¿Batería pequeña LFP o batería grande NMC, cuál elegir? El ejemplo del Kia EV2
Las baterías LFP son cada vez más comunes en los automóviles eléctricos asequibles, mientras que las versiones con mayor autonomía suelen seguir utilizando la tecnología NMC. Pero, ¿cuáles son las diferencias en su uso y cuál debería elegirse? El Kia EV2, que ofrece ambas opciones, constituye un primer caso de estudio a analizar.
Elegir entre las varias baterías disponibles para el mismo coche eléctrico solía significar simplemente decidir entre la autonomía, la posibilidad de recarga y el rendimiento en función del precio, bajo un principio sencillo: cuanto más caro, más potente es, mayor es su alcance y más rápido se recarga. Pero las reglas cambian con la llegada de las baterías LFP. Estas últimas son cada vez más preferidas por los fabricantes para los modelos «pequeños», mientras que los de mayor tamaño siguen utilizando NMC. Esto es cierto en el caso del Kia EV2, que utilizamos como ejemplo hoy, pero también ocurre con toda una nueva generación de modelos del grupo Volkswagen, como el ID.Polo, el Skoda Epiq o la Cupra Raval, así como pronto en Renault, con modelos como el R5, Mégane y Scenic a la cabeza. Y esto hace que la ecuación sea un poco más compleja.
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Tengamos en cuenta este pequeño SUV eléctrico coreano que ofrece dos capacidades de batería, 42,2 y 61 kWh, pero con dos químicas diferentes. La batería pequeña es de tipo LFP (litio-fierro-fosfato), mientras que la grande utiliza una química NMC (níquel-manganeso-cobalto). Al analizar sus características técnicas, se descubren algunos resultados contraintuitivos: la batería pequeña va asociada al motor más potente, presenta una tensión más alta y un pico de carga superior. Por el contrario, la batería grande almacena casi un 45 % más de energía solo por unos kilos adicionales.
Entonces, ¿cuál elegir?
317 o 453 km: la autonomía marca claramente la diferencia
Comencemos por lo más simple. Con sus 42,2 kWh, la batería LFP permite que el EV2 alcance hasta 317 km de autonomía según el estándar WLTP, dependiendo de la configuración. Con la batería NMC de 61 kWh, la autonomía máxima sube a 453 km. La diferencia es entonces de 136 km, lo que representa aproximadamente un 43 % más de autonomía.
Para un coche destinado principalmente a desplazamientos diarios, los unos 300 km que ofrece la batería más pequeña suelen ser suficientes para muchos conductores, sobre todo si existe la posibilidad de recargar en casa. Para convertir al EV2 en el coche principal del hogar y realizar más viajes largos, los 61 kWh resultan evidentemente mucho más interesantes.
Hasta ahora, capacidad pequeña significa autonomía pequeña y capacidad grande significa autonomía grande; es algo clásico. Pero ahí es donde las cosas se complican.
Solo hay una diferencia de 6 kg entre las dos baterías.
Probablemente sea la característica más sorprendente de los dos paquetes: la batería LFP de 42,2 kWh pesa 319 kg, frente a 325 kg en el caso de la NMC de 61 kWh. En otras palabras, solo hay 6 kg de diferencia entre ambas, aunque la segunda alberga 18,8 kWh, lo que representa casi un 45 % más de energía. Esta diferencia ilustra uno de los principales inconvenientes del LFP: su densidad energética suele ser inferior a la de las químicas NMC. Por lo tanto, con una masa o un volumen similar, esta última permite almacenar más energía.
No obstante, hay que evitar hacer una comparación directa de la densidad de las celdas a partir de estas cifras. Kia indica la masa de los packs completos, que también incluyen su estructura, su sistema de refrigeración, su electrónica y sus protecciones. La arquitectura puede ser considerablemente diferente de una batería a otra. Pero, para el conductor, la conclusión sigue siendo notable: pasar de 42,2 a 61 kWh apenas afecta la masa del EV2.
Para el fabricante, existe otro beneficio al contar con una gama de vehículos de peso más o menos similar: no es necesario adaptar las conexiones al suelo ni el sistema de frenado según la batería.
La pequeña LFP también tiene sus ventajas
¿Por qué entonces Kia utiliza LFP para su pequeña batería? Esta química posee varias ventajas, entre las cuales se encuentra una buena estabilidad térmica. Además, goza de fama por su longevidad: con características comparables, estas celdas suelen soportar más ciclos completos de carga y descarga antes de presentar una degradación significativa.
También se adaptan mejor a cargas frecuentes al 100 %, lo que permite reducir en parte la diferencia en cuanto a autonomía. Incluso es necesario, y el ordenador de a bordo lo exige regularmente, realizar una carga completa para equilibrar las celdas, un tema completamente distinto del que Soufyane abordará pronto.
Eso obviamente no significa que una batería NMC nunca deba cargarse por completo, pero dejarla durante mucho tiempo en un estado de carga muy alto tradicionalmente es menos beneficioso para su envejecimiento.
¿Por qué la batería pequeña ofrece más potencia?
Otra curiosidad: la batería pequeña del EV2 es más potente que la grande a pesar de tener un motor que se podría considerar idéntico. La primera está asociada a una potencia máxima de 107,8 kW (147 caballos de fuerza), frente a 99,5 kW (135 caballos de fuerza) con la NMC. El par motor sigue siendo el mismo, de 250 Nm. Como resultado, según las versiones, el tiempo para ir de 0 a 100 km/h es de aproximadamente 8,5 a 8,7 segundos con la batería pequeña y de 9,5 a 9,7 segundos con la grande.
¿Se vuelve aquí a las cualidades intrínsecas de la LFP frente a la NMC? Sí… pero también no. Ciertamente, la química interviene porque influye especialmente en la tensión de una celda, su resistencia interna, su comportamiento térmico y la corriente que puede soportar durante la descarga. Pero no existe una regla simple según la cual «una LFP entrega más potencia que una NMC» — ni lo contrario. Estudios que comparan celdas demuestran que el rendimiento en términos de potencia varía enormemente según la celda elegida y su diseño, más allá de la mera química.
En el caso del EV2, esto es particularmente importante porque observamos algo un tanto paradójico. Una celda NMC suele tener una tensión nominal superior a la de una celda LFP: típicamente alrededor de 3,6-3,7 V frente a 3,2-3,3 V. Sin embargo, es precisamente el paquete LFP completo del EV2 el que muestra la tensión más alta: 358 V frente a 297 V. Esto significa muy probablemente que los dos paquetes no tienen la misma arquitectura en serie/paralelo. Kia debe conectar más celdas LFP en serie para alcanzar los 358 V, mientras que la organización de la batería NMC da prioridad a la capacidad en Ah. Esto es coherente con los valores que tenemos:
LFP: 358 V × 118,2 Ah ≈ 42,3 kWh
NMC: 297 V × 206 Ah ≈ 61,2 kWh
Y es aquí donde la tensión podría realmente influir, con 147 CV frente a 135 CV. Para suministrar aproximadamente 108 kW a 358 V, se necesitan más o menos 301 A. Para generar esos mismos 108 kW a 297 V, se requerirían unos 364 A, lo que representa aproximadamente un 21 % más de corriente.
Pero esto aún no demuestra que Kia limite la versión NMC a 99,5 kW debido a sus 297 V. El paquete podría diseñarse perfectamente para soportar más corriente. La limitación puede provenir de las celdas, del BMS, del ondulador, del cableado, de la gestión térmica o simplemente de una elección de calibración por parte de Kia.
La carga rápida ofrece otro resultado que, a primera vista, parece paradójico. Kia anuncia que con la batería pequeña se alcanzan del 10 al 80 % en 29 minutos, mientras que con la grande solo se necesitan 30 minutos. ¡Una diferencia de un minuto cuando esta última almacena casi un 45 % más de energía!
La diferencia en la química también puede ayudar a explicar las curvas de carga distintas de las dos baterías, ya que las celdas LFP y NMC no presentan las mismas características eléctricas y térmicas. Pero eso no lo explica todo: al igual que con la potencia, el tipo exacto de celdas, su organización en el paquete, su refrigeración y la estrategia del BMS también son determinantes.
El caso del EV2 es una buena ilustración de esto. La pequeña batería LFP alcanza un pico ligeramente superior: 118 kW frente a 112 kW en el caso de la NMC. Sin embargo, en un rango del 10 al 80 %, nuestros cálculos basados en los datos de Kia arrojan una potencia media teórica de aproximadamente 61 kW para la LFP y 85 kW para la NMC. Por lo tanto, la batería grande debe mantener una alta potencia durante mucho más tiempo. Lo que realmente importa es la curva de carga, y por consiguiente, la potencia media mantenida durante toda la sesión. Se puede estimar con bastante facilidad a partir de los datos oficiales. Pasar del 10 al 80 % representa el 70 % de la capacidad de la batería. En el caso de la pequeña LFP:
42,2 × 70 % = 29,5 kWh
Estos 29,5 kWh se recuperan teóricamente en 29 minutos, lo que corresponde a una potencia media de aproximadamente 61 kW.
Con la gran batería NMC:
61 × 70 % = 42,7 kWh
Recuperar esta energía en 30 minutos corresponde a una potencia media de aproximadamente 85 kW. Esto cambia por completo la interpretación de las características. La gran batería muestra una potencia media teórica entre el 10 % y el 80 % aproximadamente un 40 % superior a la de la pequeña. Recupera unos 13 kWh adicionales en solo un minuto más.
Atención, estas cifras de 61 y 85 kW no son mediciones realizadas en una estación de carga, sino promedios teóricos calculados a partir de las capacidades y los tiempos anunciados por Kia. Las capacidades realmente accesibles, los buffers del BMS y las pérdidas durante la carga impiden obtener valores exactos. No obstante, ilustran perfectamente por qué el pico de carga nunca debe analizarse por separado. Una batería capaz de alcanzar brevemente un valor muy elevado no es necesariamente la que carga más rápido; una potencia menos impresionante pero mantenida durante mucho más tiempo puede dar un mejor resultado.
¿Y cuánto cuesta la gran batería?
Con una capacidad energética igual, un paquete LFP suele ser menos costoso de producir que uno NMC. La razón principal se debe a los materiales de la cátodo. El LFP utiliza hierro y fosfato, que son abundantes y relativamente económicos, mientras que en las cátodos NMC se encuentran níquel, manganeso y cobalto, que son considerablemente más caros y están expuestos a una mayor volatilidad en sus precios.
De hecho, esta es una de las razones principales del auge del LFP en los automóviles eléctricos de gama baja y media: se sacrifica parte de la densidad energética para reducir el costo por kWh. Esto permite ofrecer una batería más económica cuando la masa y el volumen no son los criterios prioritarios.
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Y finalmente es el precio el que probablemente tendrá más peso en la decisión. El Kia EV2 tiene un precio inicial de 26 670 € con la batería LFP de 42,2 kWh en la versión Light, que no está disponible con la batería más grande. En la versión Air, la batería pequeña cuesta 28 820 € y la grande 33 320 €, lo que supone un costo adicional de 4 500 €. En la versión Earth, el precio sube de 31 320 € a 35 320 €. Esta vez, la diferencia es de 4 000 €. Finalmente, la versión GT-Line, por 37 320 €, solo está disponible con la batería de 61 kWh.
Por lo tanto, con equipamientos comparables, lo esencial es preguntarse: ¿justifica para usted una autonomía máxima adicional de 136 km unos 4 000 a 4 500 € más? La respuesta depende completamente de su forma de usar el vehículo.
Entonces, ¿LFP o NMC?
En realidad, no existe una tecnología que sea sistemáticamente superior a la otra. Para un automóvil destinado principalmente a los desplazamientos diarios, la batería LFP cuenta con argumentos sólidos: es más económica, resistente y ofrece una autonomía suficiente para la mayoría de los usos. Sin embargo, el NMC mantiene una ventaja decisiva cuando es necesario transportar mucha energía sin que aumente excesivamente el peso y el volumen, lo que lo hace especialmente relevante para las versiones con gran autonomía.
El Kia EV2 demuestra sobre todo que no se debe reducir esta elección únicamente a la química. La arquitectura del paquete de baterías, la tensión, las celdas utilizadas, la gestión térmica o la estrategia de carga pueden producir resultados a veces contraintuitivos. En este caso, la pequeña batería LFP es más potente y muestra el mejor pico de carga, mientras que la grande NMC recupera mucha más energía en prácticamente el mismo tiempo. Por lo tanto, al momento de elegir, es mejor considerar el uso que se dará al coche —y todo su fichaje técnico— en lugar de las tres letras que aparecen después de «batería».