Čo je hĺbka vybitia?

Hĺbka vybitia je percento kapacity, ktorú ste vytiahli z batérie. Ak začnete naplno a znížite to na 20 %, je to 80 % DoD. Dosť jednoduché.

Dôvod, prečo sa niekto zaujíma o toto číslo, je životnosť cyklu. Každý technický list batérie vám poskytuje hodnotenie cyklu, ale toto hodnotenie neznamená nič bez toho, aby ste poznali DoD, na ktorom bola testovaná. Bunka určená na 4 000 cyklov pri 50 % DoD vám môže poskytnúť iba 1 200 cyklov, ak ju zakaždým spustíte na vyprázdnenie. Videl som, ako sa tým spálili projekty. Niekto špecifikuje systém založený na čísle cyklu nadpisu bez toho, aby si prečítal drobné písmo, a o dva roky neskôr je balíček toast.

Tu je vec. Plytké bicyklovanie predlžuje životnosť, no zároveň to znamená, že platíte za kapacitu, ktorú nikdy nevyužijete. 100 kWh systém obmedzený na 60 % DoD vám dáva 60 kWh na cyklus. Mohli ste si kúpiť menšie balenie a spustiť ho tvrdšie. Či to dáva zmysel, závisí od nákladov na bunky, nákladov na výmenu, obmedzení lokality a asi pätnástich ďalších premenných. Neexistuje univerzálna správna odpoveď.

Bunky LFP v tomto zmenili matematiku. Pred piatimi rokmi si spustenie NMC na 90% DoD pýtalo problémy. Katódová strana sa rozpadne. Strata kyslíka, štrukturálna degradácia, všetci zvyčajní podozriví. LFP nemá tieto režimy zlyhania pri vysokej DoD. Môžete to tlačiť viac bez rovnakého trestu. To je dôvod, prečo sa veľa projektov stacionárnych úložísk presunulo na LFP, aj keď energetická hustota je horšia.

Anódová strana je namáhaná na oboch koncoch okna stavu nabitia. V blízkosti nuly vyťahujete lítium z grafitu, ktorý ho chce skutočne držať. Vrstva SEI praská a reformuje sa. Zakaždým, keď sa reformuje, žerie viac lítia a kapacita klesá. Až takmer 100 %, najmä pri rýchlom nabíjaní, riskujete pokovovanie. Ani jeden extrém nie je dobrý pre dlhovekosť.

Degradácia katódy do značnej miery závisí od chémie. NMC111 je stabilnejší ako NMC811 pri vysokom napätí, ale NMC811 vám poskytuje hustotu energie. Katódy s vysokým-niklom chcú uvoľniť kyslík, keď ich delíte za určitý bod. Tento kyslík reaguje s elektrolytom a vytvára teplo. Pokračujte v tom a bunka rýchlo starne.

Mechanický stres je dôležitejší, ako si väčšina ľudí uvedomuje. Grafit napučí, keď ho lítiujete. Silikónové anódy napučiavajú ešte viac. Hlboké cyklovanie znamená väčšie objemové zmeny, väčšie namáhanie povlakov elektród, väčšiu pravdepodobnosť delaminácie alebo praskania častíc. Niektoré novšie anódy-s kremíkovou zmesou s tým majú skutočné problémy.

Depth of Discharge

Každý systém správy batérie má minimálne a maximálne nastavené hodnoty SoC. BMS vás nepustí von z toho okna. To, čo zákazník na svojom displeji nazýva „0 %“, je pravdepodobne 5 % alebo 10 % skutočných SoC. To, čo nazývajú „100 %“, môže byť 95 %. Výrobcovia to robia, aby vytvorili maržu.

Komplikáciou je, že kapacita časom mizne. Bunka, ktorá začínala na 100 Ah, môže byť o tri roky neskôr na 85 Ah. Ak váš BMS stále používa pôvodnú hodnotu kapacity, vaše výpočty DoD sú nesprávne. Dobré systémy sa pravidelne rekalibrujú. Lacné systémy nie.

Teplota prihodila ďalší kľúč. Bunka pri 0 stupňoch môže dodať iba 60 % svojej menovitej kapacity, aj keď sa pokúsite vytiahnuť 100 % DoD. Lítium sa nemôže pohybovať dostatočne rýchlo. Niektoré systémy znížia limit DoD automaticky, keď je zima. Iní vás nechajú vyskúšať a zlyhať.

Depth of Discharge

Pre mriežkové ukladanie je 80% DoD celkom štandardné. Získate slušné využitie bez zabíjania buniek. Aplikácie na stohovanie výnosov, ktoré potrebujú viac cyklov za deň, môžu v záujme zachovania životnosti dosiahnuť až 70 %. Záložné napájanie, ktoré je väčšinu času nečinné, si môže dovoliť 90 % alebo viac v zriedkavých prípadoch, keď je to potrebné.

Rezidenčné solárne úložisko je zvyčajne 80-90 %. Tesla Powerwall je takmer 100% použiteľný, ale používajú svoje vlastné články a vlastnú záručnú matematiku. Integrátori tretích strán majú tendenciu byť konzervatívnejší.

EV sú po celej mape. Zobrazených 0 – 100 % na vašom informačnom paneli nezodpovedá skutočným limitom buniek. Výrobcovia skrývajú kapacitu na oboch koncoch. Koľko závisí od konštrukcie balenia a od toho, aké agresívne sú ich predpoklady záruky.

Pointa je, že DoD je dizajnová voľba, nie pevné číslo. Vyberáte si ho na základe ekonomiky, tolerancie rizika a požiadaviek na aplikáciu. Každý, kto vám povie, že na každú situáciu existuje jedna správna odpoveď, neurobil dosť projektov.