Autor: Derrick Redding, CEO Betterfrost
Los conductores en climas fríos saben que la tarea de retirar el hielo del parabrisas es una pesada realidad estacional. Abundan los trucos para ahorrar tiempo, desde rascadores y sprays descongelantes hasta el poco recomendable secador de pelo. Al final, el calor residual tradicional del motor del coche y los ventiladores son el remedio más probado, aunque eso signifique esperar (y esperar) a que el calor alcance su temperatura para derretir el hielo acumulado.
Para los ingenieros de automoción, el reto por definición de la era de los vehículos eléctricos no es la potencia bruta ni la velocidad máxima de carga, sino la gestión térmica. A medida que los vehículos pasan a arquitecturas de 800 V y baterías de gran capacidad, la industria se enfrenta a una cruda realidad: el frío es el enemigo de la autonomía.
Aunque los vehículos eléctricos modernos pueden alcanzar autonomías de 500 km o más según las normas de ensayo de ciclos de conducción como el WLTP (Worldwide Harmonised Light Vehicle Test Procedure ó Procedimiento de Ensayo Mundial Armonizado para Vehículos Ligeros) en Europa, el CLTC (Ciclo de Ensayo de Vehículos Ligeros de China) en China o EPA en EE. UU., en cuanto se enfrentan al invierno real, su eficiencia se desploma. Los datos de la 2026 Yakeshi Winter Mega-Test (Mega Prueba de Invierno de Yakeshi de 2026) en Mongolia Interior (-25 °C) y de la Norwegian Automobile Federation – NAF (Prueba de Invierno de Federación Noruega del Automóvil) confirmaron que la mayoría de los vehículos eléctricos pierden entre el 35 % y el 55 % de su autonomía nominal en condiciones de frío extremo. Eso significa que un vehículo eléctrico con 500 km de autonomía en verano puede tener una autonomía residual de solo 250-350 km en invierno.
Figura 1. Betterfrost Technologies puede derretir el hielo en menos de 60 segundos en la mayoría de los casos. La solución de Betterfrost pasa de la calefacción de aire en masa a la calefacción conductiva y específica de la superficie, gestionada por un módulo de control de potencia de 48 V altamente optimizado.
No se trata de un fallo químico de la batería, sino de una crisis de control térmico. Cuando un vehículo eléctrico se pone en marcha a -20 °C, la calefacción del habitáculo PTC (coeficiente de temperatura positivo) convencional supone un enorme gasto de energía, consumiendo entre 7 kW y 10 kW de forma continua solo para descongelar el parabrisas y calentar el aire helado del habitáculo, así como la masa de los asientos y otros materiales.
Aquí entra en juego Betterfrost, especialista en control de potencia térmica que ha identificado la ineficiencia estructural de este enfoque. La empresa ha desarrollado un módulo de control de potencia de 48 V optimizado para cristales con calefacción conductiva que suministra potencia pulsada al interior del cristal para eliminar la escarcha y el hielo al arrancar y, a continuación, evita que se forme vaho o niebla en el cristal durante la conducción sin que el calor se disipe hacia el exterior. Este enfoque ahorra un 95 % de la energía en el arranque, permite que el habitáculo alcance una temperatura confortable (por ejemplo, +22 °C) en la mitad de tiempo y reduce el consumo total de energía del habitáculo durante la conducción entre un 15 % y un 25%.
El problema de la calefacción 1:1
El enfoque tradicional de fuerza bruta se basa en transferir el abundante calor residual generado por los motores de combustión interna (ICE) al parabrisas. Pero a medida que los coches de turismos y los camiones comerciales pasan a propulsiones eléctricas, el subproducto de calor gratuito desaparece, lo que obliga a los vehículos a extraer energía de la batería principal para derretir y desempañar, la misma fuente de energía que proporciona la propulsión. Este enfoque tradicional ha sustituido la fuente de calor del motor de combustión por un calentador PTC, que deja de funcionar por debajo de 0 °C cuando la bomba de calor deja de funcionar. Sin embargo, sigue siendo un ejercicio de fuerza bruta termodinámica.
Para derretir un parabrisas helado, un sistema de climatización estándar, como el del Tesla Model Y, debe calentar todo el volumen de aire del habitáculo por encima del punto de congelación.
La cadena de transferencia de energía es intrínsecamente ineficiente, ya que pasa por cinco etapas:
- Calentador PTC: una alta carga de potencia convierte la electricidad en energía térmica.
- Refrigerante: la energía térmica se transmite a través de un fluido por una red de conductos.
- Intercambiador de calor del sistema de climatización: el calor se transfiere del refrigerante líquido al aire.
- Aire: El aire calentado asciende desde la parte inferior de la superficie del cristal
- Cristal: El calor se transfiere finalmente del aire a la masa térmica del parabrisas y, de ahí, al hielo o la escarcha del exterior del coche.
Los métodos actuales para un ciclo de desempañado estándar a -20 °C pueden consumir unos 2,8 kWh de energía antes de que el conductor pueda siquiera ver la carretera con seguridad y empezar a conducir, hasta 20 minutos después de arrancar el vehículo. También puede tardar 10 minutos en que el habitáculo alcance una temperatura confortable de +15 °C tras un arranque en frío.
«Con el calor del sistema de climatización, básicamente estás utilizando un secador de pelo de 10 kW para derretir una fina capa de hielo a un metro de distancia», afirma el director técnico de Betterfrost, el Dr. Sameh Saad. «La forma actual de descongelar cosas consiste simplemente en inundar la superficie con calor», afirma el director ejecutivo de Betterfrost y veterano de la industria automovilística, Derrick Redding. «Piensa en rociar glicol calentado sobre un avión con escarcha o en un coche que sopla aire caliente sobre el cristal. Estás derritiendo todo el hielo, y ese cambio de fase consume muchísima energía».
La precisión patentada de la calefacción pulsada de 48 V es esencial
La solución de Betterfrost evita esas cinco etapas de transferencia de calor, el intermediario, calentando desde el interior del cristal mediante un módulo de control de potencia pulsada de 48 V altamente optimizado.
Este módulo controla el suministro de energía a una capa de plata conductora y transparente, laminada directamente dentro del cristal del parabrisas. Esta capa de plata actúa como una capa de baja emisividad (low-E) para reflejar la radiación infrarroja y evitar que el coche se caliente en los meses más cálidos. En invierno, Betterfrost convierte esta capa conductora transparente en un calentador activo. Al pasar a un subsistema de 48 V, el estándar de tensión emergente para la alta eficiencia, Betterfrost puede suministrar el calor exacto necesario para desprender el hielo de una superficie sin derretir toda la masa de hielo ni perder calor hacia el entorno. La potencia pulsada controla la penetración del calor para limitarlo a solo 0,1 mm de profundidad en la superficie, con el fin de calentar la capa intermedia del hielo. Dado que el calentamiento conductivo actúa directamente sobre el hielo, derrite esta capa intermedia casi al instante, lo que permite que el resto de la capa de hielo simplemente se deslice. Esto reduce el consumo de energía en un 95 %.
«No importa el grosor del hielo. Nuestro método utiliza la misma cantidad de energía y tiempo para eliminarlo», según el director ejecutivo Redding.
Redefiniendo el tiempo hasta el confort en el habitáculo
El sistema Betterfrost de 48 V no solo despeja el cristal; redefine el «tiempo hasta el confort», una métrica clave en el emergente protocolo invernal C-EDTC (China-Energy Development & Testing Certification).
Dado que el parabrisas ya no es un enorme disipador de calor que compite con el aire del habitáculo, todo el interior se calienta más rápido. Las pruebas de Betterfrost muestran que, cuando la función de calefacción para desempañar se gestiona íntegramente mediante el cristal calefactado, el aire del sistema de climatización puede dirigirse al habitáculo, reduciendo así en un 50 % el tiempo necesario para que este alcance los +15 °C.
Ahorro del 15-25 % de energía de calefacción del habitáculo durante los ciclos de conducción
El verdadero valor de la calefacción conductiva de 48 V se pone de manifiesto durante la conducción, ya sea en una prueba de ciclo de conducción o en la fase de estado estable de una conducción en autopista a 100 km/h. A velocidades de autopista, la «pérdida» convectiva de calor del parabrisas es inmensa.
Evitar la formación de vaho o niebla en el cristal mediante el uso de cristales calefactados reduce la pérdida de calor en comparación con el soplado de aire caliente a través del parabrisas. Esto proporciona energía suficiente para evitar la condensación y la formación de hielo, mientras que el calefactor de aire principal del habitáculo funciona a un ciclo de trabajo reducido.
Esta estrategia térmica optimizada ofrece un ahorro del 15-25 % durante las pruebas de ciclo de conducción a -7 °C. Se trata, en la práctica, de una «capacidad adicional» que supone un ahorro de 7,5 kWh de energía en un viaje de 500 km.
La ventaja de los 48 V con módulos convertidores compactos y de alta densidad
Una pieza fundamental de la solución Betterfrost es la electrónica de potencia de 48 V. Para ello, se recurre a los convertidores de bus BCM® de Vicor, de alta densidad de potencia y homologados para automoción, con relación fija de 800 V o de 400 V a 48 V, para suministrar impulsos seguros, eficientes y de alta velocidad a las superficies acristaladas.
Figura 2. El convertidor de bus BCM® de Vicor funciona como un transformador CC-CC. La tensión aplicada al lado de alta tensión se transfiere al lado de baja tensión de acuerdo con la relación de conversión fija del módulo o factor K. Por ejemplo, con un K de 1/16 y una entrada de 800 V, la tensión de salida sería de 50 V. En consecuencia, la corriente de salida se multiplica por la misma relación, por lo que si la corriente de entrada es de 5 A, la corriente de salida sería de 5 A × 16 = 80 A..
Los módulos BCM de Vicor cumplen estrictas normas de distancia de fuga y de aislamiento en un formato compacto que es hasta un 90 % más pequeño que los convertidores CC-CC convencionales.
«Vicor facilita la alimentación a 48 V sin limitaciones excesivas de tamaño o peso», afirmó Redding. «Nadie más hace lo que ellos hacen con ese nivel de eficiencia y densidad de potencia».
La combinación de los algoritmos de control de potencia patentados por Betterfrost con la tecnología de conversión de potencia de Vicor da lugar a una solución «plug-and-play» que los fabricantes de equipos originales pueden adoptar rápidamente en múltiples plataformas de vehículos. El BCM de Vicor permite un mayor suministro de potencia, proporcionando hasta 3,1 kW con un ciclo de trabajo del 25 % durante 20 ms.
La tecnología de Betterfrost también es muy adecuada para otros sectores. Puede sustituir al costoso spray de glicol utilizado para descongelar las alas de los aviones, eliminar la peligrosa acumulación de hielo en las palas de los aerogeneradores y reducir los costes de refrigeración de los almacenes frigoríficos al permitir ciclos de descongelación más eficientes energéticamente.
El nuevo estándar de eficiencia
La caída de la autonomía en invierno observada en las pruebas de Noruega y Mongolia es insostenible para la adopción generalizada de los vehículos eléctricos.
En los vehículos eléctricos, cada vatio cuenta. Sin embargo, los sistemas de climatización del habitáculo alimentados por batería actuales imitan de cerca el estándar heredado de los motores de combustión interna (ICE), calentando el aire de forma rudimentaria e ineficiente y soplándolo a través del cristal. Además, los habitáculos de los vehículos eléctricos están más herméticamente sellados para reducir el ruido, lo que hace que el vaho sea un problema aún mayor. Mientras que los conductores de vehículos con motor de combustión interna soportan tiempos de descongelación lentos, los conductores de vehículos eléctricos se enfrentan a un rendimiento de descongelación aún peor, junto con penalizaciones de autonomía muy molestas. Lo que funcionaba para los vehículos de gasolina no encaja bien con el futuro de la electrificación.
Betterfrost está colaborando activamente con fabricantes de automóviles y proveedores de primer nivel, con una adopción temprana en camiones comerciales y vehículos eléctricos de gama alta. En los próximos tres a cinco años, la empresa espera ampliar su implementación en el sector automovilístico en plataformas de vehículos eléctricos e híbridos, para cerrar las brechas de reducción de autonomía observadas en el funcionamiento en condiciones invernales.
Desde un hallazgo de laboratorio hasta convertirse en un disruptor del sector automovilístico, Betterfrost está construyendo su ecosistema con socios como Vicor para redefinir cómo los vehículos abordan uno de los problemas más antiguos del invierno. Con la aceleración de la adopción generalizada de los vehículos eléctricos y la necesidad de reparar los sistemas heredados, la solución de potencia pulsada de Betterfrost llega justo a tiempo.
