SoH (State of Health)
SoH (State of Health) označuje celkový technický stav batérie alebo jej článku. Vyjadruje pomer medzi aktuálnou kapacitou a pôvodnou katalógovou kapacitou novej batérie. Inými slovami, SoH udáva mieru opotrebovania batérie. Tento ukazovateľ je kľúčový napríklad pri posudzovaní stavu batérie v jazdenom elektromobile.
S rozvojom elektromobility sa čoraz častejšie diskutuje o skutočnej životnosti batérií v elektromobiloch. Jedným z kľúčových ukazovateľov ich opotrebovania je tzv. zdravotný stav batérie, označovaný ako SoH (State of Health). Tento parameter sa zvyčajne vyjadruje v percentách a udáva, do akej miery si batéria zachovala svoju pôvodnú kapacitu a schopnosť dodávať výkon v porovnaní s pôvodným stavom, keď bola batéria nová.
Hodnota SoH umožňuje používateľom aj výrobcom elektromobilov sledovať opotrebovanie batérie a rozhodovať o jej ďalšom využití alebo potrebe výmeny. Zároveň ide o dôležitý parameter pri rozhodovaní o kúpe jazdeného elektromobilu. Hodnota SoH má priamy vplyv na dojazd vozidla, čas nabíjania aj celkovú životnosť auta.
Definícia SoH
State of Health (SoH) je parameter uvádzaný v percentách, ktorý opisuje opotrebovanie batérie (alebo jej článku). SoH je zvyčajne definované ako pomer aktuálnej kapacity batérie k jej pôvodnej menovitej kapacite. Ak aktuálny stav batérie zodpovedá katalógovým špecifikáciám novej batérie, potom SoH = 100 %.
Ak má batéria SoH = 80 %, znamená to, že jej maximálna kapacita klesla na 80 % pôvodnej katalógovej kapacity. V praxi to znamená, že aj keď batériu plne nabijete (SoC = 100 %), jej využiteľná kapacita bude iba 80 % pôvodnej menovitej kapacity.
Je dôležité nezamieňať si SoH so skratkou SoC (State of Charge). Zatiaľ čo SoH popisuje dlhodobé opotrebovanie batérie, SoC vyjadruje aktuálny stav nabitia – teda koľko energie je v danom okamihu v batérii uložené.
Konkrétny príklad výpočtu SoH:
- nová batéria má menovitú kapacitu 10 Ah
- postupne vplyvom opotrebovania klesla jej kapacita na 8 Ah
- to znamená, že aktuálna kapacita teraz zodpovedá 80 % pôvodnej hodnoty → SoH = 80 %
- inými slovami: aj keď batériu plne nabijete (SoC = 100 %), batéria uloží maximálne 8 Ah namiesto pôvodných 10 Ah, ktoré bola schopná pojať ako nová
Prečo hodnota SoH batérie časom klesá?
Vplyvom opakovaného nabíjania a vybíjania, rôznych teplotných podmienok, starnutia materiálov a bežného prevádzkového opotrebovania dochádza postupne k degradácii batérie. Tá sa prejavuje najmä poklesom kapacity, zvýšením vnútorného odporu a ďalšími zmenami ovplyvňujúcimi jej výkon.
Faktory ovplyvňujúce degradáciu batérie:
Degradáciu batérií ovplyvňuje množstvo vonkajších aj vnútorných faktorov, medzi ktoré patria najmä:
- počet nabíjacích a vybíjacích cyklov – čím viac cyklov, tým väčšie opotrebovanie
- prevádzkové teploty – extrémne horúčavy aj mrazy negatívne ovplyvňujú životnosť batérie
- užívateľské správanie – spôsob nabíjania a vybíjania, frekvencia používania, dlhodobé udržiavanie batérie na nízkom alebo vysokom SoC
Pri elektromobiloch (EV) navyše vstupujú do hry ďalšie špecifické faktory, ktoré ovplyvňujú pokles SoH:
- štýl jazdy – časté prudké zrýchľovanie a brzdenie zaťažuje batériu
- klimatické podmienky – teplotné extrémy alebo vlhké prostredie môžu urýchliť degradáciu
- dostupnosť a typ nabíjacej infraštruktúry – napr. časté využívanie rýchlonabíjačiek môže viesť k rýchlejšiemu opotrebovaniu
Meranie a hodnotenie SoH
Zistenie hodnoty SoH konkrétneho vozidla závisí od jeho typu a výrobcu. SoH sa zvyčajne vyhodnocuje pomocou systému správy batérií (Battery Management System, BMS). Tento systém analyzuje parametre batérie, ako sú:
- kapacita – aktuálna vs. menovitá
- vnútorný odpor alebo impedancia
- napätie pri rôznych stavoch nabitia
- samonabíjanie – schopnosť batérie udržať náboj
- počet nabíjacích a vybíjacích cyklov
- vek batérie
- teplota pri používaní
Každý z týchto parametrov môže byť rôzne vážený a kombinovaný tak, aby poskytol celkový obraz o stave batérie. Presný algoritmus výpočtu SoH je často obchodným tajomstvom výrobcu.
Prah SoH a jeho význam
Prah SoH označuje minimálnu hodnotu, pri ktorej je batéria ešte považovaná za vhodnú pre danú aplikáciu:
- elektrické vozidlá: Zvyčajne je prah SoH nastavený na 70–80 %. Pri poklese pod túto hodnotu je batéria považovaná za nevyhovujúcu, pretože nedokáže stabilne dodávať požadovaný výkon.
- kritické aplikácie: Napríklad v lekárskych zariadeniach môže byť minimálny SoH nastavený na 90 % alebo viac, pretože stabilita a spoľahlivosť batérie je zásadná.
Ak SoH klesne pod stanovený prah, batéria sa buď recykluje, alebo sa použije pre menej náročné aplikácie (napríklad skladovanie energie v domácnostiach).
