Sähköautojen litiumioniakkujen luonnollinen kuluminen

Abstract

Tässä insinöörityössä selvitettiin sähköautojen korkeajänniteakkujen kapasiteetin alenemaa luonnollisen kulumisen seurauksena. Työssä selvitettiin, mitä käytetyn auton korkeajänniteakun kunnolta voidaan kohtuudella olettaa. Työn tavoitteena oli lisätä yleistä tietämystä korkeajänniteakkujen kulumisesta.

Tutkimuksessa mitattiin 45 sähköauton akun SOH-arvo. Testatuista autoista 22 oli täyssähköautoja ja 23 ladattavia hybridiautoja. Testausmenetelmiä oli kaksi: todelliseen kapasiteetin mittaamiseen perustuva testi sekä BMS-järjestelmän mitta-arvoista luettava pikatesti.

Mittaustulokset kirjattiin ja niitä verrattiin arvioon iän sekä ajomäärän mukaan. Mitattujen tulosten perusteella tehtiin regressioanalyysi. Tutkimuksen tulokset osoittivat, että korkeajänniteakkujen kapasiteetti alenee odotetusti. Mittaustulosten mukaan ladattavien hybridiautojen korkeajänniteakut kuluvat nopeammin kuin täyssähköautojen akut. Arvioitaessa kuluneisuutta iän ja ajomäärän mukaan regressioanalyysin ennustekaavioita voidaan pitää oletuksena siitä, mitä voidaan kohtuudella olettaa. Virhemarginaalina voidaan pitää 5–7:ää prosenttiyksikköä.

In this thesis, the decrease of the capacity of the high-voltage batteries of electric vehicles as a result of normal wear was investigated. The thesis was commissioned by Diagno Finland Oy and The Finnish Central Organisation for Motor Trades and Repairs (AKL). The thesis investigated what can reasonably be assumed from the condition of a used car's high-voltage battery. The aim of the work was to increase general knowledge regarding the wear and aging of high-voltage batteries in vehicle use.

In the investigate part, the SOH value of 45 electric vehicle batteries was measured. Out of the tested vehicles, 22 were fully electric vehicles (EV) and 23 were plug-in hybrid vehicles (PHEV). There were two testing methods. A test based on real capacity measurement and a quick test that reads the measured values of the BMS system.

The measurement results were recorded and compared to the estimation based on the age and mileage. Based on the measured results, a regression analysis was performed. The results of the study indicated that the capacity of high-voltage batteries decreases as expected. According to the measurement results, the high-voltage batteries of plug-in hybrid vehicles wear out faster than the batteries of fully electric vehicles. When evaluating wear and aging according to age and mileage, the regression analysis prediction charts can be considered as an assumption of what can be reasonably assumed by age and mileage. The margin of error can be considered 5–7 percentage points.