Con il tempo, ogni batteria perde parte della sua energia e autonomia. Manuel ci chiede: come si può capire quanto è degradato il pacco batteria di un’auto elettrica senza usare strumenti professionali? Per scriverci: info@vaielettrico.it
“Quali sono i metodi più semplici per valutare il degrado di una batteria (in particolare e-niro 2020)?“ Manuel
Cos’è il degrado della batteria e come si manifesta
Risposta- Ogni batteria agli ioni di litio perde capacità con il tempo, l’uso e i cicli di carica e scarica. Il parametro che lo descrive si chiama State of Health (SoH): indica la percentuale di capacità residua rispetto a quando la batteria era nuova. Se, ad esempio, il SoH è al 90%, significa che l’auto può immagazzinare solo il 90% dell’energia originaria.
Altro valore chiave è lo State of Charge (SoC), che rappresenta la carica istantanea della batteria, ossia quanta energia è disponibile in un preciso momento. Con il passare degli anni, l’aumento della resistenza interna e la perdita di capacità riducono autonomia e prestazioni, modificando anche la curva di ricarica e la resa rigenerativa in frenata.
Come stimare il degrado con metodi semplici
Il metodo più intuitivo per valutare il degrado della batteria auto elettrica è misurare quanta energia si riesce a ricaricare dopo una scarica completa. Il dato, rilevato dalla colonnina o dal contatore domestico, si confronta con la capacità nominale del pacco batteria. Tuttavia, questa prova presenta limiti: parte dell’energia si disperde sotto forma di calore durante la ricarica (effetto Joule), per cui il valore ottenuto risulta solo indicativo.
Un approccio più tecnico consiste nel confrontare la curva di tensione della batteria sotto carico con quella di una batteria nuova. Se si notano cadute di tensione più marcate, significa che la resistenza interna è cresciuta e la capacità effettiva è diminuita. È un metodo accurato, ma richiede strumenti di misura e competenze elettriche specifiche, per questo viene usato di solito in officine o centri specializzati.
OBD2 e strumenti diagnostici: i metodi più pratici
Oggi il metodo più comodo e affidabile per valutare il degrado della batteria di un’auto elettrica è utilizzare un adattatore OBD2. Collegandolo alla porta diagnostica del veicolo, si accede ai dati del Battery Management System (BMS), il cervello elettronico che gestisce tensione, temperatura e stato di salute delle celle.
Attraverso app o software dedicati è possibile leggere direttamente il SoH complessivo e confrontarlo con i valori di riferimento. Molte officine lo fanno già durante i controlli di routine o prima dell’acquisto di un’auto elettrica usata. È importante però verificare la compatibilità: alcuni modelli richiedono adattatori o protocolli specifici per la rete CAN-Bus, e non tutti i produttori forniscono le stesse informazioni in chiaro.
Il degrado è inevitabile, ma almeno si misura
Il degrado della batteria di un’auto elettrica è inevitabile, ma può essere monitorato con precisione. Strumenti semplici come i dongle OBD2 permettono di ottenere una stima affidabile, utile per chi vuole capire quanta autonomia reale ha perso la propria vettura o per chi sta valutando l’acquisto di un usato elettrico.
LEGGI anche: Cosa danneggia una batteria? Troppe ricariche “sbagliate” e guarda il VIDEO
Avendo una batteria di 5 anni (il 2 dicembre prossimo), per di più piccola e stracaricata (ad oggi 832 cariche, stanotte la 833esima), io ci sono in mezzo fino al collo per il problema di capire quanto ho “perso” di batteria.
Avviso che sarò di nuovo lungo, mi spiace… ma penso che sia utile spiegare cosa faccio “per capire”.
Per vari motivi (guai incomprensibili verificatisi per tre o quattro giorni, poi risoltisi da soli), alla fine dello scorso anno ho “insistito” con veemenza perché venisse effettuato un test “ufficiale” dello SOH della batteria in concessionaria. Molto riluttanti (sembrano essere documenti “top secret” della CIA, non una cosa che dovrebbe essere normale fornire con un’auto a batteria), bontà loro, hanno autorizzato il test, al termine del quale mi è stato consegnato un foglio, firmato e timbrato, contenente il risultato ottenuto. Ovvero, circa il 90% della batteria era ancora disponibile (dopo 4 anni), ma con un asterisco. Andando a leggere nelle note, viene indicato che il risultato del test potrebbe essere di più o di meno di 10 punti percentuali rispetto al valore indicato. Ergo, test inutile, visto che il risultato potrebbe variare dall’81% al 99%. E direi che cambia un po’ disporre effettivamente dell’uno o dell’altro valore.
Nelle note viene anche indicata la modalità di misurazione: test fatto durante l’utilizzo dell’auto, col risultato finale che dipende da clima e consumi. Eravamo a fine novembre, di certo non un periodo climaticamente ideale, e loro mi riconsegnano sempre l’auto con un consumo di 3 o 4 Km/kWh (la mia media è di 8,2 Km/kWh). Per cui… sai che tranquillità con un risultato “ufficiale” di questa natura.
Comunque, per “deformazione professionale”, è da quando ho l’auto che registro qualunque dato, di viaggio e di carica.
Fermi restando i suggerimenti forniti nelle risposte, per capire la situazione si possono adottare anche delle modalità “empiriche” (quindi nulla di scientifico e, pertanto, certamente non preciso) che ho sviluppato per cercare di capire che succede alla batteria nel tempo. Anche perché credo di aver capito che per la mia auto non esistano strumenti acquistabili per misurazioni più puntuali (credo che ne abbiano vendute qualche decina in tutto e, dopo un annetto, hanno anche smesso di produrla).
Naturalmente, va precisato che sono modalità che dipendono dal fatto di aver registrato nel tempo i vari dati e quindi di poterne disporre per i confronti.
Inoltre, i raffronti tra i dati di oggi ed i dati registrati ad auto nuova sono inficiati dal fatto che, inizialmente, non sapendola usare, i risultati di utilizzo erano disastrosi. Tanto che solo da quest’anno inizio ad accorgermi che qualcosa è cambiato. In precedenza, i continui miglioramenti nell’utilizzo “coprivano” il decadimento della batteria (che, evidentemente, non è iniziato a gennaio di quest’anno, ma fin dai primi giorni di uso).
Ecco, comunque, come opero empiricamente io per cercare di capire “a che punto sono”.
1) Calcoli basati sulla media dell’autonomia attesa indicata dal computer di bordo al termine di cariche da 0 al 100% (nominale, in realtà dovrebbe essere un 5% – 85% perché da nuova potevo caricare solo 10,4 kWh + dispersioni su una batteria lorda di 13 kWh. Quindi l’80% netto).
Usando questo metodo, trovo che l’autonomia media indicata dal computer di bordo al termine delle cariche 0-100% del primo anno (tolti i primi 4 mesi in cui non caricavo fino al 100% e scaricavo solo fino al 20%) è stata di 69,67 Km. Lo stesso tipo di cariche di quest’ultimo anno mi fornisce una autonomia media da computer di bordo scesa a 64,83 Km.
Ovvero, secondo questo calcolo ho perso il 6,9% dell’autonomia, cosa che significa che la batteria potrebbe essere al scesa al 93,1%.
Naturalmente, il computer di bordo al termine della carica fornisce un dato di autonomia “sporcato” dai consumi dei viaggi precedenti la carica, e la base per i calcoli del computer di bordo è l’autonomia di omologazione, nella mia auto di 65 Km medi, non il risultato effettivamente ottenuto. Quindi aleatorio, ma confido nel fatto che, essendo una media di tutte le cariche di quella tipologia (0-100%), e per ogni stagione, del primo anno e dell’ultimo, i due risultati siano accettabilmente confrontabili (se non altro dovrebbero “contenere” gli stessi “errori”).
2) calcoli basati sulla media di kWh caricati (più le dispersioni a parità di potenza di ricarica) nelle cariche 0-100% del primo anno e dell’attuale.
Nel primo anno, le cariche 0-100% richiedevano una media di 11,56 kWh per carica (di 10,4 kWh netti). Quest’anno, le stesse cariche richiedono mediamente 10,79 kWh.
Secondo questo calcolo, per “riempire” oggi la mia batteria sono necessari il 6,7% medi in meno di kWh. Quindi la batteria potrebbe essersi “ridotta” al 93,3%.
3) calcoli basati sull’autonomia effettiva media registrata quest’anno in 5 cariche 0-100% estive e delle ultime 5 cariche 0-100%, con la media di consumo ottenuta in quelle cariche.
Il calcolo si basa sul fatto che, ad esempio, se ho un consumo di 8 Km/kWh ed ho una batteria di 10 kWh, l’autonomia risultante è di 80 Km in elettrico. Se, invece, ho un consumo di 6,5 Km/kWh, con gli stessi 10 kWh di batteria farò 65 Km in elettrico. Evidentemente, dividendo l’autonomia media effettiva ottenuta in quelle cariche con il consumo medio ottenuto nei viaggi delle stesse cariche, il risultato dovrebbe essere la mia batteria rimanente. Per ottenere un dato medio, si spera attendibile, occorre esaminare i risultati medi della bella stagione (quindi i migliori) con i risultati medi attuali.
Ora, i dati medi ottenuti sono:
5 cariche 0-100% bella stagione:
autonomia media: 81,9 Km; consumo medio: 8,3 Km/kWh; batteria calcolata: 9,9 kWh;
ultime 5 cariche:
autonomia media: 76,1 Km; consumo medio: 8,0 Km/kWh; batteria calcolata: 9,4 kWh.
Per cui, i dati medi risultanti sono:
autonomia media: 79,0 Km; consumo medio: 8,1 Km/kWh; batteria calcolata: 9,7 kWh.
Quindi, anche questo calcolo evidenzia una perdita media del 6,7%, con una batteria al 93,3%.
Non ho idea se siano calcoli corretti ma, nonostante l’evidente empiricità, non dovrebbero essere sbagliati di molto.
Oggi, ad esempio, dopo aver caricato l’auto al 100% nella notte (solitamente faccio terminare la carica alle 8 o le 9 del mattino perché l’auto non resti al 100%, nominale, per troppe ore), ho fatto tre viaggi:
il primo questa mattina, partenza alle 10:24, 13°C e pioggia, di 9 Km (spese);
il secondo oggi pomeriggio, partenza alle 13:15, 14°C e pioggia forte, di 60 Km (commissioni);
il terzo sempre nel pomeriggio, partenza ore 16:51, 14°C e temporale, di 8 Km (visita a parente).
Dunque, 77 Km percorsi e 0 Km indicati come residuo all’arrivo imboccata la via che porta al cancello di casa (di solito il termico si avvia dopo circa un Km da quando l’autonomia viene indicata a zero, ma la batteria non è ancora a zero nemmeno quando il termico parte).
In questi tre viaggi, consumo medio di 7,9 Km/kWh. Quindi, batteria a 9,7 kWh. Sempre 93,3%.
Come ho detto, alcuni dei calcoli sono possibili solo se si sono registrati i dati di tutti i viaggi e di tutte le cariche. Inoltre, io sono facilitato a fare il salto da 100% a zero (sempre nominali) per ovvii motivi (ma non avviene per caso, perché calcolo tutto in precedenza. Posso sbagliare, ovviamente, anche per questioni di traffico non prevedibili, ma il termico, se si accende, solitamente è solo per un Km al massimo (e prima di entrare in città, dove, se può, resta comunque spento).
Quindi, ritengo che lo stato di salute della mia batteria la veda oggi sopra il 90% “ufficiale”, molto probabilmente attorno al 93%. Così mi dicono i calcoli, e così mi dicono i risultati effettivi di utilizzo.
Scusate, spero che sia utile…
// con il passare degli anni, l’aumento della resistenza interna e la perdita di capacità riducono autonomia e prestazioni \\
Le prestazioni si riducono molto ? Secondo questo confronto fra una Tesla “fresca” ed un’altra “stagionata”, la percorrenza non inciderebbe in modo apprezzabile..
https://www.youtube.com/watch?v=SCVnirLlj5I
Il degrado è stato calcolato su migliaia di auto: l’1,8% all’anno in media e qualcosa di più il primo anno. Sempre che la batteria sia stata trattata nel modo giusto https://youtu.be/13zzw3vutI0
Normalmente, quando arrivi allo 0% hai ancora il buffer (tampone) della batteria a disposizione che ti permette di percorrere ancora qualche chilometro.
5 anni che ho una BEV e non ho mai fatto una scarica completa, sarei curioso di capire come fare senza restare a “secco” fuori dal box… suggerimenti?
In effetti non vorresti farlo. Qualcuno porta la batteria al livello piu’ basso, poi attivita tutti i carichi elettrici ed aspetta qualche ora.
ok grazie, penso che se non sarà necessario non mi metterò a farlo…
Ti fai prestare un elettrogeneratore in modo che se rimani a piedi riesci ad immettere quel minimo indispensabile per raggiungere il tuo punto di ricarica.