Bufor

Bufor akumulatora to funkcja w niektórych samochodach elektrycznych, która tworzy różnicę między pojemnością brutto a pojemnością użytkową akumulatora. Pojemność brutto to całkowita energia, jaką pakiet akumulatorów może magazynować, podczas gdy pojemność użytkowa to energia, jaką pakiet akumulatorów może dostarczyć pojazdowi. Różnica między pojemnością brutto a użytkową nazywana jest buforem.

System zarządzania akumulatorem (BMS) kontroluje bufor.

Bufor ma dwie główne funkcje: ochronę pakietu akumulatorów przed uszkodzeniem oraz optymalizację jego wydajności. Zapobiega przeładowaniu lub nadmiernemu rozładowaniu, co może powodować nieodwracalną degradację lub nawet ucieczkę termiczną. Dodatkowo pozwala pakietowi akumulatorów pracować w optymalnym zakresie stanu naładowania (SoC), w którym może dostarczać wyższą moc i efektywność.

Jak działa bufor akumulatora?

Bufor akumulatora ogranicza maksymalne i minimalne poziomy SoC, które może osiągnąć pakiet akumulatorów. Maksymalny poziom SoC nazywany jest górnym buforem, natomiast minimalny poziom SoC nazywany jest dolnym buforem. Dolny bufor bywa również nazywany buforem "brick", ponieważ zapobiega osiągnięciu przez pakiet akumulatorów 0% SoC, co może uszkodzić lub "zablokować" ogniwa.

Poniższy diagram pokazuje, jak bufor brick i górny bufor zapobiegają rozładowaniu akumulatora poniżej limitu bufora brick oraz naładowaniu powyżej górnego bufora.

Rozmiar bufora może zależeć od typu i chemii ogniw użytych w pakiecie akumulatorów. Na przykład niektóre ogniwa mogą mieć większą tolerancję na przeładowanie lub nadmierne rozładowanie niż inne, co wymaga mniejszych buforów. Niektóre ogniwa mogą również mieć różne optymalne zakresy SoC i w związku z tym wymagać większych buforów.

BMS reguluje ładowanie i rozładowanie pakietu akumulatorów, aby utrzymać je w zatwierdzonych granicach.

Czasami producenci decydują o zmianie rozmiaru bufora za pomocą aktualizacji oprogramowania. Zwykle ma to miejsce, gdy uzyskają więcej informacji o tym, jak nowy akumulator zachowuje się pod względem degradacji.

Czy producenci stosują bufory, aby ukryć degradację?

Powszechne błędne przekonanie głosi, że bufor w akumulatorach samochodów elektrycznych jest używany do ukrywania degradacji pojemności użytkowej akumulatora. Jednak nie jest to praktyka stosowana przez producentów. Dostosowanie bufora w celu zatuszowania degradacji w rzeczywistości przyspieszyłoby proces degradacji, ponieważ wymagałoby zmiany maksymalnych i/lub minimalnych limitów napięcia ogniw. Z tego, co wiemy, żaden producent nie stosuje takiej strategii.

Wskazówką, że dostosowanie bufora jest używane do ukrywania degradacji, byłyby zauważalne zmiany w poziomach napięcia/SoC. Na przykład, jeśli nowy akumulator przy 98% SoC mierzy 4,16 V, ale później przy tym samym SoC mierzy 4,19 V, może to sugerować, że rozmiar bufora został zmieniony.

Ukryty bufor użytkowy

Niektórzy producenci ukrywają część dostępnej pojemności akumulatora w ukrytym buforze użytkowym. Co to oznacza?

Zwykle oznacza to, że skala SoC nie jest liniowa. Na przykład zakres 0–1% SoC może odpowiadać większej pojemności niż inne zakresy procentowe. W wielu przypadkach zakres od 0 do 1% może być 5–10 razy większy niż pozostałe zakresy. Ta dodatkowa energia jest często nazywana Zero Buffer.

Diagram pokazuje, jak zakres 0–1% jest znacznie większy w przedstawionym przebiegu SoC niż pozostałe procenty.

Ta strategia sprawia, że mniej prawdopodobne jest, iż samochód elektryczny zostanie pozbawiony energii. Problem w tym podejściu polega na tym, że kierowcy zazwyczaj ładują samochód, gdy pozostało 5–10% energii, aby mieć pewność, że nie zabraknie im prądu. Jednak przy ukrytej pojemności kierowca kończy ładowanie, gdy w rzeczywistości pozostało 15–20% energii, co powoduje, że doświadczają mniejszego zasięgu elektrycznego niż w rzeczywistości.

EVKX.net uważa, że jest to zła praktyka producentów.

Bjørn Nyland przetestował kilka samochodów elektrycznych, aby sprawdzić, ile dodatkowej energii producent ukrył między 0 a 1%. Im więcej ukrytej energii, tym gorzej, ponieważ wprowadza to właściciela w błąd.

Niektóre wyniki testów:

Zobacz wyniki testów Bjørna, aby uzyskać więcej danych lub wszystkie jego Zero Miles Tests.