Stan zdrowia… Co to jest? [Cykl baterii nr 6 | Wydanie z 2026 roku]

Pięć lat temu, dzięki wskazówkom Claudiusa Jehle, dyrektora generalnego volytica diagnostics GmbH, uruchomiliśmy serię artykułów „The Battery Cycle”, której celem było rzucenie światła na złożoność baterii Li-Ion.

Seria ta dostarczyła ogromnej ilości cennych informacji dla wszystkich zaangażowanych w mobilność elektryczną.

Teraz, pięć lat później, wracamy do tych samych tematów – nadal dzięki współpracy z Claudiusem Jehle – wzbogaconych danymi z praktyki oraz wnioskami wyciągniętymi z doświadczeń.

Pełna seria artykułów, świeżo zaktualizowana, jest również publikowana w specjalnym numerze monograficznym towarzyszącym wydaniom Sustainable Bus (oraz powiązanych platform Sustainable Truck & Van oraz Powertrain International) przez cały rok 2026.

Zapraszamy do kierowania pytaniami, opiniami i wkładami pod adresem info@sustainable-bus.com.

Witamy w nowym artykule z serii Battery Cycle – serii artykułów poświęconych rozwiewaniu tajemnic tej „czarnej skrzynki” w prostym języku, ale przy zachowaniu pełnej precyzji technicznej. W naszym ostatnim artykule wyjaśniliśmy, czym jest równoważenie baterii i dlaczego jest ono kluczowe dla prawidłowej pracy aktywów. Ponieważ artykuły w tej serii są powiązane ze sobą, zdecydowanie polecamy zapoznać się ze wszystkimi poprzednimi artykułami (dotyczącymi różnych chemii, poziomu SOC oraz procesu ładowania).

Pojęcie Stanu Zdrowia baterii, czyli SoH, jest bez wątpienia najbardziej kontrowersyjnym terminem w branży baterii. Żaden inny – spoiler: niejasno lub słabo zdefiniowany – termin nie jest używany tak swobodnie, w tak wielu kontekstach i do tak wielu celów jak SoH. Gdybyśmy mogli cofnąć czas, postaralibyśmy się go całkowicie usunąć, dlatego często umieszczamy go w cudzysłowach. Dla porównania, prawie całe ryzyko finansowe związane z gwarancjami w całej branży wiąże się z SoH, ale brakuje tu uniwersalnej definicji tego pojęcia – co jest bezprecedensowe w młodszej historii przemysłu.

Ale skoro już istnieje, to czym właściwie jest i czym nie jest? Sprawdźmy.

Aby ustalić kontekst, użyjemy SoH w szerokim sensie jako względnego (tj. wyrażonego w %) miary pojemności baterii – a nie jako miary oporu, wydajności, bezpieczeństwa itp. Ale zaufajcie nam – to i tak wystarczająco skomplikowane.

Fenomenologia degradacji

SoH jest powszechnie używane w kontekstach degradacji, czyli określania ilości energii, która pozostaje po upływie określonej liczby lat – co nie jest błędne, ale z pewnością też nie stanowi całej prawdy. Sam fakt, że ilość energii, którą można wydać lub zmagazynować, zależy od warunków, a brak równowagi pomiędzy ogniwami ma znaczący wpływ na wydajność systemu, wskazuje, że rolę odgrywają tu nie tylko efekty długoterminowe.

W najogólniejszej i najbardziej powszechnie przyjętej definicji SoH to chwilowo dostępna pojemność, mierzona w zrównoważonej (!) baterii poprzez rozładowanie (!) od poziomu SoC 100% w BMS do poziomu SoC 0% w BMS przy stałym prądzie (lub mocy), a uzyskany wynik dzielony jest przez wartość odniesienia, np. nominalną wartość z tabliczki charakterystyk. Można zauważyć, że to zdanie – a nawet je uproszczyliśmy – daje dużo przestrzeni na interpretację, argumentację i spory. Słowa takie jak „chwilowo”, „dostępna”, ładowanie kontra rozładowanie, stały prąd kontra stała moc, „pojemność” oraz „odniesienie” umożliwiają różne punkty widzenia. Zacznijmy od najbardziej uderzającego: „dostępna”.

Praktyczne wskazówki: Upewnij się, że masz jasne rozumienie różnych interpretacji stanu zdrowia baterii (State of Health – SoH) oraz że utrzymujesz ciągły, holistyczny obraz pozostałej pojemności w całym swoim taborze. Samodzielne testy pojemności nie mogą dostarczyć takich informacji. Bądź ostrożny podczas interpretacji wyników tych testów, szczególnie tych dostarczanych przez producentów oryginalnego wyposażenia. Dodatkowy koszt ciągłej, zaawansowanej analizy pojemności baterii (włączając ocenę technicznej pojemności) jest znikomy w porównaniu z korzyściami operacyjnymi i finansowymi, jakie może przynieść.

Prawdopodobnie nie jest zaskoczeniem, że BMS ma coś do powiedzenia na temat sposobu kontrolowania akumulatora oraz np. ograniczeń napięcia. Z ostatnich artykułów dowiedzieliśmy się, że utrzymuje on „pracujący” poziom SoC, ten który widzimy na naszych ekranach i w narzędziach, a wartość 0/100% „technicznie” nie oznacza pustego/wypełnionego – to po prostu ilość energii, którą udostępnia użytkownikowi, zachowując pewne rezerwy techniczne.

Gdy degradacja pozostaje niewidoczna…

Do tej pory wszystko jest oczywiste. Ale wyobraźmy sobie sytuację, w której BMS co roku udostępnia nam tę samą ilość energii. Kupiliśmy urządzenie o pojemności 300 kWh i przeprowadzamy test przy dostawie: oto 300 kWh. Korzystamy z niego intensywnie, a po piątym roku test pokazuje nadal 300 kWh. Niektórzy mogliby być dumni („Zobaczcie, jak jesteśmy ostrożni i bierzemy pod uwagę obciążenie akumulatora!”), inni mogliby być sceptyczni („Jak to możliwe? Dlaczego nie degraduje się?”).

To małe doświadczenie myślowe jest bardzo istotne – różni producenci baterii stosują tę logikę „zjedzenia bufora”: instaluje się nadmiarową pojemność, która jest stale „zjedzana” przez degradację, ale chroniona przed użytkownikiem tak długo, jak to możliwe. Aż technicznie dostępna pojemność degraduje się na tyle, że spada poniżej wartości zaprogramowanej…

Należy pamiętać, że pojemność, którą doświadczamy w codziennej eksploatacji oraz podczas testów pojemności, jest przede wszystkim określana przez oprogramowanie; nie musi być pod wpływem degradacji, w zależności od zastosowanej strategii BMS.

Potrzebujesz dowodu? Tutaj znajdziesz zarówno pojemność techniczną (czerwonawą), jak i operacyjną (niebieskawą) dla autobusu elektrycznego o mocy ok. 500 kWh na okres 1 roku, przeanalizowaną za pomocą silnika ciągłego monitoringu volytica. Wyraźnie zauważysz co najmniej dwie rzeczy:

1. BMS tego autobusu elektrycznego stosuje taką strategię „zużywania bufora”: pojemność operacyjna pozostaje całkowicie stała…
2. …podczas gdy „prawdziwa” pojemność, choć powoli, wykazuje tendencję spadkową.

Przez około siedem lat bufor zostanie wyczerpany, a BMS będzie musiał zmniejszyć pojemność operacyjną zgodnie ze stopniem degradacji. Bez tak zaawansowanej i ciągłej analizy właściciele oraz operatorzy muszą polegać na bardzo pracochłonnych ręcznych sprawdzaniach pojemności, które nigdy nie oceniają pojemności technicznej, a jedynie – zawsze stałą – pojemność operacyjną.

Zachowaj bufor

Oczywiście istnieje jeszcze jedna taka filozofia, nazwijmy ją „Zachowaj bufor”, która jest również często stosowana i wydaje się bardziej naturalna dla większości ludzi – ponieważ przynajmniej pozornie powoduje degradację: zdolność operacyjna nie jest utrzymywana na stałym poziomie przez oprogramowanie, lecz zmniejsza się mniej więcej równolegle do technicznie dostępnej pojemności – co wymaga znacznie większej złożoności ze strony BMS, który musi posiadać środki do dokładnego monitorowania rzeczywistej, elektrochemicznej pojemności, w znacznie częstszym i dokładniejszym tempie niż w drugim przypadku.

Jeśli BMS nie jest w stanie tego zrobić, ponieważ jest to zadanie technologicznie trudne i zakłada tempo spadku większe niż rzeczywista degradacja, odczuwana utrata wydajności i wartości jest niepotrzebnie wysoka!

SoH, koniec życia użytecznego i bezpieczeństwo

Obiegają trudne do wyeliminowania plotki, według których bateria osiąga „koniec życia użytecznego”, gdy SoH dochodzi do wartości określonej przez producenta, na przykład 70%. Już tutaj pojawia się oczywisty problem: mianowicie „SoH” oznacza faktyczną, codzienną dostępną pojemność netto, którą programuje i określa BMS. Jak już wiemy, bateria może mieć jeszcze dużo rezerw technicznych, nawet jeśli SoH podany przez BMS osiągnął już tę wartość graniczną. Widzieliśmy przypadki, gdy SoH osiągał dokładnie 70,0% w ostatnim dniu 8-letniej gwarancji, ale nasza analiza wykazała dużo pozostałych rezerw pojemności technicznej – biada temu, kto myśli zło.

Ale nawet jeśli mówienie o „końcu życia produktu” jest skrajnie mylące – może to oznaczać koniec gwarancji, ale na pewno bateria nie jest niebezpieczna ani w żaden inny sposób „martwa”. Bezpieczeństwo jest, jeśli w ogóle, tylko słabo powiązane z pozostałą pojemnością! Wiele innych czynników ma znacznie większe znaczenie przy ocenie końca życia produktu!

Za jednym razem

Pojemność, którą doświadczasz w codziennej eksploatacji oraz podczas testów pojemności, jest przede wszystkim określana przez oprogramowanie. W zależności od zastosowanej strategii BMS, nie jest ona koniecznie pod wpływem degradacji.

BMS określa pojemność, jaką otrzymujesz (a według legend w rzadkich przypadkach nie chce) powiedzieć całej prawdy o pełnej pojemności technicznej.

Systemy BMS operują w różnych odcieniach szarości pomiędzy dwiema podstawowymi strategiami: „zachować bufor” lub „zużyć go”. Ta druga pozostawia operatora w błędnym przekonaniu o braku degradacji, nieskończonej żywotności oraz doskonałym zachowaniu wartości.

Zdecydowanie opowiadamy się za zastąpieniem koncepcji „niski poziom SoH = koniec żywotności” koncepcją „koniec gwarancji”. Aby określić prawdziwy „koniec żywotności” tak cennego i wszechstronnego komponentu, lepiej jest dokonać kilku obserwacji i przeprowadzić dodatkowe kontrole!

Artykuł State of Health… What is that? [The Battery Cycle #6 | 2026 RELEASE] po raz pierwszy ukazał się na Sustainable Bus.