Beregningsmetode for batteri-degradering & Kapacitetsforsinkelse
| Tilstand | Total kapacitet | Tab (%) | Kapacitetsforsinkelse (kWh) | Energi ved 100% | Tab Beregning | Rækkevidde | Estimeret opladningstid på 150 kW DC hurtig opladning |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Nyt batteri | 60 kWh | 0 | 0 kWh | 60 kWh | — | 450 km | ~24 min |
| 10% Kapacitetsforsinkelse | 54 kWh | 0.1 | 6 kWh | 54 kWh | 60 kWh x 0,10 = 6 kWh | 450 − (450×0.10) = 405 km | 54 / 150 × 60 = ~22 min |
| 20% Kapacitetsforsinkelse | 48 kWh | 0.2 | 12 kWh | 48 kWh | 60 kWh x 0,20 = 12 kWh | 450 − (450×0.20) = 360 km | 48 / 150 × 60 = ~19 min |
📌Denne tabel er baseret på en bil med en 60 kWh batteri og en nominel rækkevidde på 450 km.Beregninger antager konstant hastighed og forbrug, med rækkevidde beregnet lineært. I virkelighedens brug kan faktorer som vejr, kørselsfart, vejstigning, dæktilstand og systemeffektivitet forårsage afvigelser i rækkevidde og forbrug.
⚡Opladningstid beregninger indikerer teoretisk minimum tid.I virkelige DC opladningsscenarioer kan Batteri-Management-Systemet (BMS) gradvist reducere opladningskraften baseret på ladestatus (SOC), temperatur og cellehelse. Desuden påvirker den maksimale kraft, der understøttes af ladestationen og køretøjet, tiden. Derfor kan virkelige opladningstider være længere end beregnet.
🔍🔍 Forklaring: Batterikemi, BMS og degradering over tid
Lad-afladscykler, temperatur, høj ladestyrke og lagring forårsager batteri-aldning. Den indre kemiske struktur degraderer → celler taber energilagringsevne.
Det viser altid den aktuelle maksimalkapacitet. Så hvis der er 10% tab, 100% = 54 kWh; hvis 20% tab, 100% = 48 kWh. Derfor indeholder selv hvis displayet viser 100%, ikke så meget energi som før (mindre lagret energi).
Ladetid reduceres let, fordi mindre energi skal fylde.
En batteri er ikke et elektronisk kredsløb; derfor kan dens indre tilstand ikke kendes nøjagtigt. Beregninger baseres på strøm, spænding, energi og elektronflod, der indgår i og forlader batteriet. Data som hvor mange timer batteriet er blevet ladet og dens alder vurderes også til at estimere brugstid, og kørehovedet viser energistatus som % eller rækkevidde. Batteri-Management-Systemet (BMS) overvåger kontinuerligt denne elektronflod, varme, spænding og strøm; det begrænser batteriet mod overladning, underladning og overhitting. Det genererer også anslået batteri-helse (SOH)-data fra lad-afladscykler.
Elektrolyt-flere degraderer, gas dannes, varme øges, celle svulmer, brandrisiko opstår og batterilivet bliver betydeligt forkortet.
Modreaktioner forekommer i kemisk struktur, elektroder kollapser, cellen dør fuldstændigt og bliver ikke genskabbarlig.
Kraften, der vises på ladestationen og i køretøjet, er næsten identisk (f.eks. 11 kW AC, 150 kW DC). Imidlertid er den faktiske kraft, der trænger ind i batteriet, 5-12% lavere for AC og 3-7% lavere for DC på grund af kabelforluster og forbindelsesforluster. BMS overvejer altid denne lille forskel og beskytter batteriet mod over- eller underlæsning.
Det retter usikkerheder, der opstår på grund af kemiske ændringer i batteriet og uensartigheder mellem celler, så kørehovedet viser en præcis energistatus og batterihelse. Under normal opladning kan energi ind og ud ikke være præcis nok på grund af målefejl, aldring og kabel/forbindelsestab; kalibrering tillader BMS at se den sande kapacitet og SOH.
Den første års forringelse er hurtig på grund af "kemisk stabilisering og cell-balancing"; efter det, stabiliserer batteriet sig og forringelsen trækker op (omkring 95%→92%). I de første få opladnings-afladningscykler dannes SEI (Solid Electrolyte Interphase)-lagret; dette lag forbruger energi kemisk. Batteriet er nyt, elektrodeoverflader og elektrolyt er ikke fuldt stabile. Lille uensartigheder og modstands forskelle mellem celler sætter sig også. Derfor den hurtige initiale fald.
SEI-lagret har stabiliseret sig, kemiske strukturer er stabile, celler er i balance. Under samme brug, opladnings-afladningscykler forårsager mindre tab. Resultat: Årligt kapacitetsforringelse er lavere og ikke-lineær, og udvikler sig langsomt.