Hoe kan u de actuele staat van een BEV-accu bepalen?
Belangrijk bij de doorverkoop van elektrische voertuigen
De batterijcapaciteit van elektrische of hybridewagens daalt na verloop van tijd - zo'n 2% per jaar - en hangt ook af van het laad- en rijgedrag van de bestuurder. Dit verval is overigens ook afhankelijk van de temperatuur en kan variëren per auto, model of bouwjaar. Het zou daarom wenselijk zijn om op elk moment en op een onafhankelijke manier de 'State of Health' (SoH) van een accu te kunnen bepalen. Thomas More lijstte de huidige mogelijkheden op tijdens een druk bijgewoond event.
Belang van accutest
Wanneer we het vandaag over elektrische wagens voor particulieren hebben, gaat het vooralsnog vooral over nieuwe voertuigen. Zaken die daarbij steeds naar voren komen in het aankoopproces zijn de prijs, de laadmogelijkheden, het rijbereik ...
Doorverkoop
Ondertussen groeit evenwel ook de markt voor tweedehands-EV's. Met de batterij als het belangrijkste onderdeel van een elektrische wagen, die goed is voor zowat de helft van de aankoopprijs, spreekt het voor zich dat de actuele staat hiervan van groot belang is voor een correcte waardebepaling bij doorverkoop.
Een onafhankelijke test van die 'gezondheidstoestand' van de accu moet de koper ook inzicht geven over het resterende rijbereik, het verwachte gebruiksgemak en de betrouwbaarheid en veiligheid, als belangrijke factoren in zijn aankoopbeslissing.
Anders dan bij wagens met een verbrandingsmotor, is het aantal kilometers op de teller van een EV geen goede indicator voor deze vraagstukken. De resterende batterijcapaciteit kan immers 87% zijn bij 40.000 of meer dan 250.000 km, of kan net zo goed variëren van 100 tot 84% bij 130.000 km. Er is dus geen rechtstreeks verband tussen de batterijkwaliteit en het aantal kilometers, noch het aantal laadbeurten.
Diagnose
Los daarvan kan dit het consumentenvertrouwen in elektrische mobiliteit doen toenemen, indien de accu's regelmatig aan zo'n test worden onderworpen. De testresultaten kunnen garages ook vooruithelpen bij het vaststellen van eventuele problemen, zoals defecte of beschadigde batterijcellen. Voorts helpen ze bestuurders om het maximale bereik uit de batterij te halen, door hun rij- en laadgedrag aan te passen. Tot slot kan dit ook handige informatie opleveren bij garantieclaims.
Er is behoefte aan tests die de SoH van een individuele batterij eenduidig kunnen bepalen, ongeacht het automerk of -model
Hiertoe organiseerde Thomas More een inspirerend event, met internationale vertegenwoordiging vanuit zowel de academische wereld als de automotive-industrie.
Huidige mogelijkheden
Allereerst mochten enkele buitenlandse bedrijven en start-ups hun oplossingen voorstellen om de State of Health (SoH) eenduidig te bepalen en te delen. Er zijn namelijk veel strategieën om die gezondheidstoestand - of een indicatie ervan - te achterhalen, afgestemd op de verscheidene klantenbehoeftes.
Een goede SoH-applicatie heeft een volledige ontlading van het batterijpakket nodig, met alle praktische bezwaren die daar bij horen. Daartegenover staat dat een tweedehands-BEV-voertuig pas naar waarde kan worden geschat met een goed SoH-certificaat.
Snelle tests
"Wij ontwikkelden een plug-and-play-apparaat dat je op de OBD-poort kan aansluiten. Hiermee kun je zowel een premium test als een flash test uitvoeren tot op celniveau, die van elkaar verschillen qua tijdsduur en nauwkeurigheid. Zo moet je voor de eerste test gedurende een week met de wagen rijden om een exacte SoH te verkrijgen, terwijl rijden of opladen bij de tweede test niet nodig is. Die statische flash test is dan ook vooral handig voor het testen van bedrijfswagens. Na amper drie minuten krijgt de garagist automatisch een gecertificeerd rapport met een score in zijn mailbox, dat hij vervolgens kan voorleggen aan zijn klant", zegt Nikolaus Mayerhofer, CTO bij Aviloo.
"Ook wij maken met ons toestel gebruik van de OBD-poort om live data uit te lezen, al duurt onze test 15 minuten", aldus Andreas Richter, R&D-manager bij Dekra. "Via de gemeten stroom en spanning tijdens een korte rit berekenen we de interne weerstand. Samen met gerelateerde data van het batterijmanagementsysteem (BMS) en randcondities, zoals de temperatuur, verrekenen we dit via historisch opgebouwde referentiedata van elk automodel tot de SoH, met een gemiddelde foutenmarge van ± 2,5%. Het resultaat is te zien in onze app, of kan per mail verstuurd worden."
De SoH is een gestandaardiseerde vergelijking tussen de actuele en originele batterijcapaciteit
Ook Moba kiest voor een OBD-toestel en een app, die met elkaar communiceren via Bluetooth. Hun oplossing is specifiek gericht naar de automobielindustrie. "Met Moba Certify Pro krijg je vandaag als professional met één klik toegang tot de gezondheidstoestand van meer dan 90% van de EV's op de markt", stelt CEO Guillaume Hébert.
"Onze diagnose neemt minder dan twee minuten in beslag en vereist geen op- of ontladen van de batterij, en baseert zich voor de vergelijking op de OEM-berekening. Ons digitaal rapport vermeldt naast de identificatiedetails van de wagen en de SoH ook het geschatte rijbereik in verschillende omstandigheden: in de stad, op de snelweg of gemixt, en dit bij zomer- of wintertemperaturen. Zo vormt dit een handig document bij de verkoop van de elektrische wagen, zowel voor de koper als de verkoper."
Lange termijn
Geotab hanteert daarentegen een andere aanpak voor hun klanten. "Onze EV Battery Health Tool is als een extra functionaliteit ingebouwd in ons MyGeotab-softwareplatform voor fleetmanagement. Bijna vier miljoen wagens - waaronder meer dan 300 verschillende EV-modellen - zijn tegenwoordig met dit systeem uitgerust. Het levert ons dagelijks 55 biljoen gegevens op. In tegenstelling tot bij een snelle 'snapshot-analyse', verzamelen wij data continu over een lange periode. Hoe langer, hoe nauwkeuriger natuurlijk het resultaat. De tool rapporteert de verhouding tussen de bruikbare gedetecteerde batterijcapaciteit en de bruikbare originele capaciteit over de tijd", legt lead solutions engineer Tamás Halbrucker uit.
De actuele batterijcapaciteit wordt bepaald door de in- en uitgaande energie te meten bij het laden en het rijden, en dit gedurende een lange periode. Elke 90 dagen wordt het gemiddelde berekend door de tool. De bepaling van de originele capaciteit is daarentegen gebaseerd op de uitgebreide database van Geotab-EV-gebruikers.
De SoH-bepaling moet onafhankelijk, vergelijkbaar en daarmee betrouwbaar zijn
Combinatie
Volytica Diagnostics, tot slot, combineert de 24/7-monitoring met een snelle test en richt zich eveneens op het fleetmanagement van elektrische voertuigen. "Wij raden dus een aanpak in twee stappen aan, met een optionele tweede test afhankelijk van het resultaat van de eerste", zegt Lutz Morawietz, head of algoritm development.
"Concreet werkten we in samenwerking met Mahle een cloudgebaseerde oplossing uit die gebruikmaakt van de externe data van het DC-laadstation en de interne OBD-data van het voertuig, waarmee je zowel een snelle of volledige SoH-test kan uitvoeren. Na de nodige berekeningen resulteert dit in het gewenste batterijcertificaat. Door de zelflerende algoritmes wordt het resultaat overigens na elke test nauwkeuriger."
verder Onderzoek
Vervolgens stelde Luc Claessens van Thomas More voor hoe de hogeschool zelf de SoH van batterijen bepaalt via coulombtelling, op hun testbank onder labocondities. Hij voerde ook een vergelijkende studie uit en kwam daarbij tot de conclusie dat SoH-berekeningen met applicaties die enkel uitlezen zonder rijtest of met een zeer korte rijtest voorlopig nog geen betrouwbare waarden opleveren.
"Car-Pass vroeg ons of wij een methode kunnen ontwikkelen om ook de SoH voortaan op dit wettelijk verplicht document te vermelden, in navolging van het aantal kilometers bij wagens met een verbrandingsmotor. GOCA zou dan de technische tests uitvoeren, die snel én nauwkeurig moeten zijn. Hiertoe vergeleken we onze eigen testmethode met die van de beschikbare apps. In grote lijnen kwamen we tot dezelfde resultaten, al zijn er onderling nog kleine verschillen. Die moeten in de toekomst natuurlijk worden weggewerkt, na verder onderzoek", stelt Claessens.
In dat verder onderzoek wil de hogeschool ook nagaan wat er gebeurt indien de SoH beneden de grens van 70% zakt. "Naar verluidt zou de interne weerstand dan verdubbelen, en daarmee ook de warmte-opwekking. Wat is dan de limiet van het klimatisatiesysteem van een batterij? En wat gebeurt er met het vermogen en het gebruiksgemak voor de bestuurder? Of wordt het zelfs echt gevaarlijk en waarin schuilt het gevaar dan?", vroeg hij zich luidop af.
Tot slot werd ook de integratie van de GTR22-regelgeving voor BEV's in Euro 7 aangekaart, die naar verwachting in juni 2025 van kracht zal worden. Die bepaalt dat gebruikers de SoCR (State of Certified Range) moeten kunnen uitlezen, die verbonden is aan de SoH.
