Como a BattGrade calcula o Estado de Saúde

1. Visão geral

A BattGrade emite certificados de saúde da bateria para veículos elétricos. Este documento explica, em termos simples, como é produzida uma pontuação de Estado de Saúde (SoH), desde os dados brutos que lemos de um veículo até à letra da classe impressa num certificado. Publicamo-lo para que qualquer pessoa que leia um certificado possa ver como o seu resultado foi obtido.

2. O que significa Estado de Saúde

O Estado de Saúde é a energia ou a capacidade utilizável da bateria hoje, expressa como percentagem do que a mesma variante de bateria oferecia quando nova. A referência é a variante exata instalada no carro, como um tamanho de bateria específico, e não uma média para o modelo.

O certificado mostra o SoH arredondado a 0,1 pontos percentuais e nunca acima de 100%. Algumas baterias recentes indicam um pouco mais do que o seu valor nominal; nesse caso, o certificado mostra 100% e regista um alerta de que o valor bruto era superior.

3. Dados que lemos

A app BattGrade liga-se a um adaptador OBD2 Bluetooth ligado à tomada de diagnóstico do veículo e lê os valores disponibilizados pelo sistema de gestão da bateria (BMS) e pelas unidades de controlo relacionadas. O que está disponível depende do modelo. Normalmente:

• O SoH indicado pelo BMS, o estado de carga e, quando disponíveis, a energia restante ou com carga completa e a capacidade em amperes-hora
• A tensão de cada célula e as temperaturas dos módulos da bateria
• A resistência de isolamento do sistema de alta tensão
• Os contadores de energia acumulada e o número de carregamentos, quando o veículo os guarda
• A identidade do veículo (VIN), a quilometragem e o ano do modelo

Cada pedido enviado ao veículo e cada resposta recebida são guardados com o teste como dados brutos. O nosso servidor usa esses dados brutos para recalcular o resultado (secção 9).

4. Condições do teste

O veículo tem de estar ativo, com a ignição ligada ou em modo READY, consoante o modelo. Um veículo em repouso não devolve dados da bateria e o teste termina sem resultado.

O teste usa apenas pedidos de diagnóstico de leitura. A app envia pedidos OBD2 padrão (modos 01 e 09), leituras de dados do fabricante (serviços 21 e 22) e uma leitura de identificação que fornece o VIN em alguns modelos Hyundai e Kia, e bloqueia qualquer outro pedido antes de chegar ao adaptador. Não escreve nada no veículo, não apaga códigos de avaria, não reinicia nenhuma unidade de controlo e nunca escreve na configuração guardada do adaptador.

5. Métodos e incerteza

Consoante o que o veículo disponibiliza, o SoH é obtido por um de três métodos. O certificado indica o método utilizado e uma margem de incerteza em pontos percentuais (±). A margem depende do método e do veículo.

• Baseado na energia: a energia com carga completa estimada a partir dos dados do BMS, dividida pela energia utilizável da mesma variante quando nova. Usado apenas quando o estado de carga e a temperatura da bateria permitem uma estimativa fiável.
• Baseado na capacidade: a capacidade atual em amperes-hora, dividida pela capacidade da mesma variante quando nova.
• Indicado pelo BMS: o valor de SoH indicado pelo sistema de gestão da bateria, usado tal como está.

Quando há mais de um método disponível, dá-se preferência ao baseado na energia, depois ao baseado na capacidade e depois ao valor do BMS. Se o valor do BMS e um valor baseado na energia ou na capacidade diferirem em mais de 5 pontos, é registado um alerta, a classe baseia-se no mais baixo dos dois e a margem de incerteza aumenta 2 pontos.

6. Normalização por marca, modelo e variante

Os fabricantes guardam os dados da bateria em locais e formatos diferentes. Para cada família de veículos suportada, mantemos um descodificador e uma tabela das variantes de bateria com os respetivos valores de referência quando novas: energia utilizável e bruta, capacidade em amperes-hora, número de células em série e química das células. É assim que uma pontuação significa o mesmo num Hyundai, num Nissan e num Renault.

A variante é identificada a partir das próprias respostas do veículo, como o número de células ou a capacidade indicada, e o ano do modelo serve apenas para desempatar. Se não for possível determinar a variante, os métodos baseados na energia e na capacidade não são usados e é registado um alerta. Quando o valor de referência de uma bateria nova é ele próprio uma estimativa, um alerta indica-o.

7. Verificações e alertas

Além do SoH, o resultado inclui verificações que podem revelar problemas que uma única percentagem esconde. Cada verificação só é feita quando o veículo fornece os dados necessários. Os resultados são mostrados no certificado e, por si só, não alteram a classe.

• Dispersão da tensão das células: a diferença entre a tensão de célula mais alta e a mais baixa. Acima de 30 mV é assinalada para acompanhar e acima de 50 mV como fraca. As baterias LFP têm uma curva de tensão plana, por isso a sua dispersão só é avaliada com um estado de carga muito alto ou muito baixo.
• Dispersão da temperatura: a diferença entre a leitura de temperatura da bateria mais alta e a mais baixa. Acima de 5 °C é um aviso e acima de 8 °C é assinalada como elevada.
• Isolamento: a resistência de isolamento do sistema de alta tensão em relação à sua tensão. Abaixo de 500 Ω/V é um aviso e abaixo de 100 Ω/V uma falha, de acordo com o Regulamento n.º 100 da ONU.
• Sinais de uma reposição do BMS: um SoH indicado mais de 5 pontos acima do valor baseado na capacidade, ou um SoH quase de nova num carro cuja energia descarregada acumulada é demasiado baixa para a sua quilometragem. Ambos podem resultar de uma reposição do BMS ou de uma substituição da bateria.

8. Classes

A classe resulta estritamente do SoH arredondado a 0,1, com as mesmas faixas para todas as marcas:

• A: 85% ou mais
• B: de 70% a 84,9%
• C: de 55% a 69,9%
• D: de 40% a 54,9%
• F: abaixo de 40%

As classes derivam da pontuação e nunca são atribuídas manualmente.

9. Recálculo no nosso servidor

A app mostra um resultado no local, mas não pode definir a pontuação de um certificado. Envia os dados brutos com cada teste e o nosso servidor executa o mesmo código de descodificação e pontuação sobre esses dados brutos. O certificado é emitido com base no resultado e nas leituras do servidor. Se o resultado ou as leituras enviados pela app não coincidirem, não é emitido nenhum certificado.

Os testes feitos no modo de demonstração da app usam dados sintéticos e nunca podem tornar-se certificados.

10. Validade

Um certificado é válido durante 6 meses a partir da data de emissão. Depois disso continua a poder ser verificado, mas aparece como expirado. Um emissor pode revogar um certificado, por exemplo após um erro; a página de verificação mostra-o então como revogado.

A BattGrade também pode revogar um certificado, por exemplo quando foi emitido a partir de dados falsos ou em violação dos nossos Termos de Serviço.

11. Integridade e verificação

Quando um certificado é emitido, calculamos um hash SHA-256 sobre uma forma canónica dos seus dados públicos (o veículo, o resultado, as leituras, um hash dos dados brutos e o emissor) e assinamo-lo com uma chave ECDSA P-256. Os dados do cliente não fazem parte dos dados assinados.

A página de verificação recalcula o hash a partir dos dados guardados e verifica a assinatura sempre que um certificado é aberto. As nossas chaves públicas estão publicadas em /api/certificates/keys, para que qualquer pessoa possa verificar uma assinatura de forma independente.

A assinatura prova que os dados públicos do certificado não foram alterados desde a sua emissão. Não é uma assinatura eletrónica qualificada nem um selo eletrónico qualificado nos termos do Regulamento eIDAS da UE (Regulamento (UE) n.º 910/2014).

12. O que a BattGrade é, e o que não é

A pontuação de um certificado é calculada e assinada pelo servidor da BattGrade a partir dos dados brutos lidos do veículo. Ninguém a pode introduzir nem alterar, nem o inspetor nem o vendedor, e o certificado mostra quem realizou o teste.

A BattGrade é uma empresa privada. Não é uma autoridade pública nem um laboratório de ensaios acreditado, e não é parte em nenhuma venda. Os inspetores são empresas independentes que utilizam a BattGrade para emitir certificados; a BattGrade não verifica as suas qualificações nem os números de licença que introduzem.

13. Limites

Um certificado é útil porque é preciso quanto ao que mediu. É igualmente importante saber o que não mostra:

• É um retrato dos dados lidos na data do teste. A bateria continua a envelhecer depois disso.
• O resultado depende dos valores comunicados pelo sistema de gestão da bateria. A BattGrade não pode medir as células diretamente e não consegue detetar todas as manipulações desses valores.
• Não há um teste físico de carga ou descarga. Os métodos baseados na energia e na capacidade usam as estimativas guardadas pelo BMS.
• Cada verificação só é feita quando o veículo disponibiliza os dados necessários. Um certificado sem o resultado de uma verificação nada diz sobre essa verificação.
• Alguns valores de referência de baterias novas são estimativas. Um alerta no certificado indica-o.
• O VIN é lido do veículo quando o veículo o comunica; caso contrário, o inspetor introdu-lo, e o certificado indica-o. A quilometragem é introduzida pelo inspetor.

14. Versionamento

Cada certificado é carimbado com a versão do algoritmo utilizada para o produzir. Quando a metodologia muda de forma significativa, publicamos aqui uma nova versão e preservamos as versões anteriores, para que qualquer certificado histórico possa ser sempre interpretado de acordo com as regras em vigor no momento em que foi emitido.