Algemeen
NMC811 batterijen (Nikkel 80 %– Mangaan 10 % – Kobalt 10 % ) zijn de gebruikelijke accu's voor e-bikes. De belangrijkste termen in verband met veroudering zijn de volgende:
- SoH (State of Health): Als SoH wordt de gezondheidstoestand van een accu aangeduid. Het verwijst naar de nominale capaciteit en wordt uitgedrukt in [%]. Voorbeeld: Bij een accu met een SoH van 70 %en een nominale capaciteit van 1.000 Wh kunnen nog 700 Wh worden gebruikt. De SoH zou kunnen worden bepaald door de accu volledig te ontladen (SoC = 0 % ), vervolgens volledig op te laden en te controleren hoeveel energie tot 100 % SoC kan worden bijgeladen. In de praktijk is het echter niet zo eenvoudig. Om de SoH nauwkeurig te bepalen, heeft men de inwendige weerstand, de isolatieweerstand, celdrift in belaste, lege en volle toestand, en de CAC nodig.
- CAC (Capaciteit bij Opladen of Actuele Capaciteit): De CAC is de concrete, gemeten capaciteit van een batterij in een bepaalde cyclus. Het is de centrale meeteenheid voor de berekening van de SoH (het procentuele capaciteitsverlies).
- Kalenderveroudering: Kaluze veroudering verwijst naar de veroudering van de batterij tijdens opslag zonder gebruik. Het is onder andere afhankelijk van celtype, chemie, opslagtemperatuur en laadniveau (SoC), en is niet-lineair. De collectieve kennis op internet geeft waarden aan van 0,5-3 % capaciteitsverlies per jaar (afhankelijk van de opslagomstandigheden, met name de temperatuur). Zelfs bij optimale opslag verslechtert de capaciteit van de batterij continu.
- Cyclische veroudering: De cyclische veroudering treedt op door herhaalde laad- en ontlaadcycli. Elke cyclus veroorzaakt chemische reacties die de prestaties van de batterij in de loop van de tijd beïnvloeden. Cruciale parameters zijn het laadbeheer (inclusief regeneratie), de ontlaadstromen, de bedrijfstemperatuur, de C-rate (laadsnelheid) en de DoD (Depth of Discharge = ontladingsdiepte). Een algemene procentuele specificatie is niet mogelijk, omdat er te veel factoren meespelen. Huidige lithium-ionbatterijen hebben een cyclusbestendigheid van 300 tot wel duizenden cycli voordat ze EoL (End of Life) bereiken. Batterijtechnologie ontwikkelt zich snel - in de nabije toekomst zal cyclische veroudering slechts een ondergeschikte rol spelen, omdat het product waarin de batterij wordt gebruikt eerder het einde van zijn levenscyclus bereikt.
- Interne weerstand: De inwendige weerstand van een batterij verwijst naar de weerstand in elke cel die de stroomtoevoer tegenwerkt. Dit veroorzaakt een spanningsval wanneer de batterij stroom levert. Een toenemende inwendige weerstand leidt tot een verminderde vermogensafgifte, verhoogde warmteontwikkeling en een snellere capaciteitsafname - het heeft dus directe gevolgen voor de prestaties, de veiligheid en de levensduur van lithiumbatterijpakketten.Bron)
Elk NMC-811-accu verliest voortdurend capaciteit vanaf de productiedatum. Het veroudert door opslag (kalendermatig) en gebruik (cyclisch). Exakte waarden hangen af van de individuele gebruiksomstandigheden. Bij Li-ion-accu's bevorderen vooral koude en warme temperaturen de veroudering.
Optimale bedrijfsbereik: 20 °C tot 35 °C In dit venster verlopen chemische reacties efficiënt en zonder overmatige verouderingsverschijnselen.
Maximale temperatuurbereik (ontlading): -20 °C tot 55 °C
Bij temperaturen boven 45–50 °C begint een sterk versneld afbraak van de passiveringlaag (SEI).
Als de NMC811-accu in het bereik van 20 % tot 80 % SoC en bij celtemperaturen tussen 15 °C en 35 °C Door de behandeling te laten plaatsvinden, kan de degeneratie drastisch worden verminderd en kan een hoge cyclusdichtheid worden bereikt.
Meer definities van termen kun je vinden in mijn compendium: De Li-ion batterij | theorie en concept compendium'..
Waar wordt de SoH weergegeven en wat moet er worden opgevolgd met betrekking tot de garantie?
Waar de SoH wordt weergegeven in de Omni-app en wat moet worden gedaan bij een garantieaanvraag, kunt u hieronder lezen. hier kan hier worden gelezen.
Eigen ervaring
Ik heb het SoH-verlies van mijn BQ983-batterij gemeten over een periode van ongeveer drie jaar.
Meetopstelling:
Batterij: BQ983 (blauw), nieuw
Stromer: ST3
Meetperiode: aug. 2019 tot okt. 2022
De accu is het hele jaar door gebruikt. De ontladingsdiepte (DoD = Depth of Discharge) was meestal 70–100% % en kon vanwege de woon-werkverkeer niet geoptimaliseerd worden. Dat wil zeggen, de accu werd altijd volledig opgeladen en meestal tot een SoC van 0–30% % ontladen. De Stromer werd 90% % gereden met „All In“ - d.w.z. niveau 3 en 100% % sensor.
Evaluatie van forums
Een individuele meting kan natuurlijk niet als referentie dienen, daarom heb ik een analyse gemaakt van 60 reacties (overeenkomstig de tekst of via een screenshot) uit verschillende Stromer-forums en Facebook-groepen.
Stromer biedt een garantie van 75% SoH na twee jaar. Uit de statistieken kan de volgende verklaring over de SoH-verlies of de garantiebereik worden afgeleid.
Een Stromer-accu kan de 75-%-SoH-drempel bereiken vanaf ongeveer 16.000 km. In mijn analyse is het gemiddelde ongeveer 22.000 km.
Ruwweg kan men uitgaan van ongeveer 1 % SoH-verlies per 1.000 gereden km.
De ST7 met de grote 1440 Wh-accu heeft een kleinere degradatie van de SoH en is geschikt voor meer dan 1.000 km/SoH%.
Attentie:
a.) Op basis van de SoH-waarde kan men over het algemeen niet concluderen over de levensduur van de batterij. Een batterij met 90 % SoH kan dus een stabiele werking vertonen en is dus defect. Andere batterijen worden in het comfortzonegebied of de grensvlakken gebruikt en kunnen in individuele gevallen aanzienlijk meer of minder totale kilometers bereiken.
b.) Zoals het diagram toont, zijn er uitvalpunten aan beide zijden – de spreiding is vrij groot. Elf SoH-waarden (vanaf 10.000 km met SoH > 95 % en zonder extender-accu) heb ik niet meegenomen bij de berekening van de Ø-SoH-daling. Deze zijn niet realistisch vanwege de cyclische en kalenderaire degradatie van een Li-ion-accu.
c.) Onjuistheden in de berekeningen van de SoH door de BMS zijn waarschijnlijk een reden voor uitval. Zie hiervoor het onderwerp: Accu gezondheid „SoH“? onder Wie meet de gezondheidstoestand van Stromer (in geval van garantie)?
Dit betekent niet dat de SoH-waarden ook na meerdere 10.000 km hoog kunnen zijn. De cyclustelling en daarmee de EoL-grens kunnen bij Li-ion accu’s aanzienlijk worden verhoogd of vertraagd als de accu’s in het comfortbereik worden gebruikt. Comfortbereik betekent bij de Stromer S-Pedelec veel eigen vermogen: rijstand 1, toerentalsensor 60 % of minder, zachte laadstand in een SoC-fester van 20 – 80% en lagers of het gebruik van een extreem accu.
Veroudering vertragen / levensduur verlengen?
Om het verouderingsproces te vertragen, zijn er zeker mogelijkheden. Deze zijn echter sterk afhankelijk van het gebruiksprofiel of de dagelijkse omstandigheden. Positieve factoren om het verouderingsproces te vertragen zijn:
- Beperking van de laadhoek of -ruimte: niet volledig opladen, maar ook niet leeg rijden (zie bovenaan onder Algemeen).
- Correct laden: niet bij kou of direct na een intensieve rit op hete zomerdagen – laat de accu eerst afkoelen.
- Vermijden van de regeneratiestadia 4 en 5 bij lange afdalingen (meer details) hier).
- Laat de Stromer niet lang in de zon staan.
- Rijden met versnelling 1 en een verlaagd koppelgevoelswaarde. Dit betekent weer meer eigen vermogen en een lagere snelheid.
Zie ook de hoofdstukken:
> AKKU ,Zelfontlading van een BQ983-batterij‘.‘
> AKKU ,De levensduur verlengen?‘
> AKKU ,Onderhoud: Mechanisch / in bedrijf / opslag / veiligheid‘
> PIMP mySTROMER ‚Extender batterij‘.‘