Slik beregner BattGrade helsetilstand

1. Oversikt

BattGrade utsteder batterihelsesertifikater for elbiler. Dette dokumentet forklarer, i klartekst, hvordan en score for helsetilstand (SoH) blir til, fra rådataene vi leser ut av et kjøretøy til bokstavkarakteren som trykkes på et sertifikat. Vi publiserer det slik at alle som leser et sertifikat, kan se hvordan resultatet ble til.

2. Hva helsetilstand betyr

Helsetilstanden (State of Health, SoH) er batteriets brukbare energi eller kapasitet i dag, uttrykt som en prosentandel av det den samme batterivarianten ga som ny. Referansen er den nøyaktige varianten bilen har, for eksempel en bestemt batteristørrelse, ikke et gjennomsnitt for modellen.

Sertifikatet viser SoH avrundet til 0,1 prosentpoeng og aldri over 100 %. Noen unge batteripakker rapporterer litt mer enn den nominelle verdien; sertifikatet viser da 100 % og registrerer et flagg om at råverdien var høyere.

3. Data vi leser

BattGrade-appen kobler seg til en Bluetooth-OBD2-adapter i kjøretøyets diagnosekontakt og leser verdiene som batteristyringssystemet (BMS) og tilhørende styreenheter gjør tilgjengelige. Hva som finnes, avhenger av modellen. Vanligvis:

• SoH rapportert av BMS, ladenivået og, der det finnes, gjenværende energi eller energi ved full lading og kapasiteten i amperetimer
• Spenningen i hver enkelt celle og temperaturene i batterimodulene
• Isolasjonsmotstanden i høyspenningssystemet
• Energitellere for hele levetiden og antall ladinger, der kjøretøyet lagrer dem
• Kjøretøyets identitet (VIN), kilometerstand og årsmodell

Hver forespørsel som sendes til kjøretøyet og hvert svar som mottas, lagres med testen som rådata. Serveren vår bruker disse rådataene til å beregne resultatet på nytt (avsnitt 9).

4. Testforhold

Kjøretøyet må være våkent, med tenningen på eller i READY-modus avhengig av modell. Et sovende kjøretøy sender ingen batteridata, og testen stopper uten resultat.

Testen bruker bare diagnostiske leseforespørsler. Appen sender standard OBD2-forespørsler (modus 01 og 09), avlesninger av produsentens data (tjenestene 21 og 22) og én identifikasjonsavlesning som gir VIN på enkelte Hyundai- og Kia-modeller, og blokkerer alle andre forespørsler før de når adapteren. Den skriver ingenting til kjøretøyet, sletter ingen feilkoder, tilbakestiller ingen styreenhet og skriver aldri til adapterens lagrede konfigurasjon.

5. Metoder og usikkerhet

Avhengig av hva kjøretøyet gjør tilgjengelig, fastsettes SoH med én av tre metoder. Sertifikatet oppgir metoden som ble brukt og et usikkerhetsintervall i prosentpoeng (±). Intervallet avhenger av metoden og av kjøretøyet.

• Energibasert: energien ved full lading, anslått fra BMS-data, delt på den brukbare energien til samme variant som ny. Brukes bare når ladenivået og temperaturen i batteripakken gir et pålitelig anslag.
• Kapasitetsbasert: nåværende kapasitet i amperetimer, delt på kapasiteten til samme variant som ny.
• Rapportert av BMS: SoH-verdien batteristyringssystemet rapporterer, brukt som den er.

Når mer enn én metode er tilgjengelig, foretrekkes den energibaserte, deretter den kapasitetsbaserte og til slutt BMS-verdien. Hvis BMS-verdien og en energi- eller kapasitetsbasert verdi skiller seg med mer enn 5 prosentpoeng, registreres et flagg, karakteren baseres på den laveste av de to, og usikkerhetsintervallet utvides med 2 prosentpoeng.

6. Normalisering per merke, modell og variant

Produsenter lagrer batteridata på ulike steder og i ulike formater. For hver kjøretøyfamilie som støttes, vedlikeholder vi en dekoder og en tabell over batterivarianter med referanseverdiene deres som nye: brukbar energi og bruttoenergi, kapasitet i amperetimer, antall seriekoblede celler og cellekjemi. Slik betyr en score det samme på en Hyundai, en Nissan og en Renault.

Varianten identifiseres ut fra kjøretøyets egne svar, for eksempel antall celler eller rapportert kapasitet, og årsmodellen brukes bare til å skille mellom like alternativer. Hvis varianten ikke kan fastslås, brukes ikke de energi- og kapasitetsbaserte metodene, og et flagg registreres. Når referanseverdien for en ny batteripakke selv er et anslag, sier et flagg fra om det.

7. Kontroller og flagg

I tillegg til SoH inneholder resultatet kontroller som kan avdekke problemer en enkelt prosentverdi skjuler. Hver kontroll kjøres bare når kjøretøyet leverer dataene den trenger. Resultatene vises på sertifikatet og endrer ikke karakteren alene.

• Spenningsspredning mellom celler: forskjellen mellom høyeste og laveste cellespenning. Over 30 mV markeres den for oppfølging, over 50 mV som dårlig. LFP-batterier har en flat spenningskurve, så spredningen deres vurderes bare ved svært høyt eller svært lavt ladenivå.
• Temperaturspredning: forskjellen mellom høyeste og laveste målte batteritemperatur. Over 5 °C er det en advarsel, over 8 °C markeres den som høy.
• Isolasjon: isolasjonsmotstanden i høyspenningssystemet i forhold til spenningen. Under 500 Ω/V er det en advarsel, under 100 Ω/V en feil, i tråd med FN-regulativ nr. 100.
• Tegn på en tilbakestilling av BMS: en rapportert SoH som ligger mer enn 5 prosentpoeng over den kapasitetsbaserte verdien, eller en nesten ny SoH på en bil der utladet energi over hele levetiden er for lav for kjørelengden. Begge deler kan følge etter en tilbakestilling av BMS eller et bytte av batteripakke.

8. Karakterer

Karakteren følger strengt av SoH avrundet til 0,1, med de samme grensene for alle merker:

• A: 85 % og over
• B: 70 % til 84,9 %
• C: 55 % til 69,9 %
• D: 40 % til 54,9 %
• F: under 40 %

Karakterene utledes fra scoren og tildeles aldri for hånd.

9. Omberegning på serveren vår

Appen viser et resultat på stedet, men kan ikke bestemme scoren på et sertifikat. Den sender rådataene med hver test, og serveren vår kjører den samme dekodings- og scoringskoden på disse rådataene. Sertifikatet utstedes ut fra serverens resultat og måleverdier. Hvis resultatet eller måleverdiene appen sender ikke stemmer, utstedes det ikke noe sertifikat.

Tester i appens demomodus bruker syntetiske data og kan aldri bli sertifikater.

10. Gyldighet

Et sertifikat er gyldig i 6 måneder fra utstedelsesdatoen. Etter det kan det fortsatt verifiseres, men det vises som utløpt. En utsteder kan tilbakekalle et sertifikat, for eksempel etter en feil; verifiseringssiden viser det da som tilbakekalt.

BattGrade kan også tilbakekalle et sertifikat, for eksempel når det er utstedt på grunnlag av falske data eller i strid med vilkårene våre for bruk.

11. Integritet og verifisering

Når et sertifikat utstedes, beregner vi en SHA-256-hash over en kanonisk form av de offentlige dataene (kjøretøyet, resultatet, måleverdiene, en hash av rådataene og utstederen) og signerer den med en ECDSA P-256-nøkkel. Kundeopplysninger er ikke en del av de signerte dataene.

Verifiseringssiden beregner hashen på nytt fra de lagrede dataene og kontrollerer signaturen hver gang et sertifikat åpnes. De offentlige nøklene våre er publisert på /api/certificates/keys, slik at hvem som helst kan kontrollere en signatur uavhengig.

Signaturen beviser at sertifikatets offentlige data ikke er endret siden det ble utstedt. Den er ikke en kvalifisert elektronisk signatur eller et kvalifisert elektronisk segl etter EUs eIDAS-forordning (forordning (EU) nr. 910/2014).

12. Hva BattGrade er, og hva det ikke er

Scoren på et sertifikat beregnes og signeres av BattGrades server fra rådataene som er lest fra kjøretøyet. Ingen kan skrive den inn eller endre den, verken inspektøren eller selgeren, og sertifikatet viser hvem som utførte testen.

BattGrade er et privat selskap. Det er ikke en offentlig myndighet og ikke et akkreditert testlaboratorium, og det er ikke part i noe salg. Inspektører er uavhengige virksomheter som bruker BattGrade til å utstede sertifikater; BattGrade kontrollerer ikke kvalifikasjonene deres eller lisensnumrene de registrerer.

13. Begrensninger

Et sertifikat er nyttig fordi det er presist om hva det har målt. Det er like viktig å vite hva det ikke viser:

• Det er et øyeblikksbilde av dataene som ble lest på testdatoen. Batteriet fortsetter å eldes etter det.
• Resultatet avhenger av verdiene som batteristyringssystemet rapporterer. BattGrade kan ikke måle cellene direkte og kan ikke oppdage enhver manipulasjon av disse verdiene.
• Det utføres ingen fysisk lade- eller utladingstest. De energibaserte og kapasitetsbaserte metodene bruker anslagene som er lagret av BMS.
• Hver kontroll kjøres bare når kjøretøyet gjør dataene den trenger, tilgjengelige. Et sertifikat uten resultat for en kontroll sier ingenting om den kontrollen.
• Noen referanseverdier for nye batteripakker er anslag. Et flagg på sertifikatet sier fra om det.
• VIN leses fra kjøretøyet når kjøretøyet rapporterer det; ellers skriver inspektøren det inn, og sertifikatet sier fra om det. Kilometerstanden registreres av inspektøren.

14. Versjonering

Hvert sertifikat stemples med algoritmeversjonen som ble brukt til å produsere det. Når metodikken endres vesentlig, publiserer vi en ny versjon her og bevarer tidligere versjoner, slik at ethvert historisk sertifikat alltid kan tolkes mot reglene som gjaldt da det ble utstedt.