Buffer

Een batterijbuffer is een functie in sommige Elektroauto's die een verschil creëert tussen de bruto batterijcapaciteit en de netto batterijcapaciteit. De bruto batterijcapaciteit is de totale energie die het batterijpakket kan opslaan, terwijl de netto batterijcapaciteit de bruikbare energie is die het batterijpakket aan het elektrisches Fahrzeug kan leveren. Het verschil tussen de bruto en netto batterijcapaciteit wordt buffer genoemd.

Het batterijbeheersysteem (BMS) regelt de buffer.

De buffer heeft twee hoofdfuncties: het beschermen van het batterijpakket tegen schade en het optimaliseren van de prestaties. Het voorkomt overladen of overontladen, wat tot onomkeerbare degradatie of zelfs thermische wegrilling kan leiden. Bovendien stelt het het batterijpakket in staat om binnen het optimale bereik van de laadstatus (SoC) te blijven, waar het meer vermogen en efficiëntie kan leveren.

Hoe werkt een batterijbuffer?

Een batterijbuffer beperkt de maximale en minimale SoC-niveaus die het batterijpakket kan bereiken. Het maximale SoC-niveau wordt de bovenste buffer genoemd, terwijl het minimale SoC-niveau de onderste buffer wordt genoemd. De onderste buffer wordt soms ook brick buffer genoemd, omdat het voorkomt dat het batterijpakket 0% SoC bereikt, wat de cellen kan beschadigen of ‘brick’en.

Het onderstaande diagram toont hoe een brick buffer en een bovenste buffer voorkomen dat de batterij onder de brick buffer-limiet ontladen en boven de bovenste buffer geladen wordt.

De grootte van de buffer kan afhangen van het type en de chemie van de cellen die in het batterijpakket worden gebruikt. Sommige cellen kunnen bijvoorbeeld een hogere tolerantie hebben voor overladen of overontladen dan andere en vereisen daardoor kleinere buffers. Sommige cellen kunnen ook verschillende optimale SoC-bereiken hebben en vereisen daarom grotere buffers.

Het BMS reguleert het laden en ontladen van het batterijpakket om het binnen de goedgekeurde limieten te houden.

Soms kiezen fabrikanten ervoor om de grootte van de buffer met software-updates aan te passen. Dit gebeurt meestal wanneer ze meer te weten komen over hoe een nieuwe batterij presteert wat betreft degradatie.

Gebruiken fabrikanten buffers om degradatie te verbergen?

Een veelvoorkomend misverstand is dat de buffer in Elektroauto-batterijen wordt gebruikt om de degradatie van de bruikbare batterijcapaciteit te verbergen. Dit is echter geen praktijk die fabrikanten hanteren. Het aanpassen van de buffer om degradatie te maskeren zou het degradatieproces juist versnellen, omdat hiervoor de maximale en/of minimale spanningslimieten van de cellen gewijzigd zouden moeten worden. Voor zover wij weten, past geen enkele fabrikant deze strategie toe.

Een indicatie dat een bufferaanpassing wordt gebruikt om degradatie te verbergen, zou merkbare veranderingen in de spannings-SoC-niveaus zijn. Als bijvoorbeeld een batterij bij 98% SoC bij nieuw 4,16 V meet, maar later bij dezelfde SoC 4,19 V meet, kan dit suggereren dat de buffergrootte is aangepast.

Verborgen bruikbare buffer

Sommige fabrikanten verbergen een deel van de beschikbare batterijcapaciteit in een verborgen bruikbare buffer. Wat betekent dat?

Het betekent doorgaans dat de SoC-schaal niet lineair is. Zo kan 0–1% SoC een grotere capaciteit vertegenwoordigen dan andere percentages. In veel gevallen kan het percentage van 0–1% 5–10 keer groter zijn dan andere percentages. Deze extra energie wordt vaak de Zero-buffer genoemd.

Het diagram toont hoe 0–1% veel groter is voor de weergegeven SoC dan de andere percentages.

Deze strategie maakt het minder waarschijnlijk dat de Elektroauto zonder batterij komt te zitten. Het probleem van deze aanpak is dat bestuurders doorgaans de auto opladen wanneer er nog 5–10% over is om er zeker van te zijn dat ze niet zonder komen te zitten. Met verborgen capaciteit laadt de bestuurder echter op wanneer er in werkelijkheid nog 15–20% batterij over is, waardoor hij een lagere actieradius ervaart dan in werkelijkheid beschikbaar is.

EVKX.net vindt dit een slechte praktijk van fabrikanten.

Bjørn Nyland heeft meerdere Elektroauto's getest om te zien hoeveel extra energie de fabrikant tussen 0 en 1% heeft verborgen. Hoe meer verborgen energie, hoe slechter, omdat het de eigenaar misleidt.

Sommige testresultaten:

Zie Bjørn's testresultaten voor meer data of al zijn Zero Miles Tests.