Zrozumienie wskaźników dotyczących baterii

W przeciwieństwie do pomiaru poziomu paliwa w samochodzie spalinowym, gdzie wystarczy po prostu sprawdzić ilość płynu, w pojazdach elektrycznych nie ma podobnego mechanizmu dla akumulatorów. W związku z tym dane dotyczące akumulatorów są złożone i opierają się na uzasadnionych szacunkach.

Poziom naładowania akumulatora, zasięg i pojemność są szacowane przez system zarządzania akumulatorem pojazdu, często nazywany BMS.

W tym artykule wyjaśniono, jak obliczane są różne wskaźniki dotyczące baterii, oraz omówiono niektóre z wynikających z tego nieoczywistych zjawisk.

Poziom naładowania baterii

Poziom naładowania akumulatora to wartość procentowa wyświetlana przez pojazd, w zakresie od 0% do 100%.

Ta wartość pokazuje, ile według samochodu pozostało jeszcze energii w akumulatorze. Nie oznacza to, że przy 0% akumulator jest fizycznie rozładowany, ani że przy 100% osiągnął swoją absolutną fizyczną granicę.

Wynika to z faktu, że akumulatory w samochodach elektrycznych mają wbudowane zabezpieczenia. Zabezpieczenia te chronią akumulator przed uszkodzeniem, ponieważ akumulatory litowo-jonowe mogą ulec uszkodzeniu, jeśli zostaną rozładowane zbyt mocno.

Zakres

Zasięg na jednym ładowaniu, zwany też zasięgiem nominalnym, to szacunkowa odległość, jaką pojazd może przejechać na obecnym ładunku akumulatora.

Zasięg opiera się na stałym założeniu dotyczącym wydajności, określonym na podstawie oficjalnych parametrów pojazdu ustalonych przez krajowy organ regulacyjny. Odpowiada to na pytanie:

„Jak daleko może przejechać ten samochód, jeśli zużywa energię z oficjalną sprawnością?”

Zasięg zazwyczaj zmienia się w przewidywalny sposób wraz z poziomem naładowania akumulatora. Jeśli przy 100% naładowania pojazd wskazuje 300 mil, to przy 50% zazwyczaj pokazuje 150 mil.

Zasięg nominalny jest przydatny do porównywania wydajności akumulatora w czasie, ale nie pozwala dokładnie przewidzieć rzeczywistego zasięgu, bo jazda w rzeczywistych warunkach często nie jest w 100% efektywna.

Pojemność

Pojemność akumulatora to szacunkowa wartość określona przez system zarządzania akumulatorem, wskazująca, ile energii może zmieścić akumulator; zazwyczaj mierzy się ją w kilowatogodzinach (kWh).

Istnieją dwa podstawowe wskaźniki wydajności:

Całkowita pojemność: aktualna pojemność zestawu akumulatorów, wliczając energię, która może nie być dostępna do normalnej jazdy, bo pojazd rezerwuje pewien zapas na ochronę akumulatora.

Pojemność użytkowa: Część pojemności akumulatora, którą pojazd pozwala wykorzystać do jazdy.

Pojazd szacuje pojemność na podstawie napięcia akumulatora, natężenia prądu, temperatury, historii ładowania i rozładowywania, zachowania ogniw oraz innych danych z systemu zarządzania akumulatorem.

Ponieważ to tylko szacunkowa wartość, pojemność może się z czasem nieznacznie zmieniać. Drobne wahania z dnia na dzień są czymś normalnym i nie oznaczają, że bateria nagle straciła na wydajności albo zaczęła działać lepiej.

Z czasem wydajność stopniowo spada – to normalne zjawisko.

Poziom naładowania i pojemność baterii nie pokrywają się idealnie

Poziom naładowania akumulatora i pojemność w kWh są ze sobą powiązane, ale nie zawsze się pokrywają.

Na przykład pojazd o szacowanej pojemności użytkowej wynoszącej 75 kWh niekoniecznie ma do dyspozycji dokładnie 37,5 kWh przy 50% naładowaniu.

To dlatego, że poziom naładowania akumulatora jest obliczany na podstawie szacunkowej pojemności użytkowej pojazdu, która uwzględnia rezerwy bezpieczeństwa.

Poziom naładowania baterii wynoszący 0% nie oznacza, że bateria jest faktycznie rozładowana

Powszechnym błędnym przekonaniem jest to, że poziom baterii wynoszący 0% oznacza, że bateria jest rozładowana. Tak nie jest.

Jeśli akumulator w samochodzie elektrycznym zostałby naprawdę rozładowany do 0 kWh, mógłby ulec trwałemu uszkodzeniu. Akumulatory litowo-jonowe muszą pozostawać w bezpiecznym zakresie napięcia, dlatego pojazd chroni zestaw akumulatorów, rezerwując energię przy poziomie naładowania poniżej 0%.

Nie oznacza to jednak, że warto jeździć do momentu, aż poziom naładowania spadnie do 0%. Dolny próg służy jako zabezpieczenie, a nie jako normalny zakres użytkowania. Wielokrotne rozładowywanie akumulatora do bardzo niskiego poziomu może zwiększyć obciążenie akumulatora i spowodować, że pojazd nie będzie mógł normalnie jeździć ani się ładować.

Zasięg skuteczny zmienia się w czasie

Rzeczywisty zasięg podczas jazdy może się zmieniać z wielu powodów, między innymi:

• Wiek baterii
• Zużycie baterii
• Temperatura
• Ostatnie dane dotyczące efektywności jazdy
• Ciśnienie w oponach
• Rozmiar kół i opon
• Aktualizacje oprogramowania
• Kalibracja baterii
• Wykorzystanie klimatyzacji
• Prędkość jazdy
• Różnice wysokości
• Warunki pogodowe

To zupełnie normalne. Twój samochód nieustannie dokonuje szacunków, uczy się i dostosowuje ustawienia w zależności od stanu akumulatora i warunków otoczenia.

Dlaczego parametry baterii zmieniają się po naładowaniu i kalibracji

System zarządzania akumulatorem nieustannie się uczy.

Wskaźniki dotyczące akumulatora często stają się dokładniejsze, gdy pojazd ma czas na zebranie danych o akumulatorze w szerokim zakresie stanów naładowania. Dlatego właśnie kalibracja systemu BMS zwiększa dokładność wskaźników dotyczących akumulatora w pojeździe.