Arunc bateria după 130 de mii de km?!?

Dacă ești aici pentru clickbait, îți salvez timpul și îți spun că nu. Bateria la mașina mea încă e bună și nu dă semne de oboseală! Detalii la sfărșitul articolului.

Dacă te interesează un răspuns scurt despre cât de relevant este SoH raportat prin interfața OBD, acest răspuns este absolut deloc. Detalii mai jos în articol.

Dar dacă ai venit aici pentru a afla mai multe informații despre cum se comportă o baterie de mașină electrică la 130 de mii de km de funcționare, ce înseamnă SoH și cum poți evalua defapt starea unui acumulator atunci când dorești să cumperi o mașină electrică, îți recomand restul articolului. Chiar dacă e mai lung.

Acest articol este primul dintr-o serie de 4 articole dedicate unei perioade de 2 ani în care am monitorizat zilnic parametrii și costurile de utilizare a mașinii:

  1. Cum rezistă acumulatorii mașinilor, în timp
  2. Cum protejăm bateria pe termen lung
  3. Konitza pe timp de criză a pieței energiei și fără panouri
  4. Mituri, așteptări și impresii după 130.000 km cu o mașină electrică

Țin să menționez că datele prezentate în această serie de articole sunt cele obținute de la mașina mea, date culese de mine, foarte detaliat. Perioada de monitorizare se va încheia pe 27.11.2022.

Cifrele pot diferi în cazul altor mașini. Dar ca în orice sistem de învățare colectivă, prezint „lecțiile învățate”.

Ce este SoH?

În domeniul bateriilor, SoH este un indicator/acronim din engleză pentru State of Health, traducându-se prin starea viabilității/sănătății bateriei unui autovehicul electric. A început ca un termen profan pe youtube unde, din dorința de simplificare, jurnaliști și influenceri auto, fără vreo competență în domeniul tehnic, au scos acest termen pentru a exprima rata de scădere a energiei utile disponibile la un moment dat, în raport cu energia disponibilă raportată de către producătorul acumulatorului la ieșirea de pe linia de fabricație.

Bineînțeles, din punct de vedere al specialiștilor, SoH nu este chiar așa simplu de definit (mai toți ferindu-se să prezinte explicit vreun indiciu de evoluție a acestui parametru) și, cu atât mai mult, aproape imposibil de a prezice evoluția unui acumulator pe baza a diverse caracteristici cum ar fi parametrii de funcționare a acumulatorului sau regimul de încărcare / descărcare.

Dacă sunteți interesați de detalii tehnice despre ce înseamnă managementul unei baterii, vă recomand să vizualizați clipurile celor de la STAFL Systems. Mai jos vă las doar clipul în care este explicat cum se calculează SoH-ul unui acumulator:

Cum putem afla care este starea degradării unei baterii?

Mulți vor răspunde că e destul de simplu de verificat: conectezi un Dongle OBD la mașină și cu CarScanner sau EVWatchDog sau orice altă aplicație de acest gen și cât îți afișează ele, cam atât e SoH, câte cicluri de încărcare are acea baterie și alți factori de acest gen.

Mai sus vedeți niște extrase făcute de pe mașina mea, care spun că bateria este la 95,5% SoH. Aceste extrase care m-au condus spre concluzia că în ceea ce privește starea SoH, nu te poți baza pe această metodă, din câteva considerente:

  1. Sistemul de administrare a bateriei (BMS = battery management system) limitează nivelul și modul de încărcare a unei baterii în funcție de foarte mulți parametri, cum ar fi temperatura bateriei, temperatura exterioară, stabilitatea sursei de alimentare cu energie în timpul încărcării, variația curbei de încărcare etc.
  2. Modalitatea de calculare a energiei utile din acumulatori, puține mașini având contori coulombometrici accesibili prin interfața OBD. Din fericire Hyundai îi lasă accesibili. Așa cum puteți vedea și în EVWatchDog, această energie utilă, exprimată în Ah (Amperi-oră), diferă atunci când mașina este încărcată la maxim permis de BMS.
  3. Așa cum se poate observa și în cea de-a doua imagine, dar mai ales în extrasul din CarScanner (prima imagine), contoarele de energie încărcată/descărcate nu sunt valabile pentru distanța parcursă. Asta pentru că la fiecare update de BMS, Hyundai resetează aceste contoare. Deci calcularea numărului de cicluri de încărcare este viciată în acest caz de calitatea datelor analizate. Datele sunt corecte pentru ce s-a întâmplat după update-ul de BMS.

Deasemeni, pe internet mai găsiți soluții de măsurare a SoH care funcționează în mod similar, cum ar fi cea de la Aviloo. Din păcate și Aviloo se bazează tot pe datele extrase prin OBD, așa că nu vă complicați, rezultatul va fi viciat prin prisma datelor disponibile.

De ce urmăresc SoH?

Separat de ceea ce raportau aplicațiile, de la bun început am dorit să verific prin alte mijloace ceea ce se întâmplă în realitate. Un demers similar face și Alex, cu ID.3-ul său.

La Kona, cam tot ce văzusem până să iau mașina, nu indica o degradare considerabilă a stării de sănătate a bateriei. În schimb știam că e un indicator calculat pe baza a foarte multor alți parametri, greu de monitorizat. Așa că m-a intrigat implicațiile reale ale SoH, în special pentru Kona.

Am tot observat de-a lungul timpului că SoH varia între 97 și 100%. În mare parte corespundea cu răcirea vremii și stinturile lungi de rulaj, cu pondere mare de încărcare DC la stații peste 50 kW. Dar această corelare și căpătat invalidarea când pe tot drumul Brașov-Atena-Brașov, SoH a stat la 100%.

Prima dată am văzut SoH sub 97% în jur de 1 august, după #RO1000Challenge. Am zis că na… căldura și alergatul de vara asta reprezintă startul unui proces ireversibil. De atunci Soh-ul meu variază între 94,5 și 97,5% în funcție de alinierea astrală.

Conform definiției „clasice”, nu ar trebui să pot exploata mai mult de 61,5kWh din bateria mașinii mele. Dar datele din realitate bazate pe consum, rulaj și încărcare arătau clar că exploatez mai mult de atât.

Așa că… am trecut la investigații și mai amănunțite, de-a lungul timpului.

Și totuși, cum verifici dacă bateria mașinii mai stochează și livrează energia conform parametrilor inițiali?

Din păcate, aici există o singură metodă: măsori cât descarci și cât încarci. Și faci diferența. Metodă care necesită timp. Mult timp. Iar din cauza acestui necesar de timp majoritatea service-urilor refuză explicit sau găsesc suficiente motive pentru a nu face un astfel de test.

Testul de încărcare

Vă spun din start că cea mai mare prostie e să faci un singur test de încărcare, de la sub 5% până la 100%. În realitate trebuie să faci mai multe încărcări, de la varii procente de încărcare până la 100%, pentru a elimina energia necesară pentru balansarea sesiunilor, pentru a vedea dacă încărcarea este liniară sau nu.

În acest sens, am făcut mai multe sesiuni de încărcare, până la 100% – adică până a închis mașina sesiunea de încărcare. Aceste încărcări le-am făcut pe curent alternativ: 4 încărcări pe schuko și una singură pe Type2. Am notat atât energia raportată de mașină prin CarScanner cât și energia raportată de echipamentul de încărcare:

Sunt mai mulți parametri pentru că trebuia să țin cont de mai mulți factori:

  1. Pierderile cu echipamentul de încărcare. Singurul punct la care mă puteam referenția e sărmana priză schuko de acasă. Am putut deduce pierderile generale pe acest echipament prin extrapolare statistică, monitorizând câteva sute bune de sesiuni și aici sunt în marja statistică utilizată (+/-0.2 kwh ce corespunde unei variații de +/-0,5%)
  2. Știu că și dongle-ul OBD are un consum pe care îl ia în final din ce furnizează priza, dar pare să nu fie mai mare de 50wh per sesiunea de încărcare. Telefonul care colecta datele era cuplat la un powerbank extern, deci nu influența sesiunile de încărcare.
  3. Starea încărcării indicată de sistemul de administrare a bateriei (BMS SoC) atunci când mașina afișează în bord 100% SoC. Pot confirma că Hyundai modifică dinamic această marjă, la fel cum face și Tesla. Probabil cum o fac și alții. Din păcate nu pot confirma criteriile după care se face această limitare. Ce pot spune e că vara nu am observat SoC BMS peste 97,5% și iarna nu am văzut niciodată BMS SoC peste 96%. Nici sub 94% nu am văzut acest indicator.
  4. Chiar dacă SoC BMS variază, pare că la final, tot aceeași energie ai. La ce folosește variația BMS SoC atunci când mașina afișează 100%, încă îmi este necunoscut.

În urma mai multor încărcări monitorizate pe parcursul ultimilor doi ani, pot să confirm că nu poți forța balansarea celulelor lasând mașina uitată la încărcat. Dacă vrea BMS-ul, face balansarea. Dacă nu, nu… Pentru o balansare, nu am văzut niciodată să consume mai mult de 200Wh. Cu siguranță această cantitate variază de la caz la caz, în funcție de diferențele dintre celule.

Pe ultimii 2 ani monitorizați, capacitatea netă a bateriei mele a variat între 63,9 și 64,6 kWh, calculată conform SoC BMS. Variația asta ține mai mult de precizia datelor achiziționate decât de modificarea caracteristicolor bateriei. Calculată conform SoC afișat, capacitatea variază între 64,5 și 65,6 kWh. Nu iau în considerare valorile indicate pe bord pentru că ele nu sunt liniare cu BMS SoC, existând un decalaj de +2,5% până la -0,5% în favoarea SoC afișat în bord. Punctul de actualizare (intersecție) nu este mereu același, variind între 15 si 35 % SoC afișat.

Testul de descărcare

Și acum o să vă povestesc despre unul dintre teste. Am făcut mai multe teste prin călătoriile mele mai lungi, în cadrul #RO1000Challenge, cât și cu ocazia „aniversării” primilor 100 de mii de kilometri realizați cu konița din dotare.

În acest scop, duminică 20.11.2022, profitând de faptul că eram în Târgu Mureș și aveam o „gaură” în program de la 08:30 până la 16:30, am zis să fac acest test de descărcare. În mod normal doream să îl fac week-end-ul viitor, dar s-a modificat programul.

Încărcasem mașina peste noapte la stația Polyfazer de la Hotel Continental din Târgu Mureș. De cum am intrat în mașină, am cuplat dispozitivul OBD, am setat telefonul de monitorizare și abia am pornit mașina. Datele indicate au fost următoarele:

Am lăsat nevasta acolo unde avea treabă pentru restul zilei și am plecat „unde am văzut cu ochii” ca să descarc bateria cât mai repede, dar în același timp să evit supraîncălzirea bateriei pentru a nu pierde prea multă energie cu managementul termic al acesteia (acest tip de energie nu este raportat în tripmeter). Așa că regula generală a fost să nu depășesc 115 km/h viteză GPS.

Așa că am luat A3 în lung, de la Cluj am zis că merg până la Zalău să revăd locuri dragi din „tinerețe”. Pe traseu ploaie mocănească și ceață cât cuprinde. De la Târgu Mureș la Zalău am făcut două ore jumătate, datele intermediare de pe traseu le puteti vedea mai jos:

Văzând că treaba merge prea repede, am zis să mai pierd timpul și astfel de Zalău am plecat spre Bistrița, dar nu pe valea Someșului, ci prin Gârbou – Bobâlna. Un traseu care îl recomand și pentru concedii, chiar dacă e pe drumuri județene. Traseul este proaspăt reabilitat. Nefiind un test de autonomie, nu mă interesa aspecte legate de diferențe de altitudine, vremea de afară sau alte detalii din astea.

În apropiere de Dej am zis să reverific starea traseelor posibile, întrucât știam că pe la Cuzdrioara erau lucrări luna trecută și am zis că dacă durează prea mult spre Bistrița, cobor spre Cluj, apoi Turda și înapoi la Târgu Mureș.

La Dej aveam următorii parametri:

De la Dej am mers cătinel către Bistrița stând resemnat în coloana de camioane de pe DN17. Pur și simplu drumul ăla e o coloană continuă de camioane…. depășisem câteva după Cuzdrioara, dar când am văzut la orizont cât de lung e „șărpălăul”, am lăsat-o baltă….

În Bistrița ajunsesem cu aproape 9% SoC afișat și o autonomie sugerată de mașină de 29 km.

Am zis să mai fac ture prin oraș să descarc bateria mașinii cât mai mult. SoC-ul de acum scădea liniar, intervenea și plictiseala și… baiul mare de tot era vezica care era la 130% capacitate. La limită (și nu a mașinii) ajung în OMV-ul de la ieșire spre Dej unde salvez situația.

De la OMV plec să încarc, cât să ajung la Târgu Mureș.

Datele la final:

Pe traseu am făcut două opriri, fiecare sub 2 min:

  • La Zimbor, la popasul de la intersecția cu DN 1H, să iau niște apă
  • La Zalău în Lukoil-ul de sub lac să fac presiunea la pneuri. Până acolo am mers cu 2.3 – a fost destul de rece pe traseu și eu cu anvelopele de vară.

În rest, mers continuu. Obositor ca naiba, nu mai fac reprize așa de lungi. 3-4 ore condus e optim, ce e peste e risc pentru alții de pe stradă.

Rezultate și concluzii:

În această călătorie am descărcat 74,2 kWh. Pe traseu, am mai recuperat (încărcat) prin regenerare încă 12,7 kWh. Energia asta recuperată o scădem, că nu era la început și știm de unde a răsărit. Și mai important, știm cât e, pentru că la kona sunt două contoare separate, deci nu avem dubii asupra ei.

Ați observat bine, SoH se modifică și în timpul mersului. De multe ori se apreciază ca valoare în timpul mersului și se depreciază în timpul încărcării.

Pentru variația SoC BMS de la 94,5% până la 4%, am consumat 61,5 kWh. Cam cât trebuia să pot descărca pe variația 94,5% -> 0% a BMS SoC.

Luând în calcul și energia rămasă, rezultă o capacitate netă de descărcare din bateria mașinii de 64.5 kWh. Degradare reală 0!

Având în vedere precizia datelor achiziționate, suntem în marja statistică de +/-0,2 kWh sau +/- 0,5%. Un rezultat consistent pe parcursul ultimilor doi ani de zile.

Este ăsta un motiv de mulțumire / bucurie? – Oarecum da. În pofida SoH-ului sub 100%, totuși capacitatea acumulatorului a rămas intactă. Până la urma urmei, din baterie consum o cantitate de sarcină electrică, nu indicatori calculați după naiba știe ce…

Pe de altă parte…

Ce înseamnă defapt SoH-ul la Hyundai? Și ce implicații are? Când ar trebui să îmi fac griji că bateria nu mai e conformă? Că până acum nu am văzut să-mi scadă nici autonomia mașinii, nici nu încarcă mai greu, nici nu am limitări de putere.

Cert e că, de astăzi înainte, nu mă mai pot referenția la SoH ca valoare raportată de aplicațiile care raporteaza indicatorul prin citirea BMS-ului. Singura metodă de referențiere este prin efectuarea unui test de descărcare împreună cu un test de încărcare.

5 Responses

  1. Gabi spune:

    Nu știu cum e la alte mașini, dar la Dacia nea Șpring, valoarea SOH citită din BMS prin OBD și afișată în aplicație este o valoare care nu are nici o legătură nici cu km parcurși, nici cu ciclurile de încărcare, nici cu temperaturile la care a fost supusă bateria. Singurul criteriu după scade SOH-ul din BMS la Spring este timpul, in fiecare zi scade cu o fracțiune de procent, rezultând o valoare fără vreo legătură cu realitatea. Sunt mașini cu 50.000 km după un an care au afișat un SOH identic cu mașini care au 3.000 km tot după un an.

  2. Dumbrava Andrei spune:

    Da, pare a fi la fel la toate masinile. Clar e un parametru de ignorat… macar VW nu il mai arata deloc, iti raporteaza cantitatea de energie disponibila si capacitatea totala bruta a bateriei.

  3. Merfu Petrin spune:

    Bună seara, am și eu un Kona EV care momentan așteaptă să-i fie înlocuită bateria. Ar fi relevantă o procedură de verificare a sănătății bateriei prin care să las mașina să funcționeze la lângă o stație de încărcare până se opreste, apoi să o pun la încărcat și la finalizarea încărcării să citesc kWh arătați de stația de încărcare și la bordul mașinii? Vă mulțumesc

    • Dumbrava Andrei spune:

      Neaparat trebuie facut si testul de descarcare, nu doar cel de incarcare.
      La ambele teste este foarte important sa tii cont de pierderile la nivelul echipamentului de incarcare (motiv pentru care mai toate masuratorile le-am facut la echipamente pe care le-am mai monitorizat in trecut) cat si cum raporteaza masina consumul (in bord gasesti doar ce raporteaza ca folosire a trenului de rulare, nu iti include lumini, managementul termic al bateriei si nici cat stai in P) – motiv pentru care am folosit carscanner pentru masuratoare.
      Se poate vedea si la ultimele poze, ca pe drivetrain am consumat aproape 59kwh cand din baterie am scos peste 61.

  4. Viorel O spune:

    Zice ca un lucru care e jumatate de adevar de fapt e o minciuna intreaga.

    Ar trebui spusa si cealalta jumatate de adevar: bateria unei masini electrice se degradeaza din momentul in care iese pe poarta fabricii. Iar degradarea depinde de multi factori incluzand timpul, numarul de incarcari descarcari, viteza de incarcare, SOC minim, SOC maxim… Si cea mai mare degradare e in primele luni. Deh… chimia bateriilor Li Ion.

    Majoritatea masinilor rezerva o parte din baterie astfel incat aceasta nu se poate folosi de catre utilizator. Ce se face cu rezerva? Cel mai probabil Hyundai o deblocheaza la Kona astfel incat partea utilizata de utilizator sa fie constanta, foarte tare. La alte masini nu am auzit smecheria asta, dar e foarte inteligenta. Nu stiu daca e aplicata si la Ioniq 5.

    Ca si concluzie, daca acest Kona inca pastreaza tot 64kW utilizabili, nu inseamna ca bateria nu s.a degradat, ci s.a luat din alta parte astfel incat sa se suplineasca pierderea.

    A mai avut autorul un asemenea articol in care ni se spunea ca masina lui a batut chimia… Din pacate legile fizicii si ale chimiei se aplica fara exceptii. Depinde daca ne place sa prezentam doar o jumatate de adevar.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *

Acest site folosește Akismet pentru a reduce spamul. Află cum sunt procesate datele comentariilor tale.