Så kontrollerar du elbilens batterihälsa med en kapacitetsuppskattning

En körning kan hjälpa dig att uppskatta den energi som är tillgänglig inom elbilens visade batteriprocentintervall. Med konsekventa avläsningar och ett jämförbart referensvärde kan upprepade uppskattningar hjälpa dig att följa förändringar i den tillgängliga energin.

Vad uppskattningen mäter

Metoden dividerar färddatorns rapporterade energianvändning med den andel av den visade laddningsnivån (SOC) som har använts. Den uppskattar den energi som hela det visade intervallet 100–0% motsvarar under körningens förhållanden.

Det viktigaste antagandet är att varje visad procentenhet motsvarar en lika stor andel energi. SOC beskriver laddningstillståndet, medan energin också beror på spänningen. Spänningen ändras under urladdningen och instrumentpanelen använder bilens egen omräkning, så de visade procenttalen behöver inte följa energin linjärt. Analog Devices: SOC and SOH estimation

Ett gemensamt mätunderlag kan ge sammanhängande fel, så överensstämmelse mellan avläsningarna är ingen oberoende verifiering av batterikapaciteten. Kapitlet Battery Management System förklarar hur bilen uppskattar batteriets tillstånd.

Att jämföra resultatet med ett motsvarande värde för ett nytt batteri ger en uppskattning av hur stor andel av energin som finns kvar. State of Health (SoH) kan också beskriva effektförmåga, som den här körningen inte mäter. En diagnostisk bedömning undersöker fel separat från bibehållen kapacitet och effekt. Mekanismerna bakom kapacitetsförlust och försämrad effektförmåga behandlas i Battery Degradation.

Välj avläsningar och referensvärde

Använd en färdregistrering som täcker hela körningen. Kontrollera i bilens instruktionsbok vad förbrukningsvärdet omfattar, särskilt kupéklimatisering, batteriets uppvärmning eller kylning och förbrukning vid parkering. Ett genomsnitt för den senaste korta sträckan representerar inte en längre körning.

Energi- och SOC-avläsningarna måste täcka samma period. Teslas amerikanska instruktionsbok för Model Y skiljer exempelvis mellan energianvändning under körning och under parkering. Om ett energivärde som bara gäller körningen kombineras med en SOC-minskning som omfattar en lång parkering utelämnas en del av förbrukningen i beräkningen. Tesla US Model Y manual: energy use while driving and parked

För att beräkna bibehållen energi i procent behöver du ett referensvärde för ett nytt batteri med samma batteriversion och energiintervall:

• Identifiera den exakta batterikonfigurationen och eventuella programvaruändringar som påverkar den tillgängliga energin.
• Kontrollera referensvärdets start- och slutgränser. Bruttokapacitet, nettokapacitet och energi inom det visade intervallet 100–0% är olika storheter.
• Kontrollera om referensvärdet omfattar energi som är tillgänglig under visade 0% och om mätförhållandena är jämförbara.

EVKX definierar nettokapacitet som all energi föraren kan använda från visade 100% tills framdrivningen upphör, inklusive eventuell tillgänglig reserv under noll. Den här körningsbaserade beräkningen extrapolerar bara det visade intervallet 100–0%. Kapitlet Battery Buffer and Usable Capacity förklarar gränsen; Gross and Net Battery Capacity definierar de övergripande kapacitetsbegreppen.

Om ett jämförbart referensvärde saknas, behåll uppskattningen i kWh och jämför liknande körningar över tid. En tidigare körning kan ge ett personligt utgångsvärde, men det representerar bilens skick vid det tillfället, inte nödvändigtvis dess skick som ny.

Registrera en körning och beräkna energin

Välj en resa med praktiska laddmöjligheter och tillräcklig reserv för förändringar i väder och färdväg. Ett bredare SOC-intervall minskar avrundningens relativa inverkan, men det finns inget allmängiltigt minimiintervall som garanterar noggrannhet. Du behöver inte börja vid 100%; kör inte mot ett driftsstopp för att slutföra kontrollen.

1. Följ bilens laddningsanvisningar. Välj en körning där batteriet har en drifttemperatur som går att upprepa och inga varningar visas för batteriet eller temperaturregleringen.
2. Notera den visade SOC-nivån omedelbart före avfärd och nollställ färdregistreringen för hela resan.
3. Kör som vanligt. Se till att energiregistreringen och SOC-intervallet täcker samma förlopp även vid stopp; om parkeringsenergi utelämnas och inte kan räknas med, använd en annan körning.
4. När du står säkert parkerad vid resans slut, notera SOC, körsträcka och förbrukning samtidigt, före laddning eller ett längre uppehåll. Notera även körtid, datum, mätarställning, programvaruversion, utetemperatur och batteritemperatur när den finns tillgänglig.
5. Beräkna den rapporterade energin och dividera sedan med den andel av visad SOC som har använts.

För förbrukning som anges i kWh/100 km:

Rapporterad färdenergi (kWh) = körsträcka (km) × förbrukning (kWh/100 km) ÷ 100

För energieffektivitet som anges i miles/kWh:

Rapporterad färdenergi (kWh) = körsträcka (miles) ÷ energieffektivitet (miles/kWh)

En förändring från 90% till 20% är 70 procentenheter, eller en andel på 0,70:

Uppskattad energi i det visade intervallet (kWh) = rapporterad färdenergi ÷ ((SOC vid start − SOC vid slut) ÷ 100)

Med ett jämförbart referensvärde för ett nytt batteri:

Uppskattad bibehållen energi (%) = uppskattad energi i det visade intervallet ÷ motsvarande referensvärde som ny × 100

Dessa ekvationer använder bilens rapporterade energi. Energi som debiteras av en laddare kan omfatta förluster och hjälpförbrukning efter dess mätare och kan därför inte ersätta körningens energianvändning från batteriet. Charging loss förklarar mätgränserna.

Räkneexempel

Det här är hypotetiska indata som visar beräkningen, inte mätningar av en viss modell. Båda utgår från ett jämförbart referensvärde på 86,5 kWh för det visade intervallet 100–0% som ny. Avrundade resultat visar matematiken; de styrker inte en mätnoggrannhet på en tiondels procent.

Kilometer och kWh/100 km

En körning är 308 km lång med ett visat genomsnitt på 25 kWh/100 km, från 100% till 5%:

Rapporterad energi = 308 × 25 ÷ 100 = 77,0 kWh

SOC-intervall = 100 − 5 = 95 procentenheter

Uppskattad energi i det visade intervallet = 77,0 ÷ 0,95 ≈ 81,1 kWh

Uppskattad bibehållen energi = (77,0 ÷ 0,95) ÷ 86,5 × 100 ≈ 93,7%

Uppskattningen ligger cirka 6,3% under referensvärdet. Skillnaden omfattar både eventuella permanenta förändringar och effekter av förhållandena och uppskattningsfel.

Miles och miles/kWh

En separat hypotetisk körning är 140 miles lång vid 2,5 miles/kWh, från 90% till 20%:

Rapporterad energi = 140 ÷ 2,5 = 56,0 kWh

SOC-intervall = 90 − 20 = 70 procentenheter

Uppskattad energi i det visade intervallet = 56,0 ÷ 0,70 = 80,0 kWh

Uppskattad bibehållen energi = 80,0 ÷ 86,5 × 100 ≈ 92,5%

Den här uppskattningen ligger cirka 7,5% under referensvärdet. Körningen börjar under full laddning och slutar med en reserv. De två exemplen använder olika indata; de är inte en enhetsomräkning av samma resa.

Tolka variationer mellan körningar

Avrundning och SOC-intervallet

Anta att SOC vid varje ändpunkt avrundas till närmaste hela procentenhet. Varje avläsning kan avvika från den underliggande uppskattningen med upp till en halv enhet, så skillnaden kan vara fel med upp till en enhet enbart på grund av avrundning.

Om den rapporterade energin hålls konstant ändras den beräknade energin med cirka +11% respektive −9% när ett intervall på 9 eller 11 enheter används i stället för 10. Att använda 79 eller 81 enheter i stället för 80 ger en förändring på cirka ±1,3%. Dessa intervall illustrerar enbart avrundning; de omfattar inte BMS-uppskattningsfel, avrundning av förbrukning eller utelämnad energi.

Förbrukning och tillgänglig energi

Vind, backar, däck och hastighet ändrar energibehovet för en resa. Högre förbrukning i sig innebär inte ett mindre batteri: om färdregistreringen fångar energin och SOC-förändringen följer den korrekt tar beräkningen hänsyn till den ökade användningen.

Energi som saknas i registreringen är ett annat problem. Om en last minskar SOC men saknas i den registrerade färdenergin blir täljaren för liten och intervallets beräknade energi underskattas. Kontrollera bilens energiredovisning innan du lägger till någon korrigering; anta ingen standardprocent för förluster.

Temperatur och urladdningshastighet kan också påverka hur mycket energi batteriet levererar innan det når sina gränser. Därför anger DOE:s batteritestmanual temperatur- och spänningsförhållanden och skiljer mellan tester av kapacitet, tillgänglig energi och effekt. US Department of Energy: Battery Test Manual for Electric Vehicles

SOC-korrigeringar och ändringar av driftsintervallet

BMS uppskattar laddningstillståndet utifrån mätningar och modeller. Förändringar i uppskattningen kan flytta den visade procentnivån utan att tillföra energi eller återställa cellkapacitet. Analog Devices: SOC and SOH estimation Notera ett oväntat SOC-hopp eller en korrigering efter parkering separat; kombinera inte denna senare SOC med den tidigare körningens energi och behandla resultatet som ett jämförbart test.

Programvaran kan också ändra det tillgängliga intervallet. Balansering kan återge tillgång till energi som begränsats av ojämna laddningsnivåer, medan cellernas förlorade lagringskapacitet förblir oförändrad. Cell balancing Anteckna programvaruändringar och relevant servicearbete i loggen så att en ändrad uppskattning inte automatiskt betecknas som degradering.

Jämför flera körningar med liknande SOC-intervall, temperaturer och energiredovisning. Spara de enskilda resultaten och deras förhållanden i stället för att ta medelvärdet av oförenliga tester. En varaktig minskning under jämförbara förhållanden ger starkare skäl att undersöka saken än den lägsta enstaka avläsningen.

När ett diagnostiskt test behövs

Om ett oväntat lågt resultat åtföljs av batterivarningar, upprepade plötsliga SOC-förändringar eller onormala effektbegränsningar, följ bilens serviceanvisningar. Att upprepa en lång körning kan inte utesluta ett fel. Montes och kollegors studie om batteribedömning skiljer mellan löpande hälsouppskattningar och tester av kapacitet och inre resistans, och tar hänsyn till fel vid sidan av bibehållen energi. Montes and colleagues: assessing batteries after EV use (2022)

När ett tillverkartest finns ger det en definierad procedur. Teslas amerikanska instruktionsbok för Model Y skiljer mellan en BMS-baserad hälsobedömning och ett valfritt Battery Health Test. På bilar med funktionen kan testet ta upp till 24 timmar med en AC-anslutning och kan ladda ur batteriet till visade 0% medan bilen står parkerad och ansluten. Det rapporterar bibehållen energi jämfört med som ny och kan kalibrera om den visade räckviddsuppskattningen. Tesla rekommenderar det endast om det finns oro för den bibehållna energin. Följ alla förutsättningar och instruktioner i instruktionsboken. Tesla Model Y Owner's Manual: High Voltage Battery Health

Inför ett köp, en reparation eller ett garantibeslut bör du be om en rapport som identifierar bilen och batteriet, testdatum, mätstorhet, referensvärde, metod, förhållanden och relevanta fel. Vid ett kapacitetsanspråk ska den tillämpliga gränsen för godkänt/underkänt ingå. Innan du betalar för ett test som ska stödja ett anspråk, kontrollera vilken procedur tillverkaren godtar. Battery warranty förklarar de separata kraven för kapacitetsgarantier och skydd mot fel.