Стан здоров’я… Що це таке? [Цикл акумулятора №6 | Випуск 2026 року]

П’ять років тому, завдяки порадам Клаудіуса Єхле, генерального директора компанії volytica diagnostics GmbH, ми розпочали серію статей „Цикл акумулятора“, метою якої було пролити світло на складнощі літій-іонних акумуляторів.

Ця серія надала величезну кількість цінних порад для всіх, хто працює у сфері електромобільності.

Тепер, через п’ять років, ми повертаємося до цих же тем – знову завдяки співпраці з Клаудіусом Єхле – доповненими даними з реального світу та уроками, отриманими за цей час.

Повна серія статей, оновлена до останньої миті, також публікується у спеціальному монографічному випуску, який супроводжує номери журналу Sustainable Bus (та його сестринських платформ Sustainable Truck & Van та Powertrain International) протягом усього 2026 року.

Ми раді отримати ваші запитання, відгуки та пропозиції за адресою info@sustainable-bus.com.

Ласкаво просимо до нової статті серії „Цикл акумулятора“ – серії статей, присвятованих роз’ясненню цього „чорного ящика“ простою мовою, але з технічною точністю. У нашій попередній статті ми пояснили, що таке балансування та чому воно має вирішальне значення для належної роботи акумуляторів. Оскільки статті цієї серії пов’язані між собою, ми настійно рекомендуємо ознайомитися з усіма попередніми статтями (про різні хімічні склади, рівень заряду SOC, процес заряджання).

Термін „Стан здоров’я“ або SoH, безумовно, є найсуперечливішим терміном у промисловості акумуляторів. Жоден інший – спойлер: недостатньо чи нечітко визначений – термін не використовується так широко, у стількох контекстах та з такими цілями, як SoH. Якби ми могли повернути час назад, ми б спробували позбутися його повністю, тому ми часто схильні вказувати його в лапках. Для порівняння, майже весь фінансовий ризик гарантій у всій галузі пов’язаний із SoH, проте в промисловості відсутнє універсальне визначення цього поняття – що є безпрецедентним у недавній історії промисловості.

Але оскільки цей термін все ж існує, у чому полягає його сутність та що до нього не належить? Давайте з’ясуємо.

Щоб створити контекст, ми будемо використовувати SoH у широкому сенсі як відносний (тобто у %) показник ємності акумулятора – а не як показник опору, продуктивності, безпеки тощо. Але повірте нам, це вже достатньо складно.

Феноменологія деградації

SoH широко використовується у контексті деградації, тобто для визначення кількості енергії, що залишилася після певної кількості років, і це не є помилкою, але, безумовно, також не є повною правдою. Сам факт того, що кількість енергії, яку можна вивести, залежить від умов, а дисбаланс між елементами матриці суттєво впливає на продуктивність системи, свідчить про те, що тут відіграють роль не лише довгострокові ефекти.

У найзагальнішому та найбільш загальновизнаному визначенні SoH – це миттєво доступна ємність, яка вимірюється у збалансованій (!) батареї шляхом розрядки (!) від рівня SoC 100% у BMS до рівня SoC 0% у BMS за допомогою постійного струму (або потужності), причому отриманий результат ділиться на базове значення, наприклад номінальне значення з етикетки. Ви, можливо, помітите, що це речення – а ми навіть спростили його – залишає значний простір для інтерпретації, аргументації та суперечок. Такі слова, як «миттєво», «доступна», зарядка проти розрядки, постійний струм проти постійної потужності, «ємність» та «базове значення», дозволяють розглядати ситуацію з різних точок зору. Почнемо з найбільш привабливого: «доступна».

Практичні поради: переконайтеся, що у вас є чітке розуміння різних тлумачень стану заряду акумулятора (State of Health, SoH), та підтримуйте постійний, цілісний огляд залишкової ємності всього вашого автопарку. Лише ручні тести ємності не можуть надати такої інформації. Будьте обережні під час інтерпретації результатів ручних тестів ємності, особливо тих, які надають виробники обладнання. Додаткові витрати на постійний, складний аналіз ємності акумулятора (включаючи технічну оцінку ємності) є мізерними порівняно з операційним та фінансовим ефектом, який він може принести.

Мабуть, не є сюрпризом те, що BMS має свої правила щодо керування акумулятором та, наприклад, обмежень напруги. У попередніх статтях ми дізналися, що він підтримує „робочий“ рівень SoC, який ми бачимо на наших дисплеях та інструментах, і що показники 0/100% „технічно“ не означають порожній/повний стан – це просто та кількість енергії, яку він забезпечує користувачеві, залишаючи певні технічні резерви.

Коли деградація залишається непомітною…

Поки що все зрозуміло. Але уявіть собі, що BMS щороку забезпечує вас однаковою кількістю енергії. Ви купуєте пристрій з ємністю 300 кВт·год, і під час доставки проводите тест: ось 300 кВт·год. Ви інтенсивно ним користуєтесь, а на п’ятий рік тест знову показує 300 кВт·год. Деякі можуть пишатися („Подивіться, наскільки ми обережні та уважні до навантаження на акумулятор!“), а інші можуть бути скептичними („Як це взагалі можливо? Чому він не деградує?“).

Цей невеликий експеримент у думках є дуже актуальним, і багато виробників акумуляторів використовують логіку „З’їдання буфера“: встановлюється надмірна ємність, яка постійно зменшується через деградацію – але приховується від користувача якомога довше. До тих пір, поки технічно доступна ємність не знизиться настільки, що опуститься нижче запрограмованого рівня…

Зверніть увагу: ємність, яку ви спостерігаєте під час щоденної експлуатації та під час тестів ємності, насамперед визначається програмним забезпеченням; вона не обов’язково піддається впливу деградації, залежно від стратегії BMS, яка була реалізована.

Вам потрібні докази? Тут ви знайдете як технічну (червонувату) так і експлуатаційну (синювату) ємність електробуса потужністю близько 500 кВт·год протягом 1 року, проаналізовану за допомогою системи постійного моніторингу volytica. Ви чітко побачите принаймні дві речі:

1. BMS цього електробуса використовує таку стратегію „споживання буфера“: експлуатаційна ємність залишається абсолютно постійною…
2. …тоді як „справжня“ ємність, хоча й повільно, демонструє тенденцію до зниження.

Приблизно через сім років буфер буде вичерпаний, і BMS доведеться зменшувати експлуатаційну ємність відповідно до темпів зношування. Без такого передового та постійного аналізу власники та оператори змушені проводити дуже трудомісткі ручні перевірки ємності, які ніколи не оцінюють технічну ємність, а лише – завжди постійну – експлуатаційну.

Зберігайте буфер

Звісно, існує ще одна подібна філософія – назвемо її «Зберігати буфер» – яка також часто використовується та здається більш природною для більшості людей, адже вона, принаймні на перший погляд, справді призводить до зниження характеристик: програмне забезпечення не підтримує постійну робочу ємність, а вона зменшується майже паралельно до технічно доступної ємності – це вимагає значно більшої складності від системи BMS, оскільки вона повинна мати засоби для точного відстеження фактичної електрохімічної ємності значно частіше та з більшою точністю, ніж у іншому випадку.

Якщо це неможливо, оскільки це технологічно складне завдання, і припускається темп зниження, який є стрімкішим за фактичну деградацію, то сприйнятна втрата продуктивності та цінності є надмірно високою!

SoH, кінець терміну служби та безпека

Існує поширена, але хибна думка, що акумулятор досягає «кінця терміну служби», коли показник SoH досягає певного порогу, визначеного виробником, наприклад 70%. Однак тут є очевидна проблема: показник SoH відображає фактичну, щоденну корисну потужність акумулятора, яка встановлюється та контролюється системою BMS. Як ми вже знаємо, акумулятор може мати значні технічні резерви, навіть якщо показник SoH, вказаний системою BMS, вже досяг цього порогу. Ми бачили випадки, коли показник фактичної корисності акумулятора саме досягав 70,0% у останній день 8-річної гарантії, проте наш аналіз показував значні залишки технічної ємності – горе тому, хто плутається у цьому.

Але навіть якщо говорити про „кінець терміну служби“ є суттєво оманливим – це може бути кінець гарантії, але акумулятор точно не є небезпечним чи в іншому сенсі „мертвим“. Безпека, наприклад, у разі її наявності, лише слабко пов’язана з залишковою ємністю! Багато інших факторів є набагато важливішими та значущішими для визначення кінця терміну служби!

Огляд

Ємність, яку ви спостерігаєте під час щоденної роботи та під час тестів ємності, в основному визначається програмним забезпеченням. Залежно від реалізованої стратегії BMS це не обов’язково змінюється через деградацію.

BMS визначає ємність, яку ви отримуєте (і, за легендами, у рідкісних випадках не бажає) повністю розкрити правду про повну технічну ємність.

Системи BMS діють у межах сірих зон між двома основними стратегіями: «зберегти буфер» чи «використати його». Друга стратегія створює у «сліпого» оператора враження відсутності деградації, нескінченного терміну служби та ідеального збереження цінності.

Ми рішуче закликаємо замінити концепцію «низький рівень стану = кінець терміну служби» на «кінець гарантійного терміну». Щоб визначити справжній «кінець терміну служби» такого цінного та універсального компонента, краще провести кілька перевірок!

Стаття «Стан здоров’я… Що це? [Цикл акумулятора №6 | Випуск 2026]» вперше опублікована на Sustainable Bus.