Mitä SoH tarkoittaa? Näin tulkitsette akun kuntoa

Mitä oikeastaan tarkoittaa, kun akun kunnon sanotaan olevan 82 prosenttia? Tässä selvitämme käsitteet, mittausmenetelmät ja tavanomaisen kulumisen.

Torbjörn Sundström, Battery Industry Expert28. heinäkuuta 20269 min lukuaika

SoC kertoo, kuinka paljon säiliössä on juuri nyt. SoH kertoo säiliön nykyisen koon. Kumpaakaan ei mitata suoraan. Molemmat lasketaan akun tallentamasta datasta, joten eri työkalut voivat antaa samasta autosta erilaisia vastauksia. Kuntoluku ei siis kerro mitään ilman tietoa siitä, miten se on tuotettu.

Neljä käsitettä, jotka sekoitetaan usein toisiinsa

KäsiteMitä se kuvaaYksikköKuinka nopeasti se muuttuu
SoC
State of Charge
Akussa juuri nyt olevan energian määrää.%Jatkuvasti ylös ja alas
SoH
Akun kunto
Kuinka suuri osa alkuperäisestä varastointikapasiteetista on jäljellä tietyssä kuormitustilanteessa.%Hitaasti, käytännössä vain alaspäin
Sisäinen resistanssiYksinkertaistettuna: kuinka helposti akku voi luovuttaa ja vastaanottaa tehoa. Sisäisen resistanssin kasvaessa SoH laskee, koska suurempi sisäinen resistanssi vähentää käytettävissä olevaa lataus- ja purkauskapasiteettia tietyssä kuormitustilanteessa.milliohmiKasvaa iän myötä, kylmässä tilapäisesti suurempi
ToimintamatkaKaiken edellä mainitun sekä ajotavan, sään, kuorman ja nopeuden yhteisvaikutusta.kmPäivittäin

Kaksi ensimmäistä sekoitetaan useimmin. SoC on hetkellinen tilanne, joka muuttuu aina autoa ladattaessa. SoH on akun kunnon mittari ja muuttuu hitaasti yhteen suuntaan. Auton näytössä voi hyvin näkyä 100 prosenttia, vaikka akku olisi selvästi kulunut. Näytössä näkyvä arvo on SoC.

SoC ei ole SoH

Sama varaustaso, eri määrä energiaa

Ajatelkaa SoH-arvoa säiliön kokona ja SoC-arvoa sen sisältämänä määränä. Kapasiteetistaan 20 prosenttia menettäneeseen 77 kWh:n akkuun mahtuu 62 kWh. Kun se ladataan 60 prosenttiin, se sisältää 37 kWh, kun taas uusi akku sisältää samalla 60 prosentin varaustasolla 46 kWh. Kuljettaja näkee näytössä saman luvun, mutta käytettävissä on yhdeksän kilowattituntia vähemmän.

Siksi toimintamatkan lyheneminen näkyy harvoin äkillisenä vikana. Muutos tapahtuu vähitellen, ja syyksi on helppo olettaa talvipakkanen, uudet renkaat tai muuttunut ajomatka. Vasta mittauksella voidaan nähdä, mitä todella on tapahtunut.

Näin akun kuntoa mitataan käytännössä

Mikään anturi ei mittaa akun kuntoa suoraan. Jokainen menetelmä perustuu mittaukseen ja laskentaan. Menetelmät eroavat toisistaan ajankäytön, akun rasituksen ja autojen välisten tulosten vertailukelpoisuuden suhteen.

MenetelmäNäin se tehdäänVahvuusHuomioitavaa
Täysi lataussykliAkku tyhjennetään ja ladataan täyteen samalla, kun energiamäärä mitataan.Kapasiteetin suora mittaus. Vertailumenetelmä laboratorioympäristössä.Kestää useita tunteja, sitoo laturia ja henkilöstöä, ja syväpurkaus kuluttaa akkua.
Akkudatan lukeminenAkun tallentamat arvot noudetaan ajoneuvon diagnostiikkaliitännän kautta.Kestää alle kaksi minuuttia, ei vaadi lataamista ja perustuu akun koko käyttöiän dataan.Raakadataa on tulkittava automallin viitearvojen avulla.
Vertailuajoneuvokantaan perustuva analyysiArvoja verrataan saman mallin ja vuosimallin autoihin.Tekee luvusta vertailukelpoisen ja auttaa havaitsemaan poikkeamat.Edellyttää riittävän suurta ja ajantasaista vertailutietokantaa.
Sisäinen resistanssi ja impedanssiMitataan akun vastetta virta- ja jännitepulsseihin.Kuvaa muun muassa tehontuottokykyä.Vaikuttaa SoH-arvoon epäsuorasti ja sisältyy jo osittain SoH-arvoon. Nykyaikaiset akunhallintajärjestelmät (BMS) valvovat ja arvioivat sisäistä resistanssia jatkuvasti.

Korjaamoympäristössä datan lukemisen ja vertailudataan perustuvan analyysin yhdistelmästä on hyvistä syistä tullut käytännön vakiovalinta. Akunhallintajärjestelmä on tallentanut jännitteen, lämpötilan, lataussyklit ja energiavirrat koko akun käyttöiän ajan. Tiedot ovat siis jo autossa, ja ne tarvitsee vain noutaa ja tulkita. Näin aineisto perustuu yhden mittaushetken sijasta vuosien todelliseen käyttöön.

Alle kahdessa minuutissa valmistuminen on muutakin kuin mukavuuskysymys. Puoli päivää kestävä testi tehdään poikkeustapauksissa autoille, joissa jo epäillään ongelmaa. Alle kahdessa minuutissa valmistuva testi voidaan tehdä jokaiselle vaihtoautolle. Vasta silloin luvut ovat vertailukelpoisia koko varastossa.

Verratkaa aina samalla menetelmällä tehtyjä mittauksia. Eri työkalut mittaavat osittain eri asioita ja voivat antaa samasta autosta hieman erilaisen vastauksen ilman, että kumpikaan on väärässä.

Akun tavanomainen heikkeneminen

Jäljellä oleva kapasiteetti 10 vuoden kuluttua

Geotabin yli 22 700 ajoneuvoa ja 21 mallisarjaa kattava tarkastelu antaa tähän mennessä laajimman kuvan todellisesta kulumisesta. Kapasiteetti väheni keskimäärin noin 2,3 prosenttia vuodessa. Tyypillisessä akussa on siis kahdeksan vuoden jälkeen jäljellä noin 80 prosenttia kapasiteetista, selvästi yli useimpien valmistajien kahdeksan vuoden tai 160 000 kilometrin takuuaikana käyttämän 70 prosentin takuurajan.

Vaihtelu on kuitenkin suurta. Pääasiassa vaihtovirralla ladattujen autojen kapasiteetti väheni noin 1,5 prosenttia vuodessa, kun taas yli 100 kW:n pikalatureita runsaasti käyttäneiden autojen luku oli noin 3,0 prosenttia. Kymmenessä vuodessa tämä vastaa suunnilleen eroa 85 prosentin ja hieman yli 70 prosentin kapasiteetin välillä.

Kaksi kehityskulkua kannattaa tuntea. Kapasiteetti vähenee ensimmäisenä vuonna usein myöhempiä vuosia nopeammin, minkä jälkeen käyrä tasaantuu. Muutaman prosentin väheneminen ensimmäisenä vuonna on tavanomaista eikä varoitusmerkki. Käyttöiän loppupuolella kehitys voi jälleen nopeutua. Näiden vaiheiden välillä heikkeneminen on pääosin hidasta ja ennakoitavaa.

Kaksi autoa, sama mittarilukema, erilainen akku

Sama malli ja mittarilukema

Mittarilukema on ensimmäinen asia, jota tarkastelemme käytetyn auton arvonmäärityksessä. Akun kannalta se on epätarkka mittari. Ikä, lataustapa, varaustaso pysäköinnin aikana ja ilmasto vaikuttavat yhdessä enemmän kuin ajokilometrit.

Pääasiassa kotona 80 prosenttiin ladatun ja puoliksi ladattuna viileässä autotallissa säilytetyn auton SoH-arvo voi olla 10–15 prosenttiyksikköä korkeampi kuin vastaavalla autolla, jota on päivittäin pikaladattu 100 prosenttiin kuumassa ilmastossa. Ero ei ole teoreettinen. Se vastaa useiden vuosien tavanomaista kulumista eikä näy huoltokirjassa.

Mitä SoH-luku ei kerro

Akun kunto tiivistetään usein yhteen lukuun, mutta todellisuudessa sillä on useampia ulottuvuuksia. Kattavan aineiston tulee kertoa myös seuraavista:

  • Kennojen välinen hajonta. Akusto, jonka kapasiteetti on 90 prosenttia mutta jonka kennojen välillä on suuria eroja, on lukua heikommassa kunnossa. Heikoin kenno rajoittaa koko akustoa.
  • Sisäinen resistanssi. Akun kapasiteetti voi olla ennallaan, vaikka sen kyky tuottaa täysi teho olisi heikentynyt. Tämä näkyy heikompana kiihtyvyytenä ja hitaampana latauksena.
  • Lämpötila- ja lataushistoria. Auton käyttötapa kertoo paljon siitä, kuinka nopeasti heikkeneminen jatkuu.
  • Tallennetut vikakoodit. Akkujärjestelmän nykyiset tai aiemmat viat voivat vaikuttaa arvoon huomattavasti enemmän kuin muutama kapasiteetin prosenttiyksikkö.

Näin tulkitsette akkuraporttia

Alla olevat vaihteluvälit ovat nyrkkisääntöjä luvun asettamiseksi asiayhteyteen. Tavanomainen arvo vaihtelee automalleittain, joten verratkaa mahdollisuuksien mukaan samaan malliin ja vuosimalliin.

Mitattu SoHPerusteltu tulkinta
Yli 90 %Useimmissa alle viisivuotiaissa autoissa odotetulla tasolla tai sitä parempi.
85–90 %Tavanomainen 5–8-vuotiaalle autolle. Ei edellytä toimenpiteitä.
80–85 %Tavanomainen vanhemmalle tai paljon ajetulle autolle. Lataustavasta kannattaa kysyä.
70–80 %Selvästi lyhyempi toimintamatka. Tarkistakaa takuun voimassaolo ja kennojen välinen hajonta.
Alle 70 %Usein valmistajan takuurajan alapuolella. Syy on selvitettävä ennen ostoa tai myyntiä.

Usein kysytyt kysymykset

Riittävätkö autossa näkyvät tiedot?

Auton data on lähtökohta, mutta näytössä esitettävä tieto on yksinkertaistus, eivätkä läheskään kaikki automallit näytä akun kuntoa. Taustalla olevat arvot on noudettava ja tulkittava automallin vertailudataa vasten, jotta niistä tulee vertailukelpoisia.

Heikkeneekö akun kunto alussa nopeammin?

Usein kyllä. Moni akku menettää ensimmäisenä vuonna muutaman prosentin, minkä jälkeen käyrä tasaantuu. Tämä johtuu siitä, että anodin SEI-kerros muodostuu nopeimmin akun ollessa uusi.

Voiko kuluneen akun palauttaa ennalleen?

Menetettyä kapasiteettia ei käytännössä saada takaisin. Kennojen tasapainotus ja kalibrointi voivat kuitenkin auttaa autoa näyttämään tarkemman arvon.

Kuinka usein akku tulisi testata?

Vaihtoauton vastaanoton ja myynnin yhteydessä. Lisäksi vuosittainen mittaus on järkevä käytäntö ajoneuvokalustoille ja niille, jotka haluavat seurata kehitystä.

Lähteet

Geotab, EV Battery Health: Key Findings from 22,700 Vehicle Data Analysis; Volkswagen Sverige, batterigaranti och underhåll; Toyota Sverige, service och batterigaranti. Ilmoitetut vaihteluvälit ovat nyrkkisääntöjä ja vaihtelevat automalleittain.

Verratkaa akun kuntoa samalla tavalla joka kerta

Optiledger lukee akkutiedot ajoneuvon diagnostiikkaliitännän kautta ja tulkitsee arvot automallin vertailudatan avulla. Testi kestää alle kaksi minuuttia eikä edellytä akun purkamista tyhjäksi tai lataamista täyteen.

Näin testi toimii