Batterijdegradatie & capaciteit verlies berekening
| Toestand | Totaal Capaciteit | Verlies (%) | Capaciteitsterugval (kWh) | Energie bij 100% | Verliesberekening | Actieradius | Geschatte Opladetijd bij 150 kW DC Snellaad |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Nieuwe Accumulatoren | 60 kWh | 0 | 0 kWh | 60 kWh | — | 450 km | ~24 min |
| 10% Capaciteitsterugval | 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% Capaciteitsterugval | 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 |
📌Deze tabel is gebaseerd op een voertuig met een batterij van 60 kWh en een nominale actieradius van 450 km.Berekeningen gaan ervan uit dat de snelheid constant is en de consumptie lineair is. In de praktijk kunnen factoren zoals weer, rij snelheid, wegdek, bandtoestand en systeemefficiëntie afwijkingen in actieradius en consumptie veroorzaken.
⚡De berekeningstijd voor opladen geeft de theoretische minimumtijd aan.In werkelijke DC opladingsscenario's kan de Batterijbeheersysteem (BMS) geleidelijk de opladingssnelheid verminderen op basis van de staat van lading (SOC), temperatuur en celgezondheid. Daarnaast beïnvloeden de maximale stroom die door de opladingsstation en het voertuig wordt ondersteund, de tijd. Daarom kunnen de werkelijke opladingstijden langer zijn dan berekend.
🔍🔍 Uitleg: Batterijchemie, BMS en afname over tijd
Opladen-ontladen cycli, temperatuur, hoge opladingskracht en opslag veroorzaken accu-ouderdom. De interne chemische structuur degraderen → cellen verliezen energieopslagcapaciteit.
Het toont altijd de huidige maximale capaciteit. Als er 10% verlies is, 100% = 54 kWh; als 20% verlies, 100% = 48 kWh. Daarom bevat de display, zelfs als het 100% toont, niet zoveel energie als voorheen (minder opgeslagen energie).
De opladetijd neemt licht af omdat minder energie moet worden ingevuld.
Een accu is geen elektronisch circuit; daardoor kan haar interne staat niet exact worden gekend. Berekeningen zijn gebaseerd op stroom, spanning, energie en elektronenstroom die naar en van de accu stromen. Data zoals hoeveel uur de accu is opgeladen en haar leeftijd worden ook beoordeeld om de gebruikstijd te schatten, en de voertuigdisplay toont de energiestatus als % of bereik. Het Batterijbeheersysteem (BMS) monitort continu deze elektronenstroom, warmte, spanning en stroom; het beperkt de accu tegen overbelading, ontlading en oververhitting. Het genereert ook geschatte accu gezondheid (SOH) gegevens van opladen-ontladen cycli.
Elektrolyt vloeistof degraderen, gas vormt, warmte neemt toe, celvergroting optreedt, brandgevaar ontstaat en batterijleven wordt aanzienlijk verkort.
Omgekeerde reacties voorkomen in de chemische structuur, elektroden kollaberen, de cel sterft volledig en wordt onherstelbaar.
De stroom die wordt getoond op de oplaadstation en de auto-scherm zijn bijna identiek (bijv. 11 kW AC, 150 kW DC). Echter, de werkelijke stroom die de accu binnendringt is 5-12% lager voor AC en 3-7% lager voor DC door kabel- en connectorverlies. De BMS beschouwt altijd deze kleine verschillen en beschermt de accu tegen over- of onderlading.
Het corrigeert onzekerheden die ontstaan door chemische veranderingen in de accu en onbalansen tussen cellen, waardoor de voertuigdisplay een nauwkeurige energiestatus en accu-gezondheid weergeeft. Tijdens normaal opladen kan de energie in en uit niet perfect nauwkeurig zijn vanwege meetfouten, veroudering en kabel/connectorverliezen; kalibratie stelt de BMS in staat om de echte capaciteit en SOH te zien.
Het eerste jaar verlies is snel door "chemische instelling en celbalans"; daarna stabiliseert de accu en verloopt het verlies langzamer (om en bij 95%→92%). In de eerste paar oplaad- en ontlaadcyclusen vormt zich de SEI (Solide Elektrolyt Interphase)-laag; deze laag consumeert energie chemisch. De accu is nieuw, elektrodeoppervlakken en elektrolyt zijn niet volledig stabiel. Kleine ongelijkheden en weerstandverschillen tussen cellen nemen ook plaats. Daarom de snelle initiële daling.
De SEI-laag is geëgaliseerd, chemische structuren zijn stabiel, cellen zijn geëvenaard. Onder dezelfde gebruiksaanwijzing veroorzaken oplaad- en ontlaadcyclusen minder verlies. Resultaat: Jaarlijks capaciteitsverlies is lager en niet-lineair, voortgaat langzaam.