SoH (State of Health)
SoH (State of Health) označuje celkový technický stav baterie nebo jejího článku. Vyjadřuje poměr mezi aktuální kapacitou a původní katalogovou kapacitou nové baterie. Jinak řečeno, SoH udává míru opotřebení baterie. Tento ukazatel je zásadní například při posuzování stavu baterie u ojetého elektromobilu.
S rozvojem elektromobility se stále častěji diskutuje o skutečné životnosti baterií v elektromobilech. Jedním z klíčových ukazatelů jejich opotřebení je tzv. zdravotní stav baterie, označovaný jako SoH (State of Health). Tento parametr se obvykle vyjadřuje v procentech a udává, do jaké míry si baterie zachovala svou původní kapacitu a schopnost dodávat výkon ve srovnání s původním stavem, když byla baterie nová.
Hodnota SoH umožňuje uživatelům i výrobcům elektromobilů sledovat opotřebení baterie a rozhodovat o jejím dalším využití nebo nutnosti výměny. Zároveň je důležitým parametrem při rozhodování o koupi ojetého elektromobilu. Hodnota SoH má přímý dopad na dojezd vozidla, dobu nabíjení i celkovou životnost vozu.
Definice SoH
State of Health (SoH) je parametr udávaný v procentech, který popisuje opotřebení baterie (nebo jejího článku). SoH je obvykle definováno jako poměr aktuální kapacity baterie k její původní jmenovité kapacitě. Pokud aktuální stav baterie odpovídá katalogovým specifikacím nové baterie je SoH = 100 %.
Pokud má baterie SoH = 80 %, znamená to, že její maximální kapacita klesla na 80 % původní katalogové kapacity. To v praxi znamená, že i když baterii plně nabijete (SoC = 100 %), její použitelná kapacita bude pouze 80 % původní jmenovité kapacity.
Je důležité neplést si SoH se zkratkou SoC (State of Charge). Zatímco SoH popisuje dlouhodobé opotřebení baterie, SoC vyjadřuje aktuální stav nabití – tedy kolik energie je v daný okamžik v baterii uloženo.
Konkrétní příklad výpočtu SoH:
- nová baterie má nominální kapacitu 10 Ah
- postupně vlivem opotřebení klesla její kapacita na 8 Ah
- to znamená, že aktuální kapacita nyní odpovídá 80 % původní hodnoty → SoH = 80 %
- jinými slovy: i když baterii plně nabijete (SoC = 100 %), baterie uloží maximálně 8 Ah namísto původních 10 Ah, které byla schopna pojmout jako nová
Proč časem hodnota SoH baterie klesá?
Vlivem opakovaného nabíjení a vybíjení, různých teplotních podmínek, stárnutí materiálů a běžného provozního opotřebení dochází postupně k degradaci baterie. Ta se projevuje zejména poklesem kapacity, zvýšením vnitřního odporu a dalšími změnami ovlivňujícími její výkon.
Faktory ovlivňující degradaci baterie:
Degradace baterií je ovlivněna řadou vnějších i vnitřních faktorů, mezi které patří zejména:
- počet nabíjecích a vybíjecích cyklů – čím více cyklů, tím větší opotřebení
- provozní teploty – extrémní horko i mráz negativně ovlivňují životnost baterie
- uživatelské chování – způsob nabíjení a vybíjení, frekvence používání, udržování baterie dlouhodobě na nízkém nebo vysokém SoC
U elektromobilů (EV) se navíc přidávají další specifické faktory, které ovlivňují pokles SoH:
- styl jízdy – časté prudké zrychlování a brzdění zatěžuje baterii
- klimatické podmínky – teplotní extrémy nebo vlhké prostředí mohou urychlit degradaci
- dostupnost a typ nabíjecí infrastruktury – např. časté využívání rychlonabíječek může vést k rychlejšímu opotřebení
Měření a hodnocení SoH
Zjištění hodnoty SoH konkrétního vozidla závisí na jeho typu a výrobci. SoH se obvykle vyhodnocuje pomocí systému správy baterií (Battery Management System, BMS). Tento systém analyzuje parametry baterie, jako jsou:
- kapacita – aktuální vs. jmenovitá
- vnitřní odpor nebo impedance
- napětí při různých stavech nabití
- samovybíjení – schopnost baterie udržet náboj
- počet nabíjecích a vybíjecích cyklů
- stáří baterie
- teplota při použití
Každý z těchto parametrů může být různě vážen a kombinován tak, aby poskytl celkový obraz o stavu baterie. Přesný algoritmus výpočtu SoH je často obchodním tajemstvím výrobce.
Práh SoH a jeho význam
Práh SoH označuje minimální hodnotu, při které je baterie ještě považována za vhodnou pro danou aplikaci:
- elektrická vozidla: Obvykle je práh SoH nastaven na 70–80 %. Při poklesu pod tuto hodnotu je baterie považována za nevyhovující, protože nedokáže stabilně dodávat požadovaný výkon.
- kritické aplikace: Například v lékařských zařízeních může být minimální SoH nastaven na 90 % nebo více, protože stabilita a spolehlivost baterie je zásadní.
Pokud SoH klesne pod stanovený práh, baterie se buď recykluje, nebo je použita pro méně náročné aplikace (například skladování energie v domácnostech).
