriente muy alta. Esto produce más calor resistivo en las celdas y en los componentes de alto voltaje.
Con SoC más alto, la potencia de carga desciende y la corriente baja. Las pérdidas resistivas instantáneas pueden ser entonces menores, pero la parte restante de la parada dura más. Bombas, ventiladores, unidades de control y otros sistemas siguen consumiendo energía durante todo ese tiempo.
Cargar del 80 al 100% puede ser, por tanto, relativamente ineficiente en términos de tiempo y energía auxiliar, aunque la corriente sea menor que durante la parte de alta potencia de la sesión.
Esta es una de las razones por las que 10–80% se ha convertido en el rango más común para comparar el rendimiento de la carga rápida DC.
Estimación de la energía de la batería a partir del SoC
Las pruebas de carga suelen estimar la energía almacenada a partir del cambio de SoC y de la capacidad útil declarada del vehículo.
Por ejemplo:
80 kWh usable capacity × 70% SOC increase = 56 kWh estimated battery energy added
Si el cargador informa 59 kWh durante la misma sesión de 10–80%, la pérdida calculada sería:
(59 kWh - 56 kWh) / 59 kWh = 5.1%
Este cálculo es útil, pero no es una medición precisa.
Las posibles fuentes de incertidumbre incluyen:
- valores de SoC redondeados
- información de SoC no lineal
- temperatura de la batería desconocida
- capacidad útil que cambia con la temperatura
- gestión de la reserva superior e inferior
- envejecimiento de la batería
- calibración del BMS
- consumo auxiliar durante la sesión
- pequeñas diferencias de tiempo entre las lecturas
Por ejemplo, un cambio mostrado del 10% al 80% no demuestra que la batería haya ganado exactamente el 70.00% de su capacidad útil actual.
Por qué una parada de carga no puede medir la SOH de la batería
Un recibo de carga pública no puede utilizarse como prueba directa de capacidad de la batería o de estado de salud.
Supongamos que un vehículo eléctrico carga del 10% al 80%, y el cargador informa 63 kWh entregados. Dividir 63 kWh entre 70% sugeriría una capacidad de batería de 90 kWh.
Esa conclusión sería poco fiable porque los 63 kWh incluyen más que la energía almacenada en la batería. También pueden incluir:
- pérdidas eléctricas y de la batería
- calentamiento o refrigeración de la batería
- bombas, ventiladores y sistemas de control
- energía suministrada al sistema de bajo voltaje
- energía consumida mientras el vehículo permanece despierto
Los valores de SoC introducen incertidumbre adicional mediante redondeo, estimación del BMS, capacidad útil dependiente de la temperatura, gestión de reservas y posible recalibración.
Por tanto, una sola sesión combina demasiadas incógnitas como para aislar la degradación de la batería.
Sesiones repetidas bajo condiciones similares pueden revelar una tendencia amplia, pero aun así no equivalen a una prueba de capacidad controlada. Mejores fuentes para evaluar la SOH incluyen:
- datos del sistema de gestión de la batería
- herramientas de diagnóstico del fabricante
- pruebas repetidas y controladas de descarga y recarga
- corriente y voltaje medidos de la batería a lo largo de un ciclo definido
- tendencias a largo plazo de la capacidad útil bajo condiciones comparables
Incluso esos métodos deben tener en cuenta la temperatura de la batería, la calibración del SoC y la estrategia de reserva del fabricante.
Los kWh del cargador te indican cuánta energía entregó el cargador. No revelan directamente cuánta capacidad útil de la batería queda.
Cómo gestiona EVKX las pérdidas de carga
Las curvas de carga de EVKX se basan en la potencia de carga del lado del cargador. Esto refleja lo que experimenta el conductor en un cargador público: potencia entregada, tiempo de carga y energía suministrada por el cargador.
Para convertir la energía entregada por el cargador en energía estimada de la batería, EVKX aplica actualmente una suposición fija de 5% de pérdidas de carga.
Estimated battery energy = Charger-delivered energy × 0.95
Por ejemplo:
50 kWh × 0.95 = 47.5 kWh
Por tanto, EVKX estimaría:
- 50 kWh entregados por el cargador
- 2.5 kWh de pérdidas de carga y consumo auxiliar
- 47.5 kWh almacenados en la batería
El valor del 5% es una suposición de cálculo, no un valor medido para cada vehículo o sesión de carga.
Las pérdidas de carga reales pueden ser menores o mayores en función de:
- temperatura de la batería y del ambiente
- corriente de carga
- estado de carga
- química de la batería y diseño del paquete
- cable y equipo de carga
- actividad de gestión térmica
- consumo auxiliar del vehículo
Utilizar una suposición coherente hace que las comparaciones de carga de EVKX sean más fáciles de reproducir entre vehículos. Los valores resultantes deben interpretarse como estimaciones comparativas, no como mediciones de laboratorio de la energía de la batería.
La misma limitación se aplica a la autonomía añadida calculada por minuto. Depende tanto de la energía estimada de la batería como de un valor de consumo asumido.
Qué significan las pérdidas de carga para los conductores
Las pérdidas de carga normalmente se perciben de forma indirecta, más que como un valor separado.
Pueden aparecer como:
- más kWh facturados de lo esperado a partir del aumento de SoC
- distintas cifras de potencia en la pantalla del cargador y del vehículo
- mayor consumo de energía durante la carga en invierno
- sistemas de refrigeración ruidosos durante el calor o cargas repetidas
- mayor coste por kWh utilizable de lo que sugiere el precio del cargador por sí solo
Las pérdidas de carga son solo una parte de la experiencia práctica de carga. Para la conducción de larga distancia, la forma de la curva de carga, la disponibilidad de cargadores, el preacondicionamiento de la batería, la fiabilidad y la duración de la parada suelen ser más notables.
Sin embargo, para comparaciones detalladas de carga, la distinción entre energía entregada y almacenada es esencial. Un cargador puede ser preciso y facturar correctamente la sesión mientras la batería almacena menos energía de la que entregó el cargador.
Términos relacionados
- High-Power Charging
- DC Fast Charging
- Charging Curve
- Battery Preconditioning
- Charging Efficiency
- State of Charge
- State of Health
- Usable Battery Capacity
- Battery Thermal Management
- Legal Metrology