Napoved degradacije baterije ni natančen datum, kdaj bo baterija odpovedala, temveč ocena, kako se njena uporabna kapaciteta spreminja skozi čas. Baterijski sistemi v električnih vozilih v povprečju izgubijo 1,8 odstotka kapacitete na leto, vendar povprečna krivulja ne napove natančno stanja posameznega avtomobila. Na potek vplivajo staranje, število polnilnih ciklov in način polnjenja.

Pri električnem vozilu vas upravičeno zanima, koliko dosega bo baterija še ohranila in ali navade pri polnjenju pospešujejo njeno obrabo. Sama starost ali število prevoženih kilometrov ne povesta celotne zgodbe, zato je pomembno vedeti, kaj povprečni podatki pokažejo in česa ne.

V nadaljevanju pojasnimo, kaj povzroča degradacijo, kako jo neodvisno merjenje oceni s podatki o stanju baterije ter kako hitro polnjenje in staranje vplivata na rezultat. Predstavimo tudi pomen meritev kapacitete, temperature in napetosti celic, da boste lažje presodili, kaj vam podatek o stanju baterije dejansko pove.

Kaj sploh je degradacija baterije in zakaj se dogaja?

Pri baterijah LFP in NMC se razlikujeta kemijska sestava in priporočena rutina polnjenja. Pri NMC oziroma NCM je priporočljivo ohranjati napolnjenost med 20 in 80 odstotki. Pri LFP lahko stalno polnjenje do 100 odstotkov nekoliko skrajša življenjsko dobo. Zato enak prikaz napolnjenosti ne pomeni enakega priporočila za vsako baterijo.

Degradacija pomeni postopno zmanjševanje uporabne kapacitete, ne nujno nenadne okvare. Litij-ionska baterija med polnjenjem in praznjenjem doživlja kemične spremembe, ki sčasoma zmanjšujejo njeno zmogljivost. Na staranje vplivata koledarski čas in uporaba: stara se tudi avtomobil, ki prevozi malo kilometrov. Število polnilnih ciklov pa je povezano s količino energije, ki jo baterija skozi čas odda in znova shrani.

Pomembna sta tudi temperatura in stanje napolnjenosti. Pri temperaturah pod 0 °C lahko sistem za upravljanje baterije, oziroma BMS, prepreči polnjenje, s čimer omeji tveganje pri neugodnih pogojih. Dolgotrajno stanje z zelo nizko napolnjenostjo ni priporočljivo; električnega vozila zato ne puščajte dlje časa z manj kot 20 odstotki. Visoka napolnjenost in toplota prav tako povečata obremenitev celic, zlasti kadar sta prisotni dlje časa.

Število polnilnih ciklov samo po sebi ne pove vsega. Upoštevati je treba tudi vrsto polnjenja, moč polnilnice in navade voznika. Pogosto polnjenje z enosmernim tokom na visokozmogljivih polnilnicah nad 100 kW je povezano z degradacijo do 3 odstotkov na leto. Pri uporabnikih, ki se bolj zanašajo na počasnejše polnjenje z izmeničnim tokom, je navedena degradacija do 1,5 odstotka na leto. Gre za različna povprečja, ne za napoved za posamezno vozilo.

Izguba kapacitete lahko pomeni krajši doseg med polnjenji. Ko se uporabna energija baterije zmanjša, je za isto pot na voljo manj zaloge, čeprav prikaz dosega ni neposredna meritev zdravja baterije. Degradacija lahko vpliva tudi na stroške lastništva in preostalo vrednost avtomobila.

Pri prodaji število prevoženih kilometrov ne razkrije, kako se je baterija uporabljala. Dve vozili podobne starosti sta lahko različno ohranjeni zaradi različnih ciklov, temperatur in polnilnih navad. Neodvisno testiranje kupcu in prodajalcu ponudi skupno izhodišče za pogovor o stanju baterije. Devet od desetih prodajalcev rabljenih avtomobilov si želi enoten zakonsko predpisan industrijski standard testiranja baterij.

Praktično je treba ločiti tri vprašanja: koliko kapacitete je še na voljo, kako baterija deluje zdaj in kako hitro bi se lahko spreminjala. Povprečna stopnja degradacije 1,8 odstotka na leto opisuje skupni trend, ne usode vsake baterije. Pri posameznem vozilu so pomembni kemija, starost, število ciklov in pogoji uporabe. Zato ena navada, na primer občasno hitro polnjenje, sama ne določi celotnega stanja.

Neodvisno merjenje degradacije baterije električnega avtomobila

Neodvisno merjenje pomaga ločiti prikaz dosega od dejanskega stanja baterije. Osrednji kazalnik je SOH, stanje zdravja baterije, izraženo kot odstotek kapacitete nove baterije. Pri SOH 90 odstotkov lahko baterija shrani 90 odstotkov energije, ki jo je lahko shranila nova. Pri bateriji z začetno kapaciteto 60 kWh to pomeni 54 kWh preostale kapacitete.

Enotna številka pa ni napoved, kdaj bo baterija odpovedala. Pove, koliko uporabne kapacitete je izmerjene v času testa, ne pa vseh razlogov za njeno stanje. Povprečna letna degradacija baterij električnih vozil znaša 1,8 odstotka, toda posamezen avtomobil se lahko od tega povprečja razlikuje. Starost, zgodovina uporabe, polnjenja in temperatura vplivajo na rezultat.

Obseg analiz pojasni, zakaj so povprečja uporabna, vendar omejena. Eden od podatkovnih naborov vključuje meritve iz 6.300 voznih parkov in potrošniških električnih vozil. Druga analiza je zajela skoraj 23 tisoč vozil 21 modelov. Takšni podatki kažejo trende skupin. Za odločitev o posameznem rabljenem avtomobilu je pomembnejša njegova lastna meritev.

Pri nakupu rabljenega električnega avtomobila je SOH uporabnejši od samega števila kilometrov. Vozili z enako kilometrino lahko imata različno stanje baterije, saj kilometri ne razkrijejo polnilnih navad ali pogojev uporabe. Pet let star avtomobil lahko ohrani do 95 odstotkov prvotne kapacitete, medtem ko je povprečna degradacija v analiziranih vozilih po šestih letih znašala 12,1 odstotka. To sta povprečna podatka, ne ocena konkretnega vozila.

Garancijski pogoji so ločeni od neodvisne ocene stanja. V Evropi je standardna garancija za baterijo običajno 8 let ali 160.000 prevoženih kilometrov. Po navedbi podatkov se običajno uveljavi, če kapaciteta pade pod 70 odstotkov prvotne vrednosti. Zato rezultat SOH sam po sebi še ne pove, ali je posamezen primer upravičen do garancijskega zahtevka. Pomembni so tudi veljavni pogoji proizvajalca in stanje vozila.

Neodvisno merjenje je smiselno pred nakupom, prodajo ali oceno preostale vrednosti. Kupcu omogoča primerljivejši podatek, prodajalcu pa jasnejšo podlago za opis avtomobila. Če je odločitev odvisna od stanja baterije, mobilno testiranje baterije poda vpogled, ki ga zgolj prikaz dosega med vožnjo ne zagotovi.

Pri presoji konkretnega vozila je zato pomembno, da podatek o SoH temelji na meritvi, ne zgolj na splošnem trendu ali prikazu dosega. Za ugotavljanje degradacije pogonskih baterij električnih vozil je na voljo zelo malo neodvisnih in dovolj natančnih meritev, zato je primerljive rezultate težko pridobiti. Pri enem od testiranih rabljenih električnih vozil je baterija ohranila nekaj več kot 91 % prvotne kapacitete. Tak izid opisuje izmerjeno stanje tega vozila, ne pa pričakovanega rezultata za druge avtomobile. Pri nakupu rabljenega električnega avtomobila je stanje pogonske baterije pomembnejše od števila prevoženih kilometrov, zato je smiselno zahtevati dokaz, ki se nanaša prav na pregledano vozilo.

Raziskava degradacije baterij je zajela podatke več kot 10.000 električnih vozil. Krivulje degradacije prikazujejo povprečni trend analiziranih podatkov in so namenjene splošnemu vpogledu v stanje baterije, ne natančni napovedi. Ne morejo nadomestiti neodvisne meritve pri posameznem avtomobilu. Transparentni in neodvisni certifikati o zdravstvenem stanju baterije (SoH) so po navedbah strokovnjakov in trgovcev nujni za stabilizacijo trga rabljenih vozil. Jasno dokumentiran rezultat lahko kupcu in prodajalcu omogoči, da se pogovarjata o stanju baterije na podlagi preverljivega podatka, ob zavedanju, da rezultat velja za čas meritve. Tako je lažje razlikovati med splošno sliko degradacije in dejanskim stanjem izbranega vozila, brez sklepanja zgolj iz starosti ali prevoženih kilometrov.

Hitro DC-polnjenje in staranje baterije

Pri polnjenju z enosmernim tokom energija prehaja neposredno v baterijo, polnilna moč pa se med postopkom spreminja. Najvišja moč zato ne traja nujno ves čas. Baterijski sistem uravnava polnjenje glede na temperaturo in stanje napolnjenosti ter lahko omeji moč, ko celice potrebujejo zaščito. Pogosto polnjenje z veliko močjo lahko vpliva na hitrost degradacije, vendar en obisk hitre polnilnice ne razkriva celotne zgodovine baterije.

Vpliv polnjenja je najbolje presojati na podlagi ponavljajočih se navad, ne posameznega obiska polnilnice. Pogosta uporaba visokozmogljivih polnilnic pomeni drugačno obremenitev kot pretežno počasnejše polnjenje z izmeničnim tokom. Pri vsakodnevni uporabi je smiselno dati prednost polnjenju z manjšo močjo, hitro polnjenje z enosmernim tokom pa prihraniti za daljše poti ali primere, ko druge možnosti ni. Tako upoštevate čas in obremenitev baterije.

Pomembno je tudi, da največja moč polnjenja ni stalna. Primer prikazuje padec z 120 kW na 70 kW, kar voznik opazi kot počasnejše polnjenje. Sama sprememba moči ne pove, ali je vzrok degradacija. Nanjo lahko vplivajo trenutna temperatura baterije, napolnjenost in omejitve sistema. Zato je treba podatek o moči razumeti skupaj z drugimi informacijami o vozilu, ne kot samostojen kazalnik zdravja baterije.

Podatki o vozilih, ki se redno polnijo na superhitrih polnilnicah, kažejo 89,7 odstotka prvotne zmogljivosti po nekaj letih. Ta podatek opisuje opazovano skupino, ne pa zagotovljenega izida za vsak avtomobil. Različni modeli, pogoji uporabe in načini polnjenja vplivajo na končno stanje. Pri primerjavi dveh rabljenih vozil zato sama prevožena razdalja ne razkrije, katero je bilo pogosteje izpostavljeno hitremu polnjenju.

Za vsakodnevno uporabo je priporočeno polnjenje do 80 odstotkov; do 100 odstotkov baterijo napolnite pred daljšo potjo in tik pred odhodom. Razlog je čas, ki ga baterija preživi pri visoki napolnjenosti, ne zgolj število priklopov. Kadar vozilo dolgo stoji, se izogibajte tudi zelo nizki napolnjenosti. Tako lahko rutino prilagodite dejanskim vožnjam, namesto da bi baterijo ob vsakem polnjenju napolnili do vrha.

Pri presoji rabljenega električnega avtomobila ločite način polnjenja od dejanskega stanja baterije. Pogosta uporaba hitrih polnilnic je pomemben podatek, vendar sama ne pokaže, koliko kapacitete je ostalo. Podatek o polnilni moči, starosti vozila, polnilnih navadah in izmerjenem SOH skupaj omogočajo bolj smiselno oceno. Če se je vozilo večinoma polnilo na hitrih polnilnicah z enosmernim tokom, je neodvisna meritev koristnejša od sklepanja zgolj na podlagi te navade.

Merjenje kapacitete, temperature in napetosti celic

Zdravja in kapacitete baterije, izraženih s kazalnikom SOH, ne ocenimo zgolj po prikazu dosega. Diagnostično orodje zbere podatke o kapaciteti, temperaturi in napetosti posameznih celic, lahko pa vključuje tudi kratek obremenitveni preizkus. Rezultati osvetlijo več vidikov stanja baterije, ki jih sama vožnja ne razkrije.

Za preverjanje SOH je potreben diagnostični test, ki analizira baterijske podatke in jih pretvori v oceno preostale kapacitete glede na novo baterijo. Test ne zahteva, da se vozilo najprej izprazni od 100 do 0 odstotkov. Zato meritev ne temelji zgolj na razliki med prikazanim dosegom pred vožnjo in po njej.

Temperatura je pomembna, ker lahko vpliva na delovanje in izmerjene vrednosti celic. V nadzorovanem preizkusu je temperatura znašala približno 20 °C. Tak pogoj pomaga razložiti, v kakšnem okolju je bil rezultat pridobljen. Meritve pri drugačnih temperaturah je treba razumeti ob upoštevanju okoliščin testa, saj sama številka SOH ne pokaže celotnega merilnega postopka.

Napetost vsake celice razkrije, ali so posamezni deli baterijskega sklopa med seboj usklajeni. Sistem lahko pri bateriji s 40 celicami preveri vsako posebej, namesto da bi prikazal le skupno vrednost sklopa. Primerjava celic je uporabna, ker lahko razlike med njimi vplivajo na delovanje celotne baterije. Rezultat je zato širši od ene ocene kapacitete.

Kratek obremenitveni preizkus pokaže, kako se baterija odzove, ko mora oddati energijo. Dopolni podatke o kapaciteti, temperaturi in napetosti, zato skupni izvid ponudi širši vpogled kot posamezen podatek z armaturne plošče. Tudi rezultat preizkusa pa opisuje stanje v času meritve, ne natančnega poteka prihodnje degradacije.

Razlike med vozili pokažejo, zakaj je treba upoštevati model in letnik. Baterija Audija A3 e-tron letnika 2017 je v eni analizi izgubila 0,3 odstotka kapacitete. Ta primer ne določa pričakovanega rezultata za druge baterije, saj se razlikujejo sestava, uporaba in pogoji merjenja. Pomembno je, da se številka bere skupaj s podatki, na katerih temelji.

Obstajajo tudi tovarniške diagnostične naprave, ki niso dostopne nepooblaščenim serviserjem in se uporabljajo pri uveljavljanju garancijskih zahtevkov. Neodvisno testiranje ima drug namen: kupcu ali lastniku ponudi oceno stanja, samo po sebi pa ne odloča o garanciji. Pri razlagi izvida so zato pomembni metoda, izmerjeni podatki in okoliščine uporabe vozila.

Volkswagen e-Golf v povprečju izgubi 1,7 odstotka kapacitete baterije na leto. Povprečje je koristno kot širši okvir za razumevanje obrabe, ne pove pa, kakšen rezultat bo pokazal posamezen diagnostični pregled. Pri konkretnem vozilu je zato smiselno pogledati izmerjeno kapaciteto skupaj s temperaturami, napetostmi celic in odzivom pod obremenitvijo. Tako se splošna letna vrednost ne zamenja za neposredno meritev stanja določene baterije.

Pri razlagi izvida ločite statistično povprečje od podatkov, pridobljenih pri pregledu posameznega vozila. Povprečje ne pokaže, ali so celice med seboj usklajene, in ne nadomesti ocene kapacitete ob meritvi. Primerjava je zato uporabna predvsem kot orientacija, dejansko stanje pa razjasnijo meritve konkretnega baterijskega sklopa.

Nelinearen potek degradacije skozi življenjsko dobo baterije

Degradacijo skozi čas ocenimo s primerjavo začetne in preostale kapacitete. Iz začetne vrednosti odštejemo izmerjeno kapaciteto, razliko delimo z začetno vrednostjo in rezultat izrazimo v odstotkih. Za izračun letne stopnje dobljeno spremembo delimo še s časom med meritvama. Tako opišemo preteklo spremembo, ne napovemo pa zanesljivo prihodnjega stanja.

Degradacija ne poteka nujno enakomerno, zato je linearno podaljševanje trenda iz ene meritve lahko zavajajoče. Krivulje degradacije prikazujejo povprečni trend analiziranih vozil, ne natančne napovedi za posamezno baterijo. Krivulje novejših modelov so krajše, ker je na voljo manj časa opazovanja. Njihova dolžina torej odraža obseg spremljanja, ne pa sama po sebi kakovosti baterije.

Razlika je pomembna pri branju dolgoročnih ocen. Ob povprečni letni degradaciji 2,3 odstotka se v desetih letih pričakuje približno četrtinska izguba kapacitete. To je projekcija povprečnega trenda. Ne pomeni, da vsaka baterija vsako leto izgubi enak delež, saj se staranje spreminja glede na uporabo in pogoje.

Podatki za daljše obdobje kažejo, kako se lahko slika razlikuje od kratkoročne projekcije. Baterije sodobnih električnih vozil lahko zdržijo 20 let ali več, po dveh desetletjih uporabe pa vozilo ohrani približno 64 odstotkov začetne kapacitete. Ti podatki opisujejo skupni vzorec, ne določajo življenjske dobe posameznega avtomobila. Meritev konkretne baterije pokaže njeno stanje v času pregleda.

Degradacijo lahko ponazorimo tudi z dosegom, vendar dosega ne smemo enačiti neposredno s kapaciteto. Vozilo z začetnim dosegom 240 kilometrov bi po petih letih ob povprečni degradaciji iz analize izgubilo približno 27 kilometrov dosega. Primer velja za navedene predpostavke, dejanski doseg pa je povezan tudi s pogoji vožnje in porabo energije. Zato sprememba prikaza dosega sama ne razkrije celotne zgodbe.

Pri razlagi grafa ločite tri podatke: začetno kapaciteto, trenutno izmerjeno stanje in čas med meritvama. Nato preverite, ali prikazana krivulja predstavlja povprečje ali podatke konkretnega vozila. Proizvajalci ne razkrivajo predvidene izgube zmogljivosti baterije skozi njen življenjski cikel, zato je splošna krivulja predvsem orientacija. Za podatke o dejanskem vozilu lahko naročite neodvisno meritev baterije.

EVdiagnostika.si

EVdiagnostika.si omogoča neodvisno merjenje baterije električnega ali hibridnega vozila na vaši lokaciji. Diagnostiko opravimo v manj kot eni uri, po koncu pa prejmete uradni Aviloo certifikat s podatki o stanju in ohranjenosti baterije. Tako dobite konkreten vpogled, ki je uporaben pri presoji vozila, na primer pred nakupom rabljenega avtomobila ali ob preverjanju njegovega trenutnega stanja.

Meritev oceni stanje baterije, ne popravil ali natančnega datuma njene prihodnje odpovedi. Če za odločitev potrebujete objektivne podatke, se obrnite na EVdiagnostika.si.

Odločitev začnite z jasnim ciljem

Pred meritvijo razmislite, pri kateri odločitvi vam bo pomagala: ali je rabljeno vozilo primerno za vaše poti, ali ga boste obdržali oziroma kdaj ga boste prodali. Tako bo rezultat uporabnejši od splošne napovedi degradacije baterije, saj ga boste lahko povezali s svojo uporabo avtomobila in pričakovanji glede dosega.

Če kupujete vozilo, naj podatek o bateriji dopolni presojo avtomobila kot celote. Če ga že imate, vam lahko izmerjeno stanje služi kot izhodišče za prihodnje primerjave. Odločitev naj temelji na konkretnih podatkih o vozilu, ne zgolj na povprečnem trendu ali enem prikazu na zaslonu.

Za naslednji korak izberite neodvisno meritev, ki vam bo pomagala sprejeti odločitev z več jasnosti. Za test baterije kontaktirajte EVdiagnostika.si in se odločite na podlagi podatkov, ki so pomembni za vas.

Pogosta vprašanja o degradaciji baterije

Kako določite, kako dolgo bo zdržala baterija vašega električnega vozila?

Preostale življenjske dobe ni mogoče določiti samo iz starosti vozila ali števila prevoženih kilometrov. Pri oceni upoštevamo izmerjeni SOH, razpoložljivo kapaciteto, stanje celic in pretekle podatke, kadar so na voljo. Pri tem je pomembno razlikovati med trenutnim stanjem in prihodnjim razvojem. Meritve skozi čas omogočajo primerjavo sprememb, en sam rezultat pa pokaže predvsem stanje baterije ob pregledu.

Kako prepoznati znake pospešene degradacije?

Vztrajno krajši doseg pri podobnih pogojih vožnje je lahko znak spremembe, vendar prikaz dosega sam po sebi ni zanesljiva meritev kapacitete. Spremljajte, ali se sprememba ponavlja pri primerljivi temperaturi, na podobni poti in ob podobnem načinu vožnje. Pozorni bodite tudi na spremembe pri polnjenju ali opozorila vozila. Diagnostična meritev kapacitete, temperature in napetosti celic pomaga ugotoviti, ali je sprememba povezana z baterijo.

Kdaj je testiranje najbolj smiselno?

Testiranje je posebej koristno pred nakupom rabljenega električnega vozila, saj kilometri sami ne povedo, kako dobro je baterija ohranjena. Smiselno je tudi pred prodajo, ko želite kupcu pokazati njeno izmerjeno stanje, ali kadar se doseg opazno spreminja. Rezultat omogoča konkreten pogovor o bateriji, namesto da bi odločitev temeljila le na prikazu na armaturni plošči ali prodajalčevem opisu.

Kaj pomeni napoved degradacije baterije?

Napoved degradacije pomeni oceno prihodnjega upadanja uporabne kapacitete, ki temelji na preteklih meritvah ali povprečnih trendih. Ne napoveduje datuma odpovedi, temveč okvirno pokaže, kako se lahko zmogljivost spreminja. Krivulja modela opisuje skupino vozil, ne posameznega avtomobila. Za oceno konkretnega vozila je zato ključno izmerjeno stanje, prihodnji potek pa je odvisen od njegove uporabe, starosti in pogojev delovanja.

Kateri dejavniki najbolj pospešujejo degradacijo baterije?

Na staranje vplivajo čas, število polnilnih ciklov, temperatura in polnilne navade. Pogosto polnjenje z veliko močjo lahko poveča obremenitev baterije, prav tako lahko na njeno ohranjenost vpliva dolgotrajno stanje pri zelo visoki ali zelo nizki napolnjenosti. Pomembna je kombinacija dejavnikov, ne en sam dogodek. Občasno hitro polnjenje zato ne opiše celotne zgodovine baterije.

Kako napovedati življenjsko dobo baterije električnega avtomobila?

Življenjsko dobo ocenjujemo z združevanjem meritev stanja, podatkov o starosti in načinu uporabe, ne s preprostim izračunom iz prevoženih kilometrov. Pri primerjavi skozi čas upoštevamo izmerjeno kapaciteto in obdobje med meritvami. Povprečni trendi pomagajo razumeti razvoj baterij, ne določijo pa natančnega roka za posamezno vozilo. Najuporabnejša je ocena, oprta na meritve konkretnega avtomobila.

Kakšna je povprečna letna degradacija baterije v električnih vozilih?

Povprečna letna degradacija baterijskih sistemov električnih vozil znaša 1,8 odstotka. Ta vrednost opisuje povprečje analiziranih vozil, ne pa vsake baterije posebej. Pri posameznem avtomobilu se rezultat razlikuje glede na kemijo baterije, starost, polnilne navade in temperaturne pogoje. Zato povprečje uporabite kot orientacijo za širši trend, ne kot neposredno napoved letne izgube svojega vozila.

Kako temperatura in način polnjenja vplivata na degradacijo baterije?

Temperatura vpliva na delovanje celic, način polnjenja pa na obremenitev baterije. Pri temperaturah pod 0 °C lahko sistem za upravljanje baterije prepreči polnjenje. Pogosto hitro polnjenje z enosmernim tokom lahko vpliva na hitrost degradacije, medtem ko je za vsakdanjo rabo priporočeno večinoma počasnejše polnjenje. Učinek je odvisen tudi od tega, kako dolgo baterija ostane pri zelo visoki ali nizki napolnjenosti.