Глубина разряда

Глубина разряда ( DoD ) — важный параметр, возникающий в контексте работы аккумуляторной батареи. Два неидентичных определения можно найти в коммерческих и научных источниках. Глубина разряда определяется как:

максимальная доля емкости аккумулятора (указанная в Ач), которая регулярно удаляется из заряженного аккумулятора. ^[1]^[2]^[3]^[4] « Заряженный» не обязательно относится к полностью или 100 % заряженному аккумулятору , а скорее к состоянию заряда (SoC) , при котором зарядное устройство прекращает зарядку, что достигается различными методами .
доля емкости батареи, которая в данный момент отведена от батареи по отношению к ее (полностью) заряженному состоянию. Для полностью заряженных аккумуляторов глубина разряда связана с состоянием заряда по простой формуле $\mathrm {DoD} =1-\mathrm {SoC}$ . Глубина разряда в этом случае является дополнением состояния заряда: по мере увеличения одного из них другое уменьшается. Это определение чаще всего встречается в научных источниках. ^[5]^[6]^[7]^[8]^[9]

Таким образом, глубина разряда может (1) относиться к размеру диапазона, обычно используемого для разряда, или (2) к текущему количеству заряда или части емкости, удаленной из батареи. Чтобы избежать путаницы, точное значение DoD должно быть ясно для данного контекста. Кроме того, для обоих определений остается неопределенным, составляет ли SoC заряженной батареи 100 % или другое значение. Это опорное значение необходимо для полного описания (1) верхнего и нижнего предела абсолютного SoC, используемого для работы, или (2) текущего значения абсолютного SoC.

возникновение

В процессе использования аккумуляторные батареи неоднократно заряжаются и разряжаются в определенном диапазоне степени заряженности. Для многих типов аккумуляторов из соображений безопасности полезно или даже обязательно избегать перезарядки и/или глубокой разрядки. Чтобы предотвратить неблагоприятные последствия, система управления аккумулятором или зарядное устройство могут удерживать аккумулятор от экстремальных уровней SoC, тем самым ограничивая SoC уменьшенным диапазоном от 0 % до 100 % и уменьшая глубину разряда ниже 100 % (см. пример ниже). Это соответствует Министерству обороны в смысле определения (1).

Почти для всех известных технологий перезаряжаемых батарей , таких как свинцово-кислотные батареи всех типов, такие как AGM , существует корреляция между глубиной разряда и сроком службы батареи. ^[10] Для ЛиФеПО
₄ , например, уровень заряда часто ограничивается диапазоном от 15 % до 85 %, чтобы значительно увеличить срок их цикла, в результате чего DoD составляет 70 %. ^[3]

Хотя уровень заряда обычно выражается в процентных пунктах (0 % = пустой; 100 % = полный), глубину разряда выражают либо в единицах Ач (например, для аккумулятора емкостью 50 Ач 0 Ач – полный, а 50 Ач – разряженный аккумулятор). ) или процентных точках (100 % — пусто, 0 % — заполнено). Емкость аккумулятора также может превышать его номинальный номинал. Таким образом, значение глубины разряда может превысить номинальное значение (например, 55 Ач для аккумулятора емкостью 50 Ач или 110 %).

Пример расчета

Используя определение (2), глубина разряда заряженного аккумулятора емкостью 90 Ач разряжается за 20 минут постоянным током 50 А, рассчитывается по формуле:

\mathrm {DoD} ={\frac {50{\text{ A}}\cdot {\frac {20{\text{ mins}}}{60{\text{ mins}}}}{\text{ hours}}}{90{\text{ Ah}}}}\cdot 100\%=18.522\%.

Глубокий разряд

См. также

Ссылки

^ Ченг, Юй-Шань; Лю, И-Хуа; Гессен, Хольгер К.; Науманн, Майк; Труонг, Конг Нам; Йоссен, Андреас (2018). «Оптимизированный PSO метод зарядки на основе управления с нечеткой логикой для индивидуальных бытовых систем хранения аккумуляторов в пределах сообщества» . Энергии . 11 (2): 469. дои : 10.3390/en11020469 . ISSN 1996-1073 .
^ Викнер, Эвелина; Тирингер, Торбьорн (2018). «Продление срока службы батареи за счет предотвращения высокого уровня SOC» . Прикладные науки . 8 (10): 1825. дои : 10.3390/app8101825 . ISSN 2076-3417 .
^ Перейти обратно: ^а ^б gwl-power. «Литий и солнечная энергия LiFePO4» . литий и солнечная энергия LiFePO4 . Проверено 20 февраля 2022 г.
^ «Блог — LiFePO4 | shop.GWL.eu» . shop.gwl.eu. Проверено 20 февраля 2022 г.
^ Бхадра, Шохам; Герцберг, Бенджамин Дж.; Се, Эндрю Г.; Крофт, Марк; Галлауэй, Джошуа В.; Ван Тасселл, Барри Дж.; Шамун, Милад; Эрдонмез, Джан; Чжун, Чжун; Шолклаппер, Таль; Стейнгарт, Дэниел А. (2015). «Взаимосвязь между коэффициентом восстановления и состоянием заряда цинково-щелочных первичных батарей LR6» (PDF) . Журнал химии материалов А. 3 (18): 9395–9400. дои : 10.1039/C5TA01576F . ОСТИ 1183288 .
^ Ван, Джон; Лю, Пин; Хикс-Гарнер, Джоселин; Шерман, Елена; Сукиазян, Сурен; Вербрюгге, Марк; Татария, Харшад; Массер, Джеймс; Финамор, Питер (15 апреля 2011 г.). «Модель жизненного цикла элементов графит-LiFePO4» . Журнал источников энергии . 196 (8): 3942–3948. Бибкод : 2011JPS...196.3942W . дои : 10.1016/j.jpowsour.2010.11.134 . ISSN 0378-7753 .
^ Ямамото, Такахико; Кавабе, Фукума, Такеши; Нисидзима, Ёсиаки; Такахаси, Ясуфуми (2021-11-02) . Зависимое от разряда сопротивление переносу заряда одиночной частицы LiFePO4» . Аналитическая химия . 93 (43): 14448–14453. doi : 10.1021/acs.analchem.1c02851 . ISSN 0003-2700 . PMID 34668693 .
^ Шим, Чжунпё; Стрибель, Кэтрин А. (1 июня 2003 г.). «Циклическая производительность недорогих литий-ионных аккумуляторов с природным графитом и LiFePO4» . Журнал источников энергии . Избранные доклады, представленные на 11-м Международном совещании по литиевым батареям. 119–121: 955–958. Бибкод : 2003JPS...119..955S . дои : 10.1016/S0378-7753(03)00297-0 . ISSN 0378-7753 . S2CID 53992561 .
^ Ансеан, Д.; Виера, Джей Си; Гонсалес, М.; Гарсиа, ВМ; Альварес, Х.К.; Антунья, JL (2013). «Оценка аккумуляторов LiFePO4 высокой мощности: быстрая зарядка, глубина разряда и зависимость от быстрой разрядки» . Всемирный журнал электромобилей . 6 (3): 653–662. дои : 10.3390/wevj6030653 . ISSN 2032-6653 .
^ support.rollsbattery.com: Характеристики разряда AGM

[1] Ченг, Юй-Шань; Лю, И-Хуа; Гессен, Хольгер К.; Науманн, Майк; Труонг, Конг Нам; Йоссен, Андреас (2018). «Оптимизированный PSO метод зарядки на основе управления с нечеткой логикой для индивидуальных бытовых систем хранения аккумуляторов в пределах сообщества» . Энергии . 11 (2): 469. дои : 10.3390/en11020469 . ISSN 1996-1073 .

[2] Викнер, Эвелина; Тирингер, Торбьорн (2018). «Продление срока службы батареи за счет предотвращения высокого уровня SOC» . Прикладные науки . 8 (10): 1825. дои : 10.3390/app8101825 . ISSN 2076-3417 .

[:0-3] Перейти обратно: ^а ^б gwl-power. «Литий и солнечная энергия LiFePO4» . литий и солнечная энергия LiFePO4 . Проверено 20 февраля 2022 г.

[4] «Блог — LiFePO4 | shop.GWL.eu» . shop.gwl.eu. Проверено 20 февраля 2022 г.

[5] Бхадра, Шохам; Герцберг, Бенджамин Дж.; Се, Эндрю Г.; Крофт, Марк; Галлауэй, Джошуа В.; Ван Тасселл, Барри Дж.; Шамун, Милад; Эрдонмез, Джан; Чжун, Чжун; Шолклаппер, Таль; Стейнгарт, Дэниел А. (2015). «Взаимосвязь между коэффициентом восстановления и состоянием заряда цинково-щелочных первичных батарей LR6» (PDF) . Журнал химии материалов А. 3 (18): 9395–9400. дои : 10.1039/C5TA01576F . ОСТИ 1183288 .

[6] Ван, Джон; Лю, Пин; Хикс-Гарнер, Джоселин; Шерман, Елена; Сукиазян, Сурен; Вербрюгге, Марк; Татария, Харшад; Массер, Джеймс; Финамор, Питер (15 апреля 2011 г.). «Модель жизненного цикла элементов графит-LiFePO4» . Журнал источников энергии . 196 (8): 3942–3948. Бибкод : 2011JPS...196.3942W . дои : 10.1016/j.jpowsour.2010.11.134 . ISSN 0378-7753 .

[7] Ямамото, Такахико; Кавабе, Фукума, Такеши; Нисидзима, Ёсиаки; Такахаси, Ясуфуми (2021-11-02) . Зависимое от разряда сопротивление переносу заряда одиночной частицы LiFePO4» . Аналитическая химия . 93 (43): 14448–14453. doi : 10.1021/acs.analchem.1c02851 . ISSN 0003-2700 . PMID 34668693 .

[8] Шим, Чжунпё; Стрибель, Кэтрин А. (1 июня 2003 г.). «Циклическая производительность недорогих литий-ионных аккумуляторов с природным графитом и LiFePO4» . Журнал источников энергии . Избранные доклады, представленные на 11-м Международном совещании по литиевым батареям. 119–121: 955–958. Бибкод : 2003JPS...119..955S . дои : 10.1016/S0378-7753(03)00297-0 . ISSN 0378-7753 . S2CID 53992561 .

[9] Ансеан, Д.; Виера, Джей Си; Гонсалес, М.; Гарсиа, ВМ; Альварес, Х.К.; Антунья, JL (2013). «Оценка аккумуляторов LiFePO4 высокой мощности: быстрая зарядка, глубина разряда и зависимость от быстрой разрядки» . Всемирный журнал электромобилей . 6 (3): 653–662. дои : 10.3390/wevj6030653 . ISSN 2032-6653 .

[10] support.rollsbattery.com: Характеристики разряда AGM

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]