A estas alturas, todos sabemos que el futuro del transporte por carretera -al menos a corto plazo- pasa por los vehículos eléctricos. De hecho, se prevé que los vehículos enchufables representen el 23% de las ventas mundiales de turismos nuevos en 2025, frente a algo menos del 10% en 2021, según el informe Perspectivas del Vehículo Eléctrico 2022 de Bloomberg NEF.

A pesar de las crecientes tendencias y de las predicciones cada vez más insistentes, todavía quedan algunos obstáculos importantes que superar antes de que los VE se adopten plenamente y sustituyan a los vehículos con motor de combustión interna. Podría decirse que el mayor de estos obstáculos es el enrutamiento de los vehículos eléctricos.

Aunque en principio no parezca tan diferente, una vez que se entra en los detalles, se comprueba que las rutas de los vehículos eléctricos son mucho más complicadas que las de los vehículos tradicionales. Hay una serie de factores dinámicos y mecánicos complejos que entran en juego e interactúan entre sí de diversas maneras para influir en la duración y el rendimiento de la batería de los VE y, por tanto, en las rutas. Veamos algunos de ellos.

1. Estaciones de carga

Las estaciones de carga de los vehículos eléctricos deben tener en cuenta una serie de consideraciones. La más obvia es la distribución y la cobertura, es decir, el número de estaciones de recarga, dónde están situadas y cómo de accesibles son para los propietarios de VE en cualquier región o ruta.

Luego está la cuestión de la compatibilidad de los cargadores, los niveles de potencia y los tipos de conectores. En el caso de los coches eléctricos, la mayoría de los cargadores de nivel 1 (120 V) y 2 (240 V) vienen con un conector estándar que puede utilizarse indistintamente, aunque no todos. En el caso de los cargadores de nivel 3 o los cargadores rápidos de CC, la compatibilidad puede ser mucho más problemática, ya que por el momento no existe un estándar industrial. También hay que tener en cuenta que existen diferencias entre regiones; por ejemplo, en Norteamérica, el suministro eléctrico suele ser monofásico o bifásico, mientras que en Europa, la electricidad trifásica es mucho más común.

Un detalle que a menudo se pasa por alto sobre las estaciones de recarga de VE en algoritmos de encaminamiento es la disponibilidad de varios métodos de pago. Pagos sin contacto, tarjetas de débito o crédito, aplicaciones móviles, sitios web, tarjetas RFID registradas… las opciones son muchas, y los clientes pueden preferir unas sobre otras, por lo que un software de enrutamiento centrado en el usuario haría bien en ofrecer al conductor este filtro adicional para las estaciones de carga. El software también debería recibir actualizaciones frecuentes sobre el estado operativo de las estaciones de carga. Después de todo, lo último que uno querría en mitad de un viaje es quedarse tirado en una estación de carga fuera de servicio y sin nada más a su alcance.

Todo esto influye en cuándo, dónde y durante cuánto tiempo necesitas cargar tu VE durante tu viaje. Y aún hay más. Ni siquiera hemos arañado la superficie de cómo la velocidad de carga influye en las decisiones de ruta, o cómo determinados software de rutas pueden promover puntos de carga asociados específicos a expensas de la comodidad del usuario. El enrutamiento de VE es un problema complejo, y sólo tiene sentido que las estaciones de carga estén en el centro de todo.

2. Características del vehículo y de la conducción

No es de extrañar que las características del propio vehículo eléctrico y la forma en que se conduce puedan tener consecuencias importantes en la duración y la autonomía de la batería y, por tanto, en el trazado de las rutas.

El peso del vehículo y, por extensión, el número de pasajeros y la cantidad de equipaje, son factores importantes a la hora de elegir la ruta. Cualquier peso extra es una carga adicional que hay que transportar, y esto pasa una factura más pesada a la batería. La velocidad de desplazamiento, la tasa de aceleración, la calidad de los neumáticos, el aire acondicionado y las condiciones del tráfico también tienen su papel en el consumo de la batería. Algunos vehículos vienen con modos de ahorro de batería y modos deportivos que complican aún más los cálculos.

Como puede ver, las variables son numerosas. Y, por supuesto, estos parámetros son dinámicos: la mayoría de ellos cambian constantemente de un viaje a otro, o incluso dentro de un mismo viaje. Un conocimiento exhaustivo de estos parámetros puede utilizarse junto con la información sobre las características de la carretera (que se analiza más adelante) obtenida a partir de los datos cartográficos para obtener una estimación razonablemente precisa del consumo y la autonomía de la batería.

3. Características de la carretera

El tipo de carretera por la que se circula tiene sus propias implicaciones en el consumo de la batería del VE. Unos datos cartográficos de mayor calidad permitirán realizar predicciones más precisas sobre la autonomía del VE y el consumo de la batería.

Como se puede imaginar, se necesita más energía de la batería para recorrer las carreteras cuesta arriba que las llanas; cuanto mayor sea la pendiente, más energía se necesitará. Curiosamente, algunos vehículos eléctricos pueden aprovechar la energía de las bajadas y utilizarla para recargar la batería en cierta medida. En estos casos, el software de rutas debe conocer la eficiencia del vehículo cuesta abajo, así como el gradiente de la pendiente para tener en cuenta la recuperación de energía y proyectar información precisa sobre la autonomía en consecuencia.

También deben tenerse en cuenta diversas características de la carretera, como curvas cerradas, cruces, semáforos y badenes, que provocan cambios en la velocidad y la aceleración, ya que están relacionados con los patrones de consumo. Las condiciones del firme y la fricción también entran en juego en cierta medida. Los datos sobre perfiles de velocidad, patrones de flujo de tráfico actuales e históricos, etc. pueden aprovecharse para mejorar aún más la precisión de las predicciones de autonomía.

4. Características de la batería

El rendimiento de las baterías de los VE puede verse influido por una serie de factores, desde la edad, la capacidad y la temperatura de la batería hasta la resistencia interna, la composición química y el estado de carga. Todos estos factores tienen sus propios efectos en la forma en que la batería obtiene, retiene y agota la carga, y deben tenerse en cuenta en un sistema preciso de cálculo de la autonomía de los VE.

En términos de recarga de baterías de VE, la potencia tiende a ser máxima cuando la batería no tiene carga, y disminuye gradualmente a medida que la batería se llena. Esto significa que, normalmente, durante las primeras etapas de la carga, el nivel de la batería aumenta con bastante rapidez, y el ritmo de carga se ralentiza a medida que continúa.

Esto aumenta aún más la complejidad de la ruta óptima para un viaje de larga distancia. Como resultado de la variación en la potencia de carga, las permutaciones y combinaciones de estrategias y secuencias de carga factibles en una ruta bien conectada son casi infinitas.

5. El tiempo

Las baterías de los VE no aguantan bien en condiciones meteorológicas extremas, ni de frío ni de calor. En entornos especialmente fríos, el vehículo pone en marcha una serie de sistemas auxiliares, como la calefacción del habitáculo, que de otro modo no serían necesarios. Según un estudio de la AAA, sólo el uso del aire acondicionado para calentar el habitáculo puede reducir la autonomía de los vehículos eléctricos hasta en un 41%. Dependiendo de su composición química, el frío puede afectar en distinta medida a la resistencia interna de la batería y alterar así su rendimiento. El frío extremo también tiene el potencial de reducir permanentemente la capacidad máxima de la batería y, lo que es peor, a veces dejarla rota, inutilizable y sin posibilidad de reparación.

Las altas temperaturas pueden ser igual de perjudiciales, si no peores, para las baterías de los vehículos eléctricos. De nuevo, dependiendo de la composición química de la batería, el calor puede degradar su rendimiento en distintos grados. Lo más peligroso es que el calor extremo puede incluso desencadenar reacciones químicas no deseadas dentro de la batería, que pueden producir gases que se acumulan y acaban desfigurando la estructura de la batería hasta el punto de averiarla. En los casos más catastróficos, esto puede provocar explosiones.

Ignorando los casos extremos en los que las baterías fallan por completo, lo ideal sería que el software de trazado de rutas para vehículos eléctricos fuera capaz de tener en cuenta los efectos de las temperaturas ambientales actuales e históricas sobre la autonomía y la esperanza de vida de las baterías.

A primera vista, el trazado de rutas para vehículos eléctricos puede no parecer muy distinto del de los vehículos tradicionales con motor de combustión interna: es probable que sea prácticamente lo mismo, con la única complicación añadida de calcular en qué estaciones de recarga hay que parar y durante cuánto tiempo.

Aunque esto es cierto en cierto modo, se trata de una simplificación excesiva, y pocos aprecian la verdadera complejidad y complejidad de las rutas de los vehículos eléctricos. La lista de factores que intervienen en este artículo no es ni mucho menos exhaustiva, pero puede servir como punto de partida para comprender hasta qué punto es complejo el problema de las rutas de los vehículos eléctricos.