Der Gesundheitszustand (SoH – State of Health) ist ein Maß, das den Grad der Verschlechterung und die verbleibende Kapazität der Batterie angibt. Einfach ausgedrückt beschreibt es den Unterschied zwischen dem Zustand einer neuen Batterie und dem Zustand einer gebrauchten Batterie. Typischerweise wird dies als Prozentsatz der anfänglichen Kapazität und Leistung dargestellt.
Kleine Einbußen bei der Akkukapazität gibt es immer wieder: Vor allem schadet schnelles Laden bei schlechtem thermischen Batteriemanagement der Batterie. Bei höheren Temperaturen hat dies unter anderem Auswirkungen auf Lithium-Ionen-Batterien – eine höhere Ladeleistung und eine geringere Verschlechterung. Aus diesem Grund heizen viele Elektrofahrzeuge ihre Batterien auf, bevor sie sie bei höheren Geschwindigkeiten aufladen. Im Winter, wenn die Außentemperaturen niedrig sind, kann dies im Hinblick auf die hohe Lebenserwartung der Batterie eines Elektrofahrzeugs von großer Bedeutung sein.
Die Ermittlung des SoH mittels Reichweite wird so berechnet:
"Reichweite aktuell“ (entsprechend dem derzeitigen Zustand der Batterie) dividiert durch "Reichweite Neuzustand“ – Ergebnis wird dann in Form eines Prozentwerts angegeben.
Entscheidend bei dieser Berechnungsmethode ist jedoch, dass derselbe Fahrstil als Grundlage für beide Werte her-angezogen wird.
Die gesundheitsbestimmenden Parameter einer Batterie sind ihre Nominalspannung in Volt [V], ihre Kapazität in Amperestunden [Ah] und die sich daraus ergebende speicherbare Energiemenge in Kilowattstunden [kWh]. Diese Parameter verändern sich jedoch nicht nur durch die Nutzungsdauer, sondern auch durch Umgebungseinflüsse (z. B. Temperatur), Entladecharakteristik (Fahrprofil)
Eine neue Methode bestimmt den Gesundheitszustand (SoH – State of Health) der Autobatterie in Sekunden und zeigt, ob eine Second-Life-Nutzung möglich ist. Das spart Ressourcen und könnte die Lebensdauer von Energiespeichern verlängern. Die präzise Bestimmung des Gesundheitszustands (State of Health, SoH) von Batterien ist essenziell für deren effiziente Nutzung in Elektrofahrzeugen und für eine nachhaltige Weiternutzung in Second-Life-Anwendungen. Während traditionelle Methoden zur SoH-Bestimmung oft zeitintensiv und ungenau sind, bietet die elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) eine vielversprechende Alternative. Der Solartron Battery Analyzer von Ametek ist eine speziell entwickelte Lösung, die diesen Prozess erheblich beschleunigt.
Die EIS erstellt ein Impedanzprofil der Zelle über einen definierten Frequenzbereich. Dabei wird die Zelle mit einem Wechselstrom (AC) im Frequenzspektrum beaufschlagt und der ausgegebene Wechselspannungswert mit Betrag und Phasenwinkel gemessen. Aus diesen Daten ergibt sich die Impedanz an jedem Frequenzpunkt. Als weitere Daten erfasst das Messsystem die Leerlaufspannung und die Temperatur der Zelle. Unter Zuhilfenahme eines Modells lässt sich durch die gesammelten Datenpunkte dann der SoH der Zelle bestimmen.
Mit dem Solartron Battery Analyzer lässt sich die Prüfzeit, die benötigt wird, um den SoH einer Batteriezelle zu erfassen, signifikant verkürzen. Der SoH ist notwendig, wenn die Batterien in Second-Life-Anwendungen zum Einsatz kommen sollen.