Lietuvoje elektromobilių pirkėjams ir savininkams akumuliatoriaus būklė (SoH) yra svarbiausias rodiklis, lemiantis nuvažiuojamą atstumą, saugos ribas, perpardavimo vertę ir net draudimo sprendimus.
SoH išreiškia, kiek naudingos talpos liko, palyginti su nauju akumuliatoriumi, paprastai procentais. Praktiškai SoH priklauso nuo cheminės sudėties, temperatūros, ciklų skaičių, iškrovimo gylio (DoD), greito įkrovimo dažnio ir kalendorinio senėjimo.
SoH matavimo metodai ir iššūkiai
Svarbiausias Lietuvos rinkos apribojimas: skirtingi originalios įrangos gamintojai (OEM) skirtingai apskaičiuoja SoH BMS viduje, kartais išlygindami rezultatus, kad akumuliatorius ilgiau „atrodytų sveikas“.
Greičiausias indikatorius gaunamas iš paties automobilio BMS per prietaisų skydelį, paslėptus aptarnavimo meniu arba OBDII adapterį su programėlėmis (pvz., prekės ženklui būdingus įrankius, tokius kaip „LeafSpy“ arba bendruomenės prietaisų skydelius). Privalumai: greita, neinvazinė ir pakartojama. Trūkumai: nuo modelio priklausantys algoritmai, programinės įrangos šališkumas ir ribotas matomumas į ląstelių lygmens disbalansą arba vidinės varžos augimą.
CC matuoja įkrovą ir iškrovą integruodamas srovę laikui bėgant. Kontroliuojamas visiškas įkrovimas, po kurio seka pastovios srovės iškrovimas, leidžia palyginti tiekiamą energiją su nominalia talpa. ECC pagerina tikslumą, sujungdamas atvirosios grandinės įtampą (OCV), temperatūrą, iškrovimo greitį ir senėjimo parametrus.
Subraižydami baterijos OCV ir SoC kreivę ir pritaikydami lygiavertį grandinės modelį (varžiniai-talpiniai elementai), specialistai gali nustatyti talpos ir vidinės varžos tendencijas.
Duomenimis pagrįsti modeliai įvertina SoH pagal amžių, ridą, vidutinį Gynybos departamento rodiklį, įkrovimų skaičių, greito įkrovimo dalį ir temperatūros istoriją. Jie yra veiksmingi transporto priemonių parkams (pvz., pavėžėjimo paslaugoms Vilniuje) ir prekiautojams, kurie renka transporto priemonių istorijos žurnalus.
Šiuolaikinės BMS sistemos dažnai naudoja stebėtojus, kurie realiuoju laiku sujungia srovę, įtampą ir temperatūrą su fizikos pagrindu sukurtais modeliais. Tinkamai suderinti šie filtrai patikimai seka SoC ir SoH Lietuvos sąlygomis (žiemos/vasaros svyravimai).
EIS tiria akumuliatorių mažais kintamosios srovės signalais įvairiais dažniais, kad nustatytų senėjimo režimus (ličio atsargų praradimą, padidėjusį krūvio perdavimo varžą ir kt.). Tai auksinis standartas detalumui ir ankstyvam gedimų aptikimui. Tradiciškai tik laboratorijoje naudojama EIS vis dažniau siūloma kaip debesijos paslauga kai kurių diagnostikos paslaugų teikėjų. Jei šeštadienį apžiūrite naudotą elektromobilį Vilniuje ar Klaipėdoje, retai turite laiko laboratorijoje.
Praktiniai patikrinimo metodai
Borto talpos ekranai: Kai kurie modeliai (pvz., BMW i3 „batt capa max“) rodo kWh skaičius.
Nuvažiuojamo atstumo ir atstumo patikimumo patikrinimas: Pradėkite nuo žinomos įkrovos būsenos (SoC), nuvažiuokite 15-20 km pastoviu tempu ir stebėkite nuvažiuojamo atstumo sumažėjimą.
OBDII momentinis patikrinimas: Nuskaitykite akumuliatoriaus įtampą, min./maks. elementų įtampą, deltą (mV) ir temperatūrą.
Terminis elgesys: Įkraunant nuolatinę srovę, stebėkite, kaip greitai akumuliatorius įkaista ir ar aušinimas palaiko temperatūrą stabilioje diapazone.
SoH sertifikatai ir jų reikšmė
Lietuvoje pirkėjai vis dažniau derasi remdamiesi išmatuota SO. Užsienio perpardavimo platformos ir vertinimo paslaugos jau dabar agresyviau taiko nuolaidas elektromobiliams su maža SO nei automobiliams su vidaus degimo varikliais, kurių rida yra tokia pati.
Kaip teigia ekspertai: „Elektromobilių atveju talpa yra valiuta“. Nėra vieno „geriausio“ metodo visiems atvejams. Nelyginkite SoH skirtingų prekių ženklų, tarsi būtų apskaičiuota vienodai. Venkite „žiemos bandymų“ be temperatūros normalizavimo - Lietuvos žiemos gali sumažinti tariamą talpą.
Dauguma „eCarsTrade“ parduodamų automobilių neturi akumuliatoriaus būklės sertifikatų. Tai padės padidinti jūsų skelbimų vertę, nes akumuliatorių sertifikatai suteikia pirkėjams aiškią informaciją apie akumuliatoriaus būklę. Galiausiai, SOH sertifikatai gali padėti pagrįsti jūsų kainodarą.
Jei esate Ispanijoje, galite susisiekti su „Applus+ IDIADA“ dėl akumuliatorių testavimo. Šalies, kurioje veikiate, nėra sąraše? Jokių problemų! Akumuliatoriaus veikimo laiką galite pailginti palaikydami įkrovos lygį (SOC) nuo 20 % iki 80 % kasdien naudojant.
SOH atlikimas yra paprastas ir nereikalauja jokių mokymų. Tiesiog prijunkite diagnostikos įrankį prie automobilio OBD2 prievado, vykdykite programėlės instrukcijas ir sertifikatą gausite el. paštu.
Pagrindiniai terminai ir jų reikšmė
SOC (State of Charge), taip pat žinomas kaip įkrovimo būsena, nurodo akumuliatoriaus įkrovimo būseną arba likusį įkrovimą. Tai rodo likusios iškraunamos baterijos talpos po naudojimo ar ilgalaikio laikymo ir visiškai įkrautos būsenos santykį, dažnai išreiškiamą procentais. Jo verčių diapazonas yra 0~1. SOC yra svarbus parametras, atspindintis akumuliatoriaus naudojimo būseną ir yra vienas iš svarbiausių baterijos valdymo sistemos (BMS) parametrų, nes akumuliatoriaus SOC negalima tiesiogiai išmatuoti ir jį galima įvertinti tik naudojant tokius parametrus kaip akumuliatoriaus gnybtų įtampa, įkrovimo ir iškrovimo srovė bei vidinė varža. Elektromobilių srityje tikslus SOC įvertinimas yra labai svarbus siekiant pagerinti akumuliatoriaus panaudojimą, išvengti perkrovimo ir perkrovimo, pailginti akumuliatoriaus tarnavimo laiką ir užtikrinti elektromobilių saugumą ir patikimumą.
SOH (State of Health), taip pat žinoma kaip sveikatos būklė, nurodo akumuliatoriaus sveikatos būklę ir naudojamas apibūdinti akumuliatoriaus senėjimo ar nusidėvėjimo laipsnį. SOH apibrėžimas gali būti išreikštas dabartinės didžiausios baterijos talpos ir pradinės talpos procentais. Naudojant baterijas ir bėgant laikui, akumuliatoriaus viduje įvyks daugybė fizinių ir cheminių pokyčių, pvz., sumažės aktyvių medžiagų, padidės vidinis pasipriešinimas ir tt Šie pokyčiai palaipsniui mažins akumuliatoriaus talpą ir našumą. Tikslus SOH įvertinimas yra labai svarbus elektrinėms transporto priemonėms, energijos kaupimo sistemoms ir kitoms akumuliatorių sistemoms, kurioms reikalingas ilgalaikis veikimas ir patikimumas. Tai gali padėti naudotojams suprasti likusį baterijų naudojimo laiką, numatyti, kada reikia pakeisti baterijas, ir optimizuoti akumuliatoriaus naudojimo ir priežiūros strategijas. Reikėtų pažymėti, kad SOH vertinimo metodas gali skirtis priklausomai nuo skirtingų baterijų tipų ir taikymo scenarijų. Įprasti vertinimo metodai apima talpos testavimą, vidinės varžos testavimą, įtampos kreivės analizę, prieauginio pajėgumo analizę (ICA) ir diferencinės įtampos analizę (DVA).
DOD (Depth of Discharge), taip pat žinomas kaip iškrovimo gylis, nurodo talpos procentą, naudojimo metu išleidžiamas akumuliatorius, palyginti su jo vardine talpa. Iškrovimo gylis turi didelę įtaką baterijų veikimui ir tarnavimo laikui. Paprastai tariant, kuo didesnis akumuliatoriaus iškrovimo gylis, tuo trumpesnis jo veikimo laikas. Todėl naudojant baterijas reikėtų kiek įmanoma vengti gilaus iškrovimo, kad būtų pratęstas akumuliatoriaus tarnavimo laikas. DOD yra svarbus stebėjimo parametras tokiose srityse kaip elektrinės transporto priemonės ir energijos kaupimo sistemos. Stebint akumuliatoriaus DOD realiuoju laiku, galima suprasti akumuliatoriaus naudojimo būseną, nuspėti likusį akumuliatoriaus tarnavimo laiką ir imtis atitinkamų priemonių akumuliatoriaus naudojimo ir priežiūros strategijoms optimizuoti.
SOE (State of Energy), taip pat žinoma kaip energetikos būklė, yra parametras, apibūdinantis esamą akumuliatoriaus sistemos arba energijos kaupimo sistemos likusią energiją. Taikant tokius taikymo scenarijus kaip elektrinės transporto priemonės ir energijos kaupimo stotys, SOE yra svarbus parametras, galintis padėti vartotojams ar sistemoms tiksliau suprasti esamos akumuliatoriaus sistemos ar energijos kaupimo sistemos energijos būseną ir priimti pagrįstesnius įkrovimo, iškrovimo ar naudojimo sprendimus. Reikėtų pažymėti, kad SOE įvertinti yra sudėtingiau nei SOC, nes reikia atsižvelgti į daugiau veiksnių, tokių kaip baterijos efektyvumas, temperatūra, senėjimas ir kt. Todėl praktikoje SOE įvertinti reikalingi sudėtingesni algoritmai ir modeliai. Apibendrinant galima teigti, kad SOE yra svarbus parametras, nusakantis esamą akumuliatoriaus sistemos ar energijos kaupimo sistemos likusią energiją ir turintis didelę reikšmę gerinant sistemos panaudojimą ir ekonomiškumą.
OCV (Open Circuit Voltage) reiškia akumuliatoriaus gnybtų įtampą atviros grandinės būsenoje (ty kai akumuliatorius neiškraunamas arba neįkraunamas). Įkraunamų baterijų OCV keisis priklausomai nuo įkrovimo būsenos (SOC) ir akumuliatoriaus sveikatos būklės (pvz., akumuliatoriaus senėjimo, padidėjusio vidinio pasipriešinimo ir kt.). Be to, OCV taip pat gali būti naudojamas akumuliatorių sveikatos būklei įvertinti. Akumuliatoriui naudojant ir senstant, jo vidinė varža palaipsniui didėja, todėl įkrovimo ir iškrovimo metu mažėja OCV kitimo diapazonas. Reikėtų pažymėti, kad matuojant OCV reikia užtikrinti, kad akumuliatorius būtų atviros grandinės būsenoje, ty tarp teigiamo ir neigiamo akumuliatoriaus elektrodų netekėtų srovė.
ACR (AC Resistance): reiškia vidinę akumuliatoriaus varžą kintamosios srovės grandinėje, atspindinčią akumuliatoriaus trukdymo kintamosios srovės srovei laipsnį. Paprastai matavimui naudojamas sinusinės bangos srovės signalas su tam tikru dažniu (pvz., 1kHz), o akumuliatoriaus vidinė varža gali būti apytikslė kaip ominė varža, kuri yra įvairių akumuliatoriaus viduje esančių dalių varžų suma.
DCR (DC Internal Resistance): reiškia vidinę akumuliatoriaus varžą nuolatinės srovės grandinėje, atspindinčią ryšį tarp akumuliatoriaus įtampos ir srovės santykio esant pastoviai srovei. DCR matavimas paprastai apima nuolatinės nuolatinės srovės taikymą per akumuliatoriaus gnybtus ir gaunamo įtampos kritimo matavimą.
OVP (Over Voltage Protection) reiškia akumuliatoriaus apsaugą nuo viršįtampio. Kai akumuliatoriaus įtampa viršija tam tikrą saugos slenkstį, tam tikros grandinės konstrukcijos ir apsaugos mechanizmai naudojami maitinimo tiekimui nutraukti arba apriboti, taip apsaugant akumuliatorių ir paskesnes grandines nuo pažeidimų. Populiarėjant elektroniniams gaminiams ir nuolat tobulėjant baterijų technologijoms, akumuliatorių sauga, kaip pagrindinė energijos kaupimo ir tiekimo sudedamoji dalis, vis labiau vertinama. Akumuliatorių viršįtampis gali ne tik sugadinti patį akumuliatorių, bet ir sukelti rimtų pasekmių, tokių kaip gaisrai ir sprogimai.
OCP (Over Current Protection) yra grandinės apsaugos mechanizmas, naudojamas neleisti, kad srovė grandinėje viršytų iš anksto nustatytą vertę, taip išvengiant pavojingų situacijų, tokių kaip įrangos sugadinimas ar gaisras. OCP apsaugos nuo viršsrovių veikimo principas pagrįstas srovės aptikimu ir palyginimu.
OTP (Over Temperature Protection) mechanizmas stebi įkrovimo įrenginio temperatūrą ir imasi atitinkamų priemonių, kai temperatūra viršija iš anksto nustatytą saugos ribą, pvz., sumažina įkrovimo galią, sustabdo įkrovimą arba nutraukia maitinimą, kad įrenginys neperkaistų. Įkrovimo proceso metu prietaiso temperatūra palaipsniui kyla dėl per rezistorių einančios srovės generuojamos šilumos ir šilumos, išsiskiriančios dėl vidinių akumuliatoriaus cheminių reakcijų. Jei temperatūra yra per aukšta ir laiku nesuvaldoma, tai gali sukelti rimtų pasekmių, tokių kaip akumuliatoriaus pažeidimas, grandinės senėjimas ir net gaisras.
Akumuliatoriaus talpos ir senėjimo veiksniai
Akumuliatoriaus talpa yra nepakeičiamas rodiklis vertinant akumuliatoriaus veikimą. Ji apibrėžiama kaip vardinė ir faktinė talpa ir parodo, kiek elektros energijos akumuliatorius gali iškrauti esant tam tikroms sąlygoms, pavyzdžiui, išsikrovimo greičiui, temperatūrai ar gnybtų įtampai.
Akumuliatoriaus C sparta matuoja jo įkrovimo ir iškrovimo galimybes dalijant įkrovimo ir iškrovimo srovę iš vardinės talpos; pavyzdžiui, 100 Ah akumuliatoriaus, iškraunamo 50 A srove, C sparta yra 0,5 C. Kaip akumuliatoriaus išsikrovimo greičio rodiklis, 1C rodiklis reiškia, kad akumuliatorius išsikrauna per vieną valandą; atvirkščiai, 0,5C rodiklis reiškia dviejų valandų ciklus. Atliekant akumuliatoriaus talpos bandymus dažnai keičiami iškrovos srovės lygiai; 24 Ah akumuliatoriaus 1C ir 0,5C srovės lygiai atitiktų atitinkamai 24 A ir 12 A srovės suvartojimą. Didelės srovės lemia greitesnį energijos kaupimo sistemų išsikrovimo laiką.
Iškrovos gylis (DOD) rodo akumuliatoriaus iškrovos procentinę dalį, palyginti su jo vardine talpa. Iškrovos gylis tiesiogiai susijęs su akumuliatoriaus ciklo trukme - dėl didesnės iškrovos gerokai sutrumpėja tarnavimo laikas.
Pagal "būklės būklę" (SOH) galima įvertinti dabartines baterijų energijos kaupimo galimybes, palyginti su naujomis baterijomis, atsižvelgiant į tokius veiksnius kaip talpa, energijos kaupimo pajėgumas, vidinė varža, ciklų skaičius ir didžiausia galia.
Temperatūra atlieka svarbų vaidmenį akumuliatoriaus veikimui ir sveikatai. Aukšta temperatūra gali paspartinti chemines reakcijas, todėl greičiau sensta, o žema temperatūra gali sumažinti pajėgumą ir efektyvumą.
Akumuliatoriaus įkrovimo arba iškrovimo greitis labai veikia jo SoC ir SoH. Didelis C laipsnio iškrovimas gali sukelti šiluminį įtampą, o ypač greitas įkrovimas gali padidinti vidaus temperatūrą.
Įkrovimo ir iškrovimo ciklų dažnis ir gylis gali turėti įtakos akumuliatoriaus būklei.
Europos automobilių rinkos tyrimai rodo, kad vidutinis baterijos talpos netekimas siekia apie 2 % per metus. Žinoma, šis skaičius priklauso nuo eksploatacijos niuansų. Baterijos likučiui gan didelę reikšmę turi klimato sąlygos. Pavyzdžiui, Norvegijoje, kur elektromobilių populiarumas ypač didelis, nustatyta, kad švelniame bei šaltesniame klimate „gyvenančios“ ir saikingai įkraunamos sparčiuoju būdu baterijos net ir po penkerių metų išlaiko apie 90 % pradinės talpos. Lietuvoje situacija panaši - šaltesnis klimatas leidžia tikėtis ilgesnio baterijų gyvavimo. Karštesnio klimato šalyse situacija kiek kitokia - ten talpos mažėjimas vyksta sparčiau.
Kaip paruošti elektromobilio bateriją, kad įkrovimo stotelėje sustotumėte tik trumpam
Į Lietuvą gan dažnai importuojami naudoti elektromobiliai iš šiltesniu klimatu pasižyminčių šalių, tad papildomu privalumu pirkėjui tampa skysčiu aušinamos baterijos. Jos nėra retenybė net tarp senesnių modelių, tokių kaip „Kia Niro EV“, antrosios kartos „Kia e-Soul“, „BMW i3“ ar „Peugeot e-208“. Modeliai turintys tik pasyviai aušinamas baterijas, pavyzdžiui, „Nissan Leaf“ ar „Volkswagen e-Golf“, tokiame klimate kenčia labiausiai, tad juos reiktų rinktis ypač atidžiai.
Garantija ir elektromobilių rinkos tendencijos
Kitas svarbus aspektas - garantija. Europoje vienus ilgiausių garantinių įsipareigojimų siūlo „Kia“ - 7 metų arba 150 tūkst. kilometrų garantija visam automobiliui. Aukštos įtampos baterijoms visoje Europos Sąjungoje taikoma privaloma 8 metų arba 160 tūkst. kilometrų garantija, įsipareigojant, kad baterijos talpa nenukris žemiau 70 proc.
„Recurrent“ - bendrovė, stebinti dešimtis tūkstančių realių elektromobilių - pateikia tokį skaičių - jei neįskaičiuosime masinių atšaukimų, 2011-2024 m. laikotarpiu buvo pakeista vos apie 2,5 % elektromobilių baterijų. Elektromobiliai, gaminti nuo 2016 metų, yra kur kas atsparesni ir dažniausiai neturi problemų, atsirandančių garantiniu laikotarpiu.
Vidutinis elektromobilių baterijų dydis nuo 2015 iki 2022 metų padidėjo net 122 %. O tai reiškia, kad šiuolaikinės baterijos gali prarasti didesnę talpos dalį, bet vis dar išlikti puikiai naudojamos. Sutikite - 30 % nuo 100 kilometrų ridos viena įkrova yra tikrai ne tas pats, kas tie patys 30 %, bet nuo 400 kilometrų ribos.
Taigi, rinkdamiesi naudotą elektromobilį, visuomet įvertinkite baterijos SoH rodiklį, įkrovimo ir eksploatacijos istoriją ir drąsiai pardavėjo prašykite diagnostikos duomenų. Naudotas elektromobilis gali tapti puikiu bei džiuginančiu pirkiniu, jei žinote, į ką atkreipti dėmesį jį įsigyjant.
Šiuo metu, kai akumuliatorių technologija skatina naujoves elektrinių transporto priemonių (EV), atsinaujinančios energijos sistemų ir nešiojamos elektronikos srityse, labai svarbu suprasti akumuliatoriaus įkrovimo būseną (SoC) ir sveikatos būklę (SoH). Šie rodikliai ne tik pagerina akumuliatoriaus veikimą, bet ir prisideda prie saugumo bei ilgaamžiškumo.
SoC rodo dabartinį akumuliatoriaus įkrovimo lygį procentais nuo vardinės talpos. Pavyzdžiui, jei 100 Ah talpos ličio jonų akumuliatoriuje liko 50 Ah, jo SoC yra 50%. Suprasdami SoC, vartotojai gali optimizuoti akumuliatoriaus veikimą. Elektromobiliuose palaikius optimalų SoC diapazoną (paprastai nuo 20 % iki 80 %), galima padidinti vairavimo efektyvumą ir išplėsti transporto priemonės atstumą. Akumuliatoriaus ilgaamžiškumas yra glaudžiai susijęs su tuo, kaip gerai valdomas SoC. Dažnas gilus iškrovimas (mažiau nei 20 % SoC) ir per didelis įkrovimas (virš 80 % SoC) gali pagreitinti baterijos senėjimą ir mažėti talpa. SoC stebėjimas yra labai svarbus siekiant išvengti pavojingų situacijų. Per didelis įkrovimas gali sukelti terminį nutekėjimą, kai akumuliatoriaus temperatūra nekontroliuojamai pakyla ir gali sukelti gaisrą ar sprogimą. Ir atvirkščiai, per didelis akumuliatoriaus išsikrovimas gali sukelti negrįžtamą žalą.
SoH atspindi bendrą akumuliatoriaus būklę, palyginti su optimalia naujos baterijos būsena. Tai apima įvairius veiksnius, įskaitant talpą, vidinį pasipriešinimą ir efektyvumą. Reguliarus SoH vertinimas leidžia atlikti aktyvią priežiūrą. Stebėdami SoH laikui bėgant, vartotojai gali nustatyti gedimo tendencijas ir imtis taisomųjų veiksmų, kol baterija sugenda. SoH yra pagrindinis indikatorius numatant likusią akumuliatoriaus talpą ir naudingą tarnavimo laiką (RUL). Suprasdami SoH, vartotojai gali koreguoti savo naudojimo būdus pagal akumuliatoriaus būklę.
tags: #kas #yra #akumuliatoriaus #soh