SoC drift, of SoC verloop bij een accu
Wees gerust, bij SoC drift wordt niemand driftig of kwaad. Hoewel, sommige mensen vinden dit SoC verloop zo enorm irritant dat ze wellicht daar driftig van worden.
Bij de meeste apparaten die met een accu werken wordt de nog aanwezige lading in de accu weergegeven in een percentage, dat is wat we de SoC (State of Charge) waarde noemen. 100% is vol, 0% is leeg.
Is die meting gebaseerd op een Coulombmeter dan zal na verloop van tijd de getoonde SoC waarde steeds meer afwijken van de werkelijke SoC, afwijkingen van 20% of meer komen in de praktijk voor.
In het kort
Bij accu gebaseerde apparaten zal doorgaans de nog beschikbare accucapaciteit getoond worden, dat is wat we de SoC, de State of Charge of ladingsgraad van de accu noemen. Dat kan in de vorm van "een aantal streepjes of ledjes" maar vaak wordt dit op een display als percentage weergegeven tussen de 0 en 100%.
Als die SoC meting uitgevoerd wordt op basis van een Coulombmeting, zoals dat bij LFP accu's gebruikt wordt, dan zal, vooral bij apparatuur waarbij flink bespaard is op de kwaliteit van de onderdelen, die SoC meting flink onnauwkeurig zijn. Hoe dat komt behandelen we in de artikelen over het bepalen van de SoC en hoe een Coulombmeter werkt.
Niet alleen is de Coulombmeting vaak onnauwkeurig, maar het grootste probleem is dat de SoC bepaald wordt door gedurende uren, dagen, weken of maanden alle Coulombmetingen bij elkaar op te tellen.
Omdat iedere meting een bepaalde meetfout kent, zal naarmate de meettijd langer wordt, de absolute meetfout groter worden. Hierdoor ontstaat SoC drift of SoC verloop. De getoonde SoC wijkt steeds meer af van de werkelijke SoC.
In de basis zit het probleem bij de bezuiniging op onderdelen die de Coulombmeting moeten uitvoeren, maar dit wordt ook nog eens versterkt doordat de meetreeks uit miljoenen metingen bestaat (twee metingen per seconde gedurende een week levert meer dan 1M meetwaarden op) en de absolute meetfout dus steeds groter wordt. Dat laatste is een onvermijdelijk probleem.
Als het SoC verloop in de praktijk groot blijkt te zijn (doordat de fabrikant bespaart heeft op onderdelen), dan kan het effect alleen maar beperkt worden door regelmatig, bijvoorbeeld één keer per week, de accu tot 100% te laden. Vanaf dat punt start een nieuwe meetreeks en is de meetfout teruggebracht tot nul om daarna weer te gaan oplopen.
Dat is dan ook de reden dat bij onder andere EV's geadviseerd wordt om de accu bijvoorbeeld eens per week geheel te laden, niet dat het goed is voor de accu (dat is het ook wel), maar hierdoor zal het SoC verloop (dat zich bij een EV vertaalt in het verlopen van de actieradius) binnen acceptabele grenzen blijven.
Wat is SoC verloop en waarom kan dit niet voorkomen worden?
SoC verloop, is het in de tijd steeds verder toenemen van de afwijking tussen het getoonde en werkelijke SoC percentage. Het SoC verloop is een onvermijdelijk gevolg van hoe de SoC gemeten wordt áls gebruik gemaakt wordt van een Coulombmeter zoals dat het geval is bij LFP accu's. Daar zullen we dus mee moeten leren leven. Maar in dit artikel geven we je wel een tip hoe je dit SoC verloop zo klein mogelijk kan houden.
Sommige apparaten hebben een kleiner SoC verloop dan andere. Dat is het gevolg van keuzes die de ontwerper/fabrikant maakt tijdens het ontwerp, en besparing op de productiekosten belangrijker vindt dan een nauwkeurige SoC meting.
Parkeergarage
Het SoC verloop lijkt een beetje op het probleem dat je vast wel eens meegemaakt hebt bij een parkeergarage. Je wil naar binnen rijden maar de slagboom blijft dicht. Op het display boven de ingang staat dan ook "0 vrije plaatsen". Maar jij denkt "wat nou geen vrije parkeerplaatsen, ik zie ze overal, hier vlak voor mijn neus één, en daar en daar nog één!".
Bij het meten van vrije parkeerplaatsen ontstaan ook fouten. Ook daar zal in de loop van de tijd het aantal vrije plaatsten dat op een display getoond wordt steeds meer afwijken van het aantal werkelijk aantal vrije plaatsen.
Om dit probleem op te lossen moet eens in de zoveel tijd de parkeerplaatsbeheerder (na sluitingstijd) het aantal auto's tellen die nog geparkeerd staan en dit aftrekken van het totaal aantal parkeerplaatsen in de garage. Die uitkomst moet dan ingevoerd worden als de "nieuwe waarheid" in het "vrije plaatsen telsysteem".
Lange plank in tien stukken zagen, hoe moeilijk kan het zijn?
Nog beter is het SoC verloop te doorgronden in het voorbeeld waarbij een plank in tien stukken gezaagd moet worden.
Stel dat een plank van drie meter in tien plankjes van 30 cm gezaagd moet worden die dienen als legplankjes van een smalle kast. Dat moet wel nauwkeurig gebeuren, want anders passen de planken niet. Wat nu eerst volgt is een uitleg hoe je het niet moet doen, maar dat dit juist wel gebeurt bij een SoC meting.
De timmerman pakt een rolmaat en meet vanaf het begin van de plank 30 cm en zet bij die 30 cm een streepje met potlood op de plank. Vervolgens meet hij vanaf dát streepje weer 30 cm en zet daar opnieuw een streepje. Dan staan er twee streepjes op de plank, bij 30 en bij 60 cm. Hij herhaalt deze werkwijze nog zeven keer en daarna zaagt hij de plank bij alle streepjes.
Na het zagen kijkt hij tevreden naar zijn werk, legt hij alle plankjes op elkaar voor een controle of ze allemaal even lang zijn, maar bemerk dan tot zijn schrik dat één plank veel te kort is, echt veel te kort. En opvallend, dat is precies de laatst gezaagde plank!
Je voelt het waarschijnlijk al aankomen. Toen de timmerman het eerste streepje zette bij 30 cm, stond dat streepje niet precies op 30 cm. Waarschijnlijk zette deze timmerman het streepje nét even te ver. Dat is een bekend fenomeen dat parallax heet en ontstaat als je "schuin op het meetlint kijkt", dan zal het streepje altijd nét even iets te ver gezet worden.
Het tweede streepje staat dan niet bij de beoogde 60 cm maar op bijvoorbeeld 60,2 cm. Het derde bij bijvoorbeeld 90,3 cm en het laatste streepje staat bij 271 cm terwijl het had moeten staan bij 270 cm. Die laatste plank die overblijft is dus één centimeter te kort en dát is een onacceptabele afwijking.
De fout kan voorkomen worden door iedere meting uit te voeren vanaf een vast referentiepunt, en dat is in dit geval het begin van de plank. Eerst meet je 30 cm, dat streepje zal dan wellicht bij 30,1 (of 29,9) cm staan, maar dat is een "acceptabele meetfout". Bij de volgende meting begin je weer bij het begin van de plank en meet je 60 cm uit. Dat streepje komt dan bijvoorbeeld bij 60,1 te staan en dat is een absolute meetfout die gelijk is aan de eerste meting en geheel acceptabel is.
De fout die gemaakt is dat je een meting niet moet baseren op een vorige meting. Want iedere meting kent een meetfout en die meetfouten kunnen "optellen". Dat kan twee kanten op, de negatieve of positieve kant.
Fundamenteel probleem bij Coulombmeting
Dat de fout te voorkomen is bij het zagen van een plank, dat is wel duidelijk, je moet een meting niet baseren op een vorige meting. Maar dat is nou net het fundamentele probleem bij Coulombmeting.
Een Coulombmeter meet meerdere keren per seconde hoeveel lading uit- of in een accu gaat en levert daarmee negatieve of positeve meetwaarden. Wil je de weten hoeveel nog in de accu zit, dan moet je al die meetwaarden bij elkaar optellen.
Omdat iedere Coulombmeting, net zoals iedere meting van wat dan ook, een meetfout kent, zal de absolute meetfout steeds maar groter worden naarmate je meer meetwaarden bij elkaar moet optellen. Dus hoe langer die meting duurt, hoe onnauwkeuriger de SoC meting kan worden.
Bij een EOS of thuisbatterij zal zeker in de wintermaanden de accu voor maanden niet volledig geladen worden en zal daarom de meetperiode maandenlang zijn. Op dat moment wordt het SoC verloop steeds duidelijker.
Hoe kan je het effect van SoC verloop sterk beperken?
Op zich kunnen we als gebruiker van een apparaat met een SoC meting die meting niet nauwkeuriger maken. Wel kunnen we er voor zorgen dat de afwijking minder groot wordt dan gewenst.
De oplossing is heel simpel. Zorg dat je frequent, hoe vaak mag je zelf bepalen, bijvoorbeeld eens per week, of eens per maand, je zorgt dat de accu weer volledig geladen is.
Op dat moment (als het goed is althans) zal de SoC meting zichzelf resetten naar 100%. Op dat moment begint een nieuwe meetreeks, waar bij de start van die nieuwe meetreeks de cumulatieve meetfout nog nul is. Vanaf dat moment zal de getoonde SoC de volgende dag, of dagen daarna, minder groot zijn dan dat je de SoC niet had laten resetten door de accu vol te laden.
Dit is ook precies de reden dat bij veel EV's geadviseerd wordt om ééns per week de accu geheel vol te laden. Niet dat dit zo nodig en goed is voor de accu (hoewel dan de accu gebalanceerd kan worden), maar dan wordt de SoC steeds gereset op 100% en zal in de dagen daarna het verschil tussen de getoonde SoC en de werkelijke SoC acceptabel blijven.
Verder lezen
Dit artikel maakt deel uit van een artikelenreeks waarbij we de vele aspecten van de energie opslagsystemen (thuisbatterijren) bespreken.
publicatie: 20250824
aanpassing/controle: 20260124
Foutje of aanvulling? Stuur ons een reactie