Akumulator używanego samochodu elektrycznego może mieć problemy, których nie ujawni standardowy pomiar jego pojemności. Brytyjska firma Generational przeanalizowała wyniki diagnostyki 10 tys. pojazdów i wykryła niepokojące różnice napięć między ogniwami w około 1,2% z nich. Choć zdecydowana większość baterii nie wykazywała takich nieprawidłowości, wyniki pokazują, dlaczego przed zakupem elektryka warto sprawdzić coś więcej niż deklarowany stan zdrowia akumulatora.
Pojemność to nie wszystko
Przy zakupie używanego samochodu elektrycznego jednym z najważniejszych parametrów jest SOH (State of Health), czyli wskaźnik kondycji akumulatora. Najczęściej odnosi się on do ilości energii, którą bateria może jeszcze magazynować w porównaniu z jej pierwotnymi możliwościami. Im większa degradacja pojemności, tym mniejszy potencjalny zasięg samochodu.
Problem polega na tym, że nawet akumulator o stosunkowo wysokim SOH może mieć inne nieprawidłowości. Jedną z nich jest nierównowaga napięć pomiędzy poszczególnymi ogniwami. Może ona wpływać nie tylko na dostępną pojemność, ale również na ładowanie, oddawanie energii i długoterminową niezawodność całego pakietu.
Właśnie temu zagadnieniu przyjrzała się brytyjska firma Generational, specjalizująca się w diagnostyce akumulatorów samochodów elektrycznych. Przeanalizowała wyniki testów 10 tys. używanych pojazdów oferowanych przez dealerów w Wielkiej Brytanii.
Jeden problematyczny element
Akumulatory trakcyjne składają się z wielu ogniw połączonych w moduły i większe zespoły. Ich parametry nie są idealnie identyczne, dlatego system zarządzania baterią (BMS) monitoruje między innymi napięcia poszczególnych ogniw i dba o ich prawidłową pracę.
Niewielkie różnice napięć są naturalnym zjawiskiem. Jeżeli jednak stają się zbyt duże, mogą wskazywać na nierównomierne naładowanie, różnice w charakterystyce ogniw lub postępującą degradację niektórych elementów akumulatora.
fot. BMW
Znaczenie ma przy tym sposób połączenia ogniw. W układach szeregowych najsłabsze ogniwo może ograniczać możliwości całego zespołu. System BMS musi bowiem pilnować, aby podczas ładowania żadne ogniwo nie przekroczyło dopuszczalnego napięcia, a podczas rozładowywania nie spadło poniżej bezpiecznego poziomu.
W praktyce może to oznaczać wcześniejsze zakończenie ładowania, ograniczenie dostępnej energii lub zmniejszenie mocy oddawanej przez akumulator. Nierównowaga może również utrudniać precyzyjne szacowanie poziomu naładowania. W poważniejszych przypadkach konieczna bywa naprawa lub wymiana uszkodzonego modułu, a niekiedy większej części baterii.
Wyniki 10 tys. testów
Analiza Generational przyniosła przede wszystkim uspokajający wynik. Mediana różnicy napięć między ogniwami wyniosła zaledwie 8 mV, czyli 0,008 V. Oznacza to, że połowa przebadanych samochodów miała nierównowagę nieprzekraczającą tej wartości.
Jednak nie wszystkie akumulatory były w równie dobrej kondycji. Firma wyróżniła dwa poziomy odchyleń, które mogą wymagać szczególnej uwagi:
- Powyżej 50 mV (0,05 V) – taki poziom nierównowagi stwierdzono w około 1,2% samochodów, czyli mniej więcej w co 85. egzemplarzu. Według Generational wynik uzasadnia dokładniejszą diagnostykę.
- Powyżej 100 mV (0,1 V) – tak dużą różnicę odnotowano w około jednym na 200 pojazdów, czyli w przybliżeniu w 0,5% badanej próby. Może ona wskazywać na potencjalną usterkę akumulatora.
Przekładając te proporcje na całą próbę, około 120 samochodów przekroczyło próg 50 mV, a około 50 wykazywało nierównowagę większą niż 100 mV. Druga grupa zawiera się w pierwszej, dlatego wyników tych nie należy sumować.
Warto jednocześnie podkreślić, że przekroczenie wskazanego progu nie oznacza automatycznie uszkodzenia baterii. Różnice napięć zależą między innymi od poziomu naładowania, temperatury, obciążenia i charakterystyki chemicznej ogniw. Pojedynczy pomiar powinien być interpretowany z uwzględnieniem warunków testu oraz specyfikacji konkretnego akumulatora.
Ważne ograniczenie analizy
Choć badanie objęło dużą liczbę samochodów, nie pozwala jednoznacznie określić, które używane elektryki są najbardziej narażone na problemy z nierównowagą ogniw.
Jak zauważa słowacki serwis TeslaMagazin.sk, opisujący wyniki Generational, w udostępnionych informacjach zabrakło szczegółowych danych dotyczących wieku i przebiegów testowanych pojazdów. Nie wiadomo więc, w jakim stopniu stwierdzone nieprawidłowości wiązały się z intensywnością eksploatacji lub naturalnym starzeniem akumulatorów.
Nie przedstawiono również szczegółowego rozkładu wyników dla poszczególnych marek i modeli. Na podstawie tych danych nie można zatem wskazać producentów, których akumulatory częściej wykazują tego rodzaju problemy.
Istotne jest również to, że badanie dotyczyło samochodów znajdujących się w ofertach brytyjskich sprzedawców. Nie musi więc dokładnie odzwierciedlać struktury całego rynku używanych elektryków, szczególnie w innych krajach.
Jak sprawdzić baterię?
Wyniki analizy pokazują, że przed zakupem używanego samochodu elektrycznego warto przeprowadzić diagnostykę wykraczającą poza sam odczyt SOH. Wysoki wskaźnik kondycji akumulatora jest korzystną informacją, ale nie daje pełnej gwarancji sprawności wszystkich jego elementów.
Rozszerzony test powinien uwzględniać między innymi różnice napięć pomiędzy ogniwami lub grupami ogniw, zarejestrowane błędy systemu BMS oraz ewentualne ograniczenia ładowania i oddawania mocy. Ważne jest także sprawdzenie, czy pomiar wykonano w warunkach umożliwiających jego wiarygodną interpretację.
fot. Volkswagen
Nie każda nierównowaga oznacza trwałą degradację. W niektórych przypadkach różnice wynikają z nierównomiernego poziomu naładowania i mogą zostać zmniejszone przez prawidłowo działający układ balansowania ogniw. Jeżeli jednak problem utrzymuje się lub narasta, może wskazywać na różnice w ich rzeczywistej kondycji.
Wczesne wykrycie takiej nieprawidłowości pozwala dokładniej ocenić ryzyko związane z zakupem samochodu. Nie ma natomiast podstaw, aby zakładać, że każda wykryta nierównowaga doprowadzi do kosztownej awarii albo że sama diagnostyka pozwoli jej zapobiec.
Większość bez nieprawidłowości
Z perspektywy rynku wtórnego najważniejszy jest fakt, że w zdecydowanej większości przebadanych samochodów nie stwierdzono nierównowagi przekraczającej przyjęty przez Generational próg 50 mV. Wynik ten nie oznacza jednak, że wszystkie pozostałe akumulatory były wolne od innych usterek lub degradacji.
Analiza dostarcza więc dwóch istotnych informacji. Z jednej strony poważniejsze odchylenia napięć okazały się stosunkowo rzadkie w badanej grupie. Z drugiej pokazuje, że ocena baterii wyłącznie na podstawie jej pojemności może być niewystarczająca.
Dla kupującego używanego elektryka oznacza to, że warto zwrócić uwagę nie tylko na deklarowany zasięg i procentowy stan zdrowia akumulatora, lecz także na wyniki bardziej szczegółowej diagnostyki. To właśnie ona może ujawnić nieprawidłowości, które nie są jeszcze widoczne podczas zwykłej jazdy próbnej.
