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Baterias Prius PHV

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Luis Neves Posted: 17 Aug 2017 22:35

Não havendo um tópico específico, aqui fica alguma informação sobre a gestão das baterias do 3G e do 4G, aferidas pelo aplicativo hybrid assistant.

A bateria do 3G tem capacidade total de 4,4 kWh, estimando-se que a capacidade útil seja de 2,9 kWh.

O hybrid assistant indica um SOC de 85% com a bateria carregada, sendo que o modo EV é desligado com 23% de SOC. O SOC mínimo atingido é de 18%, sendo a janela de funcionamento HV entre os 18 e os 23% de SOC. Conclui-se assim que a bateria resguarda para proteção 33% da capacidade total, utilizando 66%, o que dá os tais 2,9 kWh úteis.

Passando ao 4G, sabe-se que a capacidade total duplicou para 8,8 kWh, supondo-se que a capacidade útil tenha também duplicado para 5,8 kWh. Após algumas medições com o hybrid assistant (que identifica corretamente a viatura como Prius Prime), obtive de forma consistente os seguintes dados:

- com carga total, o SOC reportado é de 82%;

- O modo EV é desligado quando o SOC atinge os 13%;

- a janela de funcionamento EV situa-se entre os 11 e os 13% de SOC (em abono da verdade, vi uma vez por escassos instantes o valor de 10%, mas não se repetiu).

 A janela HV no 4G parece mais curta mas não é, na verdade corresponde à mesma capacidade uma vez que a bateria duplicou de tamanho.

Parece assim que a nova bateria foi ajustada aumentando a proteção nas cargas mais altas e reduzindo nas mais baixas face à anterior. O total não utilizado reduziu-se ligeiramente de 33% para 29%. Assim, se estes dados estiverem corretos, a capacidade útil aumentou ligeiramente em proporção, devendo ser de 6,2 kWh.

Hoje o white pearl levou uma carga completa num posto de carregamento que acusou 6,41 kWh consumidos. Creio que partiu não de 11 mas sim de 12%, pelo que deveria ter levado 6,1 kWh, mas como sabem há perdas de carregamento e nem todos os eletrões vão para a bateria. Se forem só estes 5% de perdas até que é bem razoável (carregamento a 16A).

Toyota Prius 4G PHV    Spritmonitor.de

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Uma pequena correção e uns dados adicionais.

Nos testes que reportei antes não tinha ainda dado com a forma de apresentar o consumo instatâneo no MFD. Acreditem ou não, mesmo alguém habituado aos Prius há muitos anos tem dificuldade em perceber neste 4G quando o MCI entra...

Hoje, com o indicador ativo e o hybrid assistant a rolar, pude constatar que afinal o SOC mínimo atingido é mesmo de 10%. Ainda rola em EV algum tempo a apresentar 10% até o MCI entrar. A janela HV situa-se assim entre os 10 e os 13% de SOC.

O dado curioso adiconal tem a ver com o reporte do hybrid assistant em duas viagens (ida e volta a Aveiro), com bateria cheia totalmente utilizada:

O HA reporta na ida:

- SOC de partida: 82,75%

- SOC de chegada: 11,76%

- Energia total usada menos energia regenerada: 5,75 kWh.

E na volta:

- SOC de partida: 83,1%

- SOC de chegada: 13,3%

- Energia total usada menos energia regenerada: 5,61 kWh.

Assumindo que o SOC mínimo é de 10,6%, conforme reportado no log do hybrid assistant, fazendo as contas em ambos os casos, ficamos com uma capacidade útil da bateria de 5,84 e 5,83 kWh, respetivamente.

Refazendo agora as contas "teóricas", o SOC útil parece estar compreendido entre 83,1% e 10,6%, portanto correspondendo a 72,5%. Se a bateria tem 8,8 kWh totais, a capacidade útil deveria ser de 6,38 kWh.

Temos aqui uma pequena divergência que não sei explicar, sendo que a hipótese mais pessimisma é a de corresponder a uma perda de capacidade neste período de utilização.

@Prates, dava jeito ter estes dados do DD antes de começar a acumular km...

 

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Miguel Ramos replied on 20 Aug 2017 23:34

Não querendo ensinar a missa ao vigário, enfim, vocês têm um PHV há uns bons anos e participam em fóruns, etc...

Porém, há que lembrar que o SoC é só uma estimativa. Não sabemos a carga de uma bateria antes de a gastar. É possível que, ao parar, o SoC esteja subestimado.

Há várias maneiras de estimar a carga de uma bateria: como função da tensão, função da tensão e temperatura, ou por integração da corrente que lá entra e que de lá sai, o que é mais correcto (isto é, é o método primário, permite-nos obter SoC em função da tensão), mas que sofre de problemas óbvios de deriva (acumulação de erros). Nos portáteis, enfim, high-end, tipo ThinkPads e não sei se mais algum, pode-se fazer muitas brincadeiras a este respeito, e a calibração da bateria é uma delas (a alteração dos limiares de carga é outra). Essa calibração não é mais que recuperar o zero de carga, por causa dos erros acumulados do integrador da carga e porque com o envelhecimento da bateria, também a tensão já não é a mesma.

Claro que depois podem haver modelos mais complicados, em que entra a integração da corrente, com a tensão e temperatura no momento presente. Mas até que ponto irão nos BEV? Isso não sei.

Uma coisa é certa, temos no DB do Ironhide, nesta página, uma situação em que o SoC sobe com o carro parado. Dá ideia que ao parar o carro, o SoC foi subestimado, pode-se especular que pela temperatura mais alta. Passado umas horas, a estimativa torna-se mais comparável com a inicial.

É um carro diferente, mas as soluções naturais tendem a reproduzir-se. Poderia estar a acontecer aqui a mesma coisa?

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O tempo o dirá...para já as medições do Hybrid Assistant estão a ser muito consistentes, o que não surpreende pois vai apenas buscar os dados às centralinas do carro. A aparente discrepânca na capacidade útil calculada a partir das especificações da bateria e a reportada pela aplicação pode simplesmente resultar de a Toyota não divulgar os dados oficialmente e andarmos a trabalhar com estimativas...

No que respeita ao SOC utilizado a Toyota continua conservadora colcando a longevidade das baterias acima de tudo. Os EV em têm uma proteção muito mais pequena e mesmo no caso de PHV de outras marcas vemos uma utilização mais agressiva da capacidade das baterias.  

 

 

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Luis Neves:
@Prates, dava jeito ter estes dados do DD antes de começar a acumular km...

Calma, o DD ainda só vai nos 8 mil km, ainda é bébé Stick out tongue

Hoje registei os limites no menino, e isto foi o que consegui ver reportado pelo Hybrid Assistant:

SoC máximo após carga: 83,14%

SoC mínimo mesmo antes do MCI entrar para repôr SoC a níveis saudáveis: 10,20%

Não sei o valor certo de passagem de EV para HV, mas o display principal mostrava 13% tal como contigo sucedeu.

Aproveitei que a bateria estava com o SoC literalmente "nas lonas" nos 10% após o teste, para fazer o "teste da tomada".

Antes de começar a carga o meu Prime EVSE tinha esta contagem acumulada deste mês:

No final do carregamento este era o cenário:

Consumiu portanto 6,44kWh para subir o SoC desde os 10,2% aos 83,14%, um delta de 72,94%.

Matemáticamente isto considerando a capacidade nominal de 8,8kWh devia corresponder a 6,42kWh reais disponíveis.

Ora não me parece plausível que o carregador do Prius PHV da Toyota e o Prime EVSE da Ecowatt consigam o milagre de ter <1% perdas.

Arrisco a dizer que a capacidade nominal da bateria não são mesmo os 8,8 kWh, será inferior, perto dos 8,3 ou 8,4 kWh quando muito.

Dito de outra forma, os 73% de SoC útil não devem ser 6,42kWh, mas algo mais como 6kWh.

Gastar 6,44 kWh para carregar 6 kWh já me parece plausível.

Mas isto é tudo wild guessing, evidentemente.

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Miguel Ramos:
ou por integração da corrente que lá entra e que de lá sai

Todos os HSD fazem isto, o chamado coulomb counting.

Depois também corrigem um pouco o efeito de histerese, mas ele está sempre lá.

Em termos de estimativa do SoC de uma bateria, a Toyota não tem nada a aprender com ninguém.

São 20 anos a virar frangos...

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