§ 19

HV-Batterie: Gesundheitszustand (SOH) und Zellenunsymmetrie

Wie viel Kapazität hat die Batterie des Elektroautos noch?

Antwort: Wenn du einen Kapazitätstest durchgeführt oder die Batterieekapazität mit dem Diagnose-Werkzeug abgelesen hast, kannst du die Batterieegesundheit (State of Health) berechnen: die gemessene Kapazität in Prozent der Nennkapazität. Der Rechner zeigt auch die Nennenergie und verbleibende Energie der Batterie in kWh und die Differenz zwischen der höchsten und niedrigsten Zellspannung, die du verwendest, wenn du bewertest, ob die Zellen ausgewogen werden müssen. Alle Daten tippst du aus dem Batterie-Datenblatt und deinen Messungen ein. Das Arbeiten mit dem Hochvoltssystem erfordert die richtige Schulung und Absperrung.

Formel

SOH = målt kapacitet ÷ nominel kapacitet × 100 (kapacitetsbaseret SOH)

Pakkespænding = celler i serie × nominel cellespænding. Parallelle celler øger kapaciteten (Ah), ikke spændingen

Energi (kWh) = pakkespænding × kapacitet (Ah) ÷ 1000

Celleubalance = højeste − laveste cellespænding, aflæst i samme hviletilstand

Symbole und Einheiten in der Formel
Symbol	Bedeutung	Einheit
celler_serie	Zellen (oder Zellengruppen) in Reihe	stk
cellespaending	Nominale Zellspannung (Datenblatt)	V
nominel_ah	Nennkapazität (Datenblatt)	Ah
maalt_ah	Gemessene Kapazität (Kapazitätstest oder Diagnose)	Ah
celle_max_mv	Höchste Zellspannung	mV
celle_min_mv	Niedrigste Zellspannung	mV
=	Batteriegesundheit (SOH)	%
=	Nominale Energie	kWh
=	Verbleibende Energie	kWh
=	Nominale Paketspannung	V
=	Zellenunsymmetrie (höchste − niedrigste)	mV

Gültigkeit und Quelle

Quelle: Definition: SOH = målt kapacitet ÷ nominel kapacitet · E = U × Ah

Gilt nicht, wenn

Die Garantiegrenze für SOH und der zulässige Zellungleichgewicht stehen in den Garantiebedingungen und Serviceinformation des Herstellers. Viele Hersteller garantieren etwa 70 % nach 8 Jahren, aber prüfe das jeweilige Auto. Miss Zellspannungen in Ruhe, nicht unmittelbar nach dem Laden oder Fahren.

Rechenbeispiel

Die eigenen Standardwerte des Rechners sind eingesetzt. Die Zahlen sind mit genau der Formel berechnet, die das Werkzeug verwendet.

Sat ind

Zellen (oder Zellengruppen) in Reihe96 stk
Nominale Zellspannung (Datenblatt)3,70 V
Nennkapazität (Datenblatt)150 Ah
Gemessene Kapazität (Kapazitätstest oder Diagnose)128 Ah
Höchste Zellspannung3.912 mV
Niedrigste Zellspannung3.871 mV

Geber

Batteriegesundheit (SOH)85,3 %
Nominale Energie53,3 kWh
Verbleibende Energie45,5 kWh
Nominale Paketspannung355 V
Zellenunsymmetrie (höchste − niedrigste)41 mV

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Sådan bruger du den

Når en kunde vil sælge eller købe en brugt elbil, eller klager over at rækkevidden er faldet, kan du vurdere batteriet ud fra en kapacitetstest eller diagnoseværktøjets udlæsning. Beregneren giver SOH, den energi batteriet har tilbage, og forskellen mellem højeste og laveste cellespænding, som viser om cellerne trænger til balancering.

Schritt für Schritt

Find antal celler (eller cellegrupper) i serie, den nominelle cellespænding og den nominelle kapacitet i batteriets datablad.
Læs den målte kapacitet i Ah fra kapacitetstesten eller diagnoseværktøjet.
Læs højeste og laveste cellespænding i hvile.
SOH er målt ÷ nominel kapacitet. Sammenlign med producentens garantigrænse og grænse for celleubalance.

Typische Fehler

At regne parallelle celler med i «celler i serie». Parallelle celler giver flere Ah, ikke flere volt.
At måle cellespændinger lige efter ladning eller kørsel. Mål i hvile.
At bruge SOH fra bilens display som en kapacitetstest. Displayets tal er bilens eget skøn.

Beispiele aus dem Alltag

Brugt elbil før salg

En forhandler vil vide, hvordan batteriet har det i en 5 år gammel elbil med 96 celler i serie, 3,7 V og 150 Ah nominelt. Testen giver 128 Ah.

Zellen (oder Zellengruppen) in Reihe: 96 Stk
Nominale Zellspannung (Datenblatt): 3,7 V
Nennkapazität (Datenblatt): 150 Ah
Gemessene Kapazität (Kapazitätstest oder Diagnose): 128 Ah
Höchste Zellspannung: 3.912 mV
Niedrigste Zellspannung: 3.871 mV

Es bedeutet: Batteriet har en SOH på 85,3 %. Det var 53,3 kWh som nyt og har nu 45,5 kWh. Celleubalancen er 41 mV, som du sammenligner med producentens grænse.

Kunde der klager over rækkevidden

En lille elbil med 96 cellegrupper, 3,65 V og 112,6 Ah nominelt. Testen giver 92 Ah, og én celle ligger markant lavere end de andre.

Zellen (oder Zellengruppen) in Reihe: 96 Stk
Nominale Zellspannung (Datenblatt): 3,65 V
Nennkapazität (Datenblatt): 112,6 Ah
Gemessene Kapazität (Kapazitätstest oder Diagnose): 92 Ah
Höchste Zellspannung: 3.985 mV
Niedrigste Zellspannung: 3.890 mV

Es bedeutet: SOH er 81,7 %, og batteriet har 32,2 kWh tilbage af 39,5 kWh. En ubalance på 95 mV kan betyde, at én celle begrænser hele batteriet. Kør en balancering efter producentens procedure og mål igen.

Faustregel

Hver 10 procentpoint SOH koster ca. 10 % af rækkevidden.

So überprüfst du die Antwort

Tilbageværende energi divideret med nominel energi skal give samme procent som SOH.