Beräkning av Batteridegrad & Kapacitetsförlust
| Tillstånd | Total kapacitet | Förlust (%) | Kapacitetsförlust (kWh) | Energi vid 100% | Förlustberäkning | Räckvidd | Beräknad laddningstid vid 150 kW DC snabb laddning |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Nytt batteri | 60 kWh | 0 | 0 kWh | 60 kWh | — | 450 km | ~24 min |
| 10% Kapacitetsförlust | 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% Kapacitetsförlust | 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 |
📌Denna tabell är baserad på ett fordon med en 60 kWh-batteri och ett nominellt räckvidd på 450 km.Beräkningar antar konstant hastighet och konsumtion, med räckvidd beräknad linjärt. I verkliga världen kan faktorer som väder, körfart, väggradient, däckförhållande och systemeffektivitet orsaka avvikelser i räckvidd och konsumtion.
⚡Laddningstid beräkningar indikerar teoretiskt minimum tid.I verkliga DC-laddningsscenarier kan Batteri Hanterings Systemet (BMS) gradvis minska laddningseffekten baserat på laddningsstatus (SOC), temperatur och cellhälsa. Dessutom påverkar den maximala effekt som stöds av laddningsstationen och fordonet tiden. Därför kan verkliga laddningstider vara längre än beräknade.
🔍🔍 Förklaring: Batterikemi, BMS och degradering över tid
Laddnings-/ur-laddningscykler, temperatur, hög laddningskraft och lagring orsakar batteridegrad. Den inre kemiska strukturen degraderas → celler förlorar energilagring kapacitet.
Det visar alltid den nuvarliga maximala kapaciteten. Om det finns 10% förlust, 100% = 54 kWh; om 20% förlust, 100% = 48 kWh. Därför innehåller även om displayen visar 100%, inte lika mycket energi som tidigare (mindre lagrad energi).
Laddningstiden minskar något eftersom mindre energi behöver fyllas.
En batteri är inte ett elektroniskt krets; därför kan dess inre tillstånd inte kännas exakt. Beräkningar baseras på ström, spänning, energi och elektronflöde som går in och ut ur batteriet. Data som hur många timmar batteriet har varit laddat och dess ålder utvärderas också för att uppskatta användningstid, och fordonets display visar energistatus som % eller räckvidd. Batteri- och Systemhanteringsystemet (BMS) övervakar kontinuerligt detta elektronflöde, värme, spänning och ström; det begränsar batteriet mot överladdning, underladdning och överhettning. Det genererar också uppskattad batterihälsa (SOH) data från laddnings- och ur-laddningscykler.
Elektrolytflöde försämras, gas bildas, värmen ökar, cellen sväller upp, brandrisken ökar och batterilivet förkortas betydligt.
Omvänt reaktioner inträffar i kemiska struktur, elektroder kollapsar, cellen dör helt och blir oåtervinnlig.
Den effekt som visas på laddningsstationen och fordonets skärm är nästan identisk (t.ex. 11 kW AC, 150 kW DC). Dock är den faktiska effekt som införs i batteriet 5–12% lägre för AC och 3–7% lägre för DC på grund av kabelförluster och anslutningsförluster. BMS överväger alltid denna lilla skillnad och skyddar batteriet från över- eller underladdning.
Det korregerar osäkerheter som uppstår från kemiska förändringar i batteriet och obalanser mellan celler, säkerställer att fordonets display visar en korrekt energistatus och batterihälsa. Under normal laddning kan energi in och ut inte vara perfekt exakt på grund av mätningssystemfel, åldrande och kabel/kopplingssystemförluster; kalibrering tillåter BMS att se den verkliga kapaciteten och SOH.
Den första årsförlusten är snabb på grund av "kemiskt sättande och cellbalansering"; efter det stabiliserar batteriet och förlusten avtar (cirka 95%→92%). I de första några laddnings- och ur-laddningscyklerna bildas SEI-lagret (Solid Electrolyte Interphase); detta lagringslager konsumerar energi kemiskt. Batteriet är nytt, elektrod- och elektrolyt-ytor och elektrolyt är inte fullt stabila. Mindre obalanser och motståndsskillnader mellan celler sätter sig också. Därför är den snabba initiala nedgången.
SEI-lagret har satt sig, kemiska strukturer är stabila, celler är balanserade. Under samma användning orsakar laddnings- och ur-laddningscykler mindre förlust. Resultat: Årlig kapacitetsförlust är lägre och icke-linjär, progresserar långsamt.