SoH / Battery health status

Che cosa significa in realtà?

Miti e fatti sulle condizioni della batteria di un veicolo elettrico: cosa è necessario sapere.

Nikolaus Mayerhofer

In questo testo, rispondiamo a domande sullo stato di salute delle batterie (SoH) nei veicoli elettrici e ibridi plug-in. È importante capire le diverse definizioni di SoH e quale sia quella effettivamente rilevante. Scopri una nuova prospettiva e inizia a vedere i veicoli elettrici con occhi diversi.

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SoH sta per "State of Health", ovvero lo stato di salute della batteria di un'auto elettrica o ibrida plug-in. Per sapere in che stato si trova la batteria di un'auto elettrica o ibrida plug-in, è necessario determinare il SoH. Tuttavia, l'elettromobilità è un settore ancora giovane in cui non esistono standard e norme uniformi. La mancanza di standard significa anche che non esiste un metodo uniforme per calcolare la salute della batteria (SoH). Il nostro punto di partenza è ciò che sta a cuore a tutti i conducenti di veicoli elettrici: l'autonomia.

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La formula è semplice! In teoria...

La determinazione del SoH in base all'autonomia potrebbe basarsi sul seguente calcolo:
"Corrente dell'autonomia" (corrispondente allo stato attuale della batteria) diviso per "Stato nuovo dell'autonomia", il risultato viene poi fornito come valore percentuale. Tuttavia, il fattore decisivo di questo metodo di calcolo è che lo stesso stile di guida sia utilizzato come base per entrambi i valori. Più facile a dirsi che a farsi! Dopotutto, ogni automobilista ha il proprio profilo di guida individuale. Anche le influenze esterne influiscono sull'energia estraibile della batteria e quindi sull'autonomia del veicolo che si sta testando.

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Ma il WLTP serve proprio a questo! Purtroppo solo teoricamente...

Il metodo di calcolo più trasparente, indipendente da influenze esterne, sarebbe la determinazione del SoH sulla base del cosiddetto ciclo di guida WLTP. WLTP è l'acronimo di "Worldwide Harmonized Light-Duty Vehicles Test Procedure", una procedura di prova utilizzata per determinare il consumo energetico dei veicoli. I dati WLTP intendono riflettere un profilo di guida il più possibile vicino alla realtà, tenendo conto di vari fattori di influenza. Naturalmente, si potrebbe discutere ancora una volta sul termine "vicinanza alla realtà", e non è un segreto che per molte auto l'autonomia reale sia molto inferiore a quella del WLTP. Il vantaggio, tuttavia, è che questo metodo è lo stesso in tutto il mondo ed è quindi comparabile e indipendente dallo stile di guida del conducente.

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In linea di principio, si utilizzerebbe di nuovo la formula "WLTP attuale" diviso "WLTP nuovo", col valore per "WLTP nuovo" corrispondente a quello specificato dal produttore per la gamma. Per determinare il "WLTP attuale", l'auto da testare dovrebbe essere effettivamente guidata secondo gli standard WLTP. Tuttavia, questa procedura costa molto denaro, richiede molto tempo e non è quindi un'opzione per il consumatore medio. Il valore di riferimento, il nuovo stato della gamma WLTP, invece, può essere comodamente preso dalla scheda tecnica del produttore per calcolare il valore percentuale.

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Una soluzione semplice è quella di misurare durante il processo di carica! Ma non è così semplice...
La soluzione più semplice sarebbe quella di misurare la quantità da caricare. Tuttavia, questa è influenzata da fattori esterni, dal metodo di carica, ecc. e risulterà quindi maggiore della quantità di energia effettivamente immagazzinata nella batteria. Pertanto, è inutile come indicatore delle condizioni della batteria.

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I parametri che determinano le prestazioni di una batteria sono la tensione nominale in volt [V], la capacità in ampere-ora [Ah] e la conseguente quantità di energia immagazzinabile in chilowattora [kWh]. Tuttavia, questi parametri cambiano non solo in base alla quantità di utilizzo, ma anche in base alle influenze ambientali (come la temperatura), alle caratteristiche di scarica (profilo di guida), ecc.

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Soluzione AVILOO: indipendente dal produttore e obiettiva

Per poter presentare ai nostri clienti un risultato onesto e significativo, il nostro calcolo dello stato di salute della batteria si basa sull'energia estraibile in kWh. L'energia estraibile in kWh è paragonabile alla capacità del serbatoio in litri di benzina o diesel che può essere estratta da un veicolo a combustione interna.

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Come accennato in precedenza, tuttavia, in questo confronto vi sono altre gravi differenze o peculiarità che non sono note nell'ambito della trazione a combustione interna. Come già sappiamo, l'energia estraibile in kWh dipende fortemente dalla temperatura della batteria, oltre che dalle caratteristiche di scarica e da altri aspetti. Rispetto alla capacità del serbatoio di un motore a combustione interna, ad esempio, la quantità di energia immagazzinata nella batteria non può essere sempre utilizzata al 100%.

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Pertanto, per AVILOO è importante considerare numerosi fattori di correzione nel calcolo del risultato. Ad esempio, AVILOO calcola in base a una temperatura della batteria di 25° e a un profilo di guida simile al WLTP per ogni valutazione.

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Ecco come viene calcolato il SoH (stato di salute) con il nostro test PREMIUM:

Collega il box AVILOO all'interfaccia OBD del tuo veicolo e guida secondo il tuo stile di guida individuale fino a quando la batteria si scarica dal 100% al 10%. Non è necessario prestare particolare attenzione a nulla o modificare il proprio stile di guida.

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L'analisi si basa su tutti i dati raccolti durante la scarica. Milioni di dati rilevanti per la batteria provenienti dal veicolo vengono trasferiti in tempo reale alla AVILOO Battery Data Platform. Una volta completata la scarica, i dati trasmessi vengono convalidati e da questi viene analizzato lo stato di salute (SoH) della batteria.

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Tutti i dati vengono valutati e convertiti in un risultato comparabile sui nostri server AVILOO utilizzando i necessari fattori di compensazione. Il calcolo viene effettuato in base alla visualizzazione del SoC nel veicolo sul totale del 100% e viene visualizzato in modo trasparente in kWh sul certificato della batteria. Il risultato è il valore utilizzato per la valutazione delle condizioni della batteria.
Con il calcolo "contenuto energetico attuale" (energia utilizzabile misurata del veicolo in prova /100% a 0% secondo il display/) diviso per "energia nuova condizione" (energia utilizzabile misurata del modello di veicolo in prova in condizioni nuove /100% a 0% secondo il display/), si ottiene un valore percentuale che fornisce informazioni sullo stato di salute (SoH).

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Le basi dell'analisi:

Lo stato di salute (SoH) della batteria viene condotto utilizzando calcoli, algoritmi e modelli complessi. Due fattori importanti considerati nel calcolo sono la compensazione della temperatura e la compensazione del tasso di scarica (tipo di guida).
Per garantire l'indipendenza dalla temperatura durante il test della batteria, ogni risultato della misurazione viene compensato con una temperatura della batteria di 25°C.
Per garantire l'indipendenza dal tasso di scarica durante il test della batteria, ogni risultato della misurazione viene compensato con un tasso di scarica tipico del ciclo WLTP.

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Esempio:

La capacità della batteria misurata (da 100% a 0% secondo il display) per un modello di auto è di 60 kWh, che è il valore per il "contenuto energetico del nuovo stato".
Nel test AVILOO PREMIUM è possibile rimuovere solo 54 kWh, che è il valore del "contenuto energetico attuale".
54 kWh / 60 kWh = 0,9 * 100 = 90%
Ciò significa che il SoH di questa batteria è ancora del 90% rispetto allo stato nuovo.