BMW pochwaliło się właśnie, że wyprodukowało 200 tysięcy egzemplarzy i3. Samochód kupowany jako nowy jest drogi, ale na rynku wtórnym można znaleźć całkiem pokaźną liczbę egzemplarzy po 2-5-letnich leasingach, które mają stosunkowo niskie przebiegi i dobrą cenę. Właśnie na taki model zdecydował się nasz Czytelnik – a teraz postanowił sprawdzić, jaka jest degradacja baterii w jego egzemplarzu.
Poniższy tekst został skompilowany z materiału nadesłanego do redakcji i opatrzony odredakcyjnym wstępem o wersjach BMW i3.
Degradacja baterii w używanym BMW i3
Spis treści
Przypomnijmy: BMW i3 to samochód segmentu B/B-SUV dostępny w wersjach z ogniwami 60, 94 i 120 Ah, czyli z akumulatorami o pojemnościach
- 19,4 (21,6) kWh – 60 Ah (pierwsza generacja BMW i3),
- 27,2-29,9 (33,2) kWh – 94 Ah (wersja po faceliftingu),
- 37,5-39,8 (42,2) kWh – 120 Ah (wariant sprzedawany obecnie).
Wartości użyteczne są różne, ponieważ producent ich nie podaje, a z rynku płynie szereg różnych danych.
Specyfikacja ogniwa Samsung SDI 94 Ah, które znalazło się w baterii BMW i3. Znajdź błędnie wpisane jednostki 🙂 (c) Samsung SDI
Nasz Czytelnik wybrał wariant środkowy z baterią o pojemności ~29,9 (33,2) kWh oznaczany jako 94 Ah. Dziś jego samochód ma 3 lata i ponad 100 tysięcy kilometrów przebiegu.
> Używane BMW i3 z Niemiec, czyli moja droga do elektromobilności – cz. 1/2 [Czytelnik Tomek]
Degradacja baterii w BMW i3 – kilka różnych metod i obliczenia
Aby sprawdzić spadek pojemności akumulatora, muszę mieć jego pojemność nominalną oraz aktualną. Tę pierwszą znam (29,9 kWh), tę drugą mogę zbadać za pomocą kilku różnych metod.
Metoda nr 1. Naładowałem samochód do pełna i pokonałem trasę o długości 210 kilometrów zużywając 92 procent energii. Średnie zużycie wyniosło 12,6 kWh/100 km (126 Wh/km), średnia szybkość 79 km/h. Skoro na 92 procent baterii pokonałem 210 km, to na pełnej baterii byłoby to 228,3 km.
Łatwo na tej podstawie wyliczyć, że dostępna pojemność baterii wynosi 28,76 kWh. Daje to utratę pojemności na poziomie 3,8 procent (1,14 kWh) lub 9 kilometrów zasięgu.
Metoda nr 2. Ta metoda jest prostsza. Zamiast jeździć, wystarczy wejść do menu serwisowego BMW i3 i sprawdzić stan zgłaszany przez BMS – system zarządzania baterią – samochodu. U mnie jest to 28,3 kWh. W stosunku do danych fabrycznych (29,9 kWh) straciłem 1,6 kWh, 5,4 procent pojemności, czyli około 12,7 km zasięgu.
Metoda nr 3. Trzecia metoda to skorzystanie z jakiejś aplikacji łączącej się z samochodem przez interfejs OBD II. Dla BMW i3 jest to appka Electrified. Pokazywany tam wskaźnik zdrowia akumulatorów (ang. state-of-health, SOH) wynosi 90 procent, co sugeruje, że auto utraciło 10 procent pierwotnej pojemności.
Skąd te wartości? Trudno powiedzieć. Być może twórca aplikacji przyjął jako bazę wyjściową wartości maksymalne i doliczył do degradacji okres tworzenia warstwy pasywacyjnej (SEI), którego nie da się uniknąć, a który „zjada” na początku nawet kilka kilowatogodzin. Ze specyfikacji ogniw – pierwsza ilustracja w tekście – łatwo wyliczymy bowiem, że maksymalna pojemność baterii BMW i3 to 96 ogniw x 95,6 Ah średniej pojemności x 4,15 V napięcia przy maksymalnym naładowaniu = 38,1 kWh (!).
BMW podaje zaledwie 33 kWh, bo stosuje dolny bufor (tj. nie pozwala ogniwom rozładować się do końca), pamięta też o procesie tworzenia się warstwy pasywacyjnej.
> Pojemność baterii całkowita a użyteczna – o co w tym chodzi? [ODPOWIADAMY]
Może być też tak, że w parametrze SOH aplikacji Electrified uwzględniana jest pojemność oraz nierównomierność napięć na ogniwach. Innymi słowy „stan zdrowia” nie oznaczałby jeden do jednego „pojemności”.
Tak czy siak wynik Electrified odrzucamy jako niezbyt wiarygodny, przynajmniej przy szacowaniu degradacji akumulatora. Możemy jednak wziąć widoczną w aplikacji pojemność w Ah (90,7) i odnieść ją do specyfikacji ogniw. W zależności od tego, czy skupimy się na pojemności minimalnej (94 Ah), czy średniej (95,6 Ah), utrata pojemności wyniosła 3,5 lub 5,1 procent.
Wniosek: degradacja w przedziale 4-5 procent, bateria do wymiany najwcześniej w 2040 roku
Z pomiarów, które uznaliśmy za wiarygodne, wynika, że w ciągu 3 lat eksploatacji i przy przebiegu 100 tysięcy kilometrów degradacja baterii wyniosła około 4-5 procent. Daje to mniej więcej o 10 kilometrów zasięgu mniej po każdych trzech latach/100 tys. kilometrów przebiegu. Do poziomu 65 procent pojemności pierwotnej – próg uznawany za wysoką degradację – dojdę, gdy auto będzie miało 23 lata lub 780 tysięcy kilometrów przebiegu.
Za jakieś 20 lat. Wtedy będę się musiał zastanowić, czy wymieniam baterię, czy może jeżdżę dalej pamiętając o niższej mocy i słabszym zasięgu. 🙂
A jak wygląda ta eksploatacja? Samochód traktowany jest normalnie, ładuję go w domu z gniazdka 230 V lub naściennej stacji ładowania (11 kW). W ciągu roku odbywam kilka tras po Polsce, gdy korzystam z szybkich stacji ładowania prądem stałym (DC, do 50 kW). Nie ma to zapewne żadnego związku ze spadkiem pojemności baterii, ale lubię ecodriving i w trasach zdarza mi się schodzić do średnio 12 kWh/100 km (120 Wh/km).
Po takiej jeździe następnego dnia auto potrafi prognozować 261 kilometrów zasięgu w trybie Eco Pro:
Nota od redakcji www.elektrowoz.pl: normalnie traktowane ogniwa Li-ion zwykle starzeją się stopniowo (liniowo). Może się jednak zdarzyć, że jedno zawiedzie szybciej niż inne – i wtedy rzeczywiście BMS będzie sygnalizował problem z akumulatorem. Na szczęście w takich wypadkach wystarczy demontaż baterii i wymiana jednego, uszkodzonego ogniwa, czyli operacja znacznie mniej kosztowna niż wymiana całego pakietu akumulatorów.
Nota 2 od redakcji www.elektrowoz.pl: a oto badanie pojemności ogniw zastosowanych w BMW i3 przeprowadzone przez producenta tychże ogniw, Samsunga SDI. Widać, że ogniwa tracą pojemność liniowo, przynajmniej przez pierwsze 1,5 tysiąca cykli. Potwierdzają to dane płynące z rynku i dlatego uznaliśmy, że założenie o liniowym spadku pojemności ma sens. Zmierzony czas życia wynoszący 4 600 pełnych cykli pracy nieźle pasuje do obliczeń naszego Czytelnika:
