Propadanje baterije & Izračun gubitka kapaciteta
| Stanje | Ukupni kapacitet | Gubitak (%) | Gubitak kapaciteta (kWh) | Energija na 100% | Izračun gubitka | Raspon | Procijenjeno vrijeme punjenja pri 150 kW DC brzom punjenju |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Nova baterija | 60 kWh | 0 | 0 kWh | 60 kWh | — | 450 km | ~24 min |
| 10% gubitka kapaciteta | 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% gubitka kapaciteta | 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 |
📌 Ova se tablica temelji na vozilu s baterijom od 60 kWh i nominalnim dometom od 450 km. Izračuni pretpostavljaju konstantnu brzinu i potrošnju, s rasponom izračunatim linearno. U stvarnoj upotrebi čimbenici kao što su vrijeme, brzina vožnje, nagib ceste, stanje guma i učinkovitost sustava mogu uzrokovati odstupanja u dometu i potrošnji.
⚡ Izračuni vremena punjenja pokazuju teoretsko minimalno vrijeme. U stvarnim scenarijima punjenja istosmjernom strujom, Sustav upravljanja baterijom (BMS) može postupno smanjivati snagu punjenja na temelju stanja napunjenosti (SOC), temperature i zdravlja ćelija. Dodatno, maksimalna snaga koju podržavaju stanica za punjenje i vozilo utječe na vrijeme. Stoga stvarno vrijeme punjenja može biti dulje od izračunatog.
🔍 🔍 Objašnjenje: Kemija baterije, BMS i degradacija tijekom vremena
Ciklusi punjenja/pražnjenja, temperatura, velika snaga punjenja i skladištenje uzrokuju starenje baterije. Unutarnja kemijska struktura degradira → stanice gube kapacitet skladištenja energije.
Uvijek prikazuje trenutni maksimalni kapacitet. Dakle, ako postoji 10% gubitka, 100% = 54 kWh; ako je gubitak 20%, 100% = 48 kWh. Stoga, čak i ako zaslon prikazuje 100%, ne sadrži toliko energije kao prije (manje pohranjene energije).
Vrijeme punjenja malo se smanjuje jer je potrebno napuniti manje energije.
Baterija nije elektronički sklop; stoga se njegovo unutarnje stanje ne može točno znati. Izračuni se temelje na struji, naponu, energiji i protoku elektrona koji ulaze i izlaze iz baterije. Podaci kao što su koliko sati je baterija bila napunjena i njezina starost također se procjenjuju kako bi se procijenilo vrijeme upotrebe, a zaslon vozila prikazuje status energije kao % ili raspon. Sustav upravljanja baterijom (BMS) kontinuirano nadzire taj protok elektrona, toplinu, napon i struju; ograničava bateriju od prekomjernog punjenja, prekomjernog pražnjenja i pregrijavanja. Također generira podatke o procijenjenom stanju baterije (SOH) iz ciklusa punjenja i pražnjenja.
tekućina elektrolita se razgrađuje, stvara se plin, povećava se toplina, dolazi do bubrenja stanica, javlja se opasnost od požara, a vijek trajanja baterije značajno se skraćuje.
dolazi do obrnutih reakcija u kemijskoj strukturi, elektrode kolabiraju, stanica potpuno odumire i postaje nepovratna.
Snaga prikazana na stanici za punjenje i na zaslonu vozila gotovo su identične (npr. 11 kW AC, 150 kW DC). Međutim, stvarna snaga koja ulazi u bateriju je 5–12% niža za AC i 3–7% niža za DC zbog gubitaka kabela i konektora. BMS uvijek uzima u obzir ovu malu razliku i štiti bateriju od prekomjernog ili premalog punjenja.
Ispravlja nesigurnosti koje proizlaze iz kemijskih promjena u bateriji i neravnoteže između ćelija, osiguravajući da zaslon vozila prikazuje točan energetski status i stanje baterije. Tijekom normalnog punjenja, ulazna i izlazna energija možda neće biti savršeno točna zbog pogrešaka u mjerenju, starenja i gubitaka kabela/konektora; kalibracija omogućuje BMS-u da vidi pravi kapacitet i SOH.
Gubitak prve godine je brz zbog "kemijskog taloženja i balansiranja stanica"; nakon toga se baterija stabilizira i gubitak se usporava (oko 95%→92%). U prvih nekoliko ciklusa punjenja i pražnjenja, SEI (Solid Electrolyte Interphase) sloj se formira; ovaj sloj kemijski troši energiju. Baterija je nova, površine elektroda i elektrolit nisu potpuno stabilni. Male neravnoteže i razlike u otporu između stanica također se rješavaju. Otuda brz početni pad.
SEI sloj se slegnuo, kemijske strukture su stabilne, stanice su uravnotežene. Pod istom upotrebom, ciklusi punjenja i pražnjenja uzrokuju manje gubitke. Rezultat: Godišnji gubitak kapaciteta manji je i nelinearan, sporo napreduje.