Призначення батареї - зберігати енергію та вивільняти її в потрібний час. У цьому розділі розглядається розряджання за різних показників C і оцінюється глибина розряду, до якої може безпечно досягати акумулятор. У документі також спостерігаються різні сигнатури розряду та досліджується термін служби батареї за різних моделей навантаження.
Електрохімічна батарея має перевагу перед іншими накопичувачами енергії в тому, що енергія залишається високою протягом більшої частини заряду, а потім швидко падає, коли заряд вичерпується. Суперконденсатор має лінійний розряд, а стиснене повітря та накопичувальний пристрій на маховику є протилежністю батареї, забезпечуючи найвищу потужність на початку.Малюнки 1, 2 і 3проілюструвати модельовані характеристики розряду накопиченої енергії.
Більшість акумуляторних батарей можна короткочасно перевантажити, але це має бути короткочасно. Довговічність батареї безпосередньо залежить від рівня та тривалості заподіяного стресу, який включає заряд, розряд і температуру.
Любителі дистанційного керування (RC) — це особлива порода користувачів акумуляторів, які максимально підвищують толерантність до «слабких» високопродуктивних батарей, розряджаючи їх зі швидкістю C 30C, що в 30 разів перевищує номінальну ємність. Наскільки захоплюючими можуть бути керований вертоліт, гоночний автомобіль і швидкісний човен; очікуваний термін служби пачок буде коротким. Любителі радіоуправління добре знають про компроміс і готові як заплатити ціну, так і зіткнутися з додатковими ризиками для безпеки.
Щоб отримати максимальну енергію на вагу, виробники дронів тяжіють до осередків з високою місткістю та вибирають Energy Cell. Це на відміну від галузей, які вимагають великих навантажень і тривалого терміну служби. Ці програми підходять для більш надійних Power Cell зі зниженою потужністю.
Глибина розряду
Свинцево-кислотний розряд до 1,75 В/елемент; система на основі нікелю до 1.0В/елемент; і більшість літій-іонних до 3.0В/елемент. На цьому рівні витрачається приблизно 95 відсотків енергії, і напруга швидко впаде, якщо розряд триватиме. Щоб захистити батарею від надмірного розряду, більшість пристроїв запобігають роботі за межами вказаної напруги кінця розряду.
При знятті навантаження після розряду напруга справного акумулятора поступово відновлюється і піднімається в бік номінальної напруги. Різниця в спорідненості металів в електродах створює цей потенціал напруги, навіть коли батарея розряджена. Паразитне навантаження або високий саморозряд запобігає відновленню напруги.
Високий струм навантаження, як у випадку свердління бетону електроінструментом, знижує напругу батареї, і поріг напруги в кінці розряду часто встановлюється нижче, щоб запобігти передчасному відключенню. Напруга відключення також повинна бути знижена під час розрядки за дуже низьких температур, оскільки напруга акумулятора падає, а внутрішній опір акумулятора зростає.
Перезарядка свинцево-кислотної батареї може утворювати сірководень, безбарвний, отруйний і легкозаймистий газ із запахом тухлих яєць. Сірководень також виникає під час розкладання органічної речовини в болотах і каналізації, а також присутній у вулканічних газах і природному газі. Газ важчий за повітря і накопичується на дні погано вентильованих приміщень. Спочатку сильний, з часом нюх втрачається, і жертви не підозрюють про наявність газу.
Що являє собою цикл розряду?
Під циклом розряду/заряду прийнято розуміти повну розрядку зарядженої батареї з наступною зарядкою, але це не завжди так. Акумулятори рідко розряджаються повністю, і виробники часто використовують формулу 80-відсоткової глибини розряду (DoD), щоб оцінити акумулятор. Це означає, що лише 80 відсотків доступної енергії доставляється, а 20 відсотків залишається в резерві. Циклування батареї при менш ніж повному розряді збільшує термін служби, і виробники стверджують, що це ближче до польового представлення, ніж повний цикл, оскільки батареї зазвичай перезаряджаються з деякою запасною ємністю.
Не існує стандартного визначення того, що таке цикл розряду. Деякі лічильники циклів додають повний підрахунок, коли акумулятор заряджено. Розумна батарея може вимагати 15-відсоткового розряду після заряджання, щоб відповідати циклу розряду; все, що менше, не вважається циклом. Акумулятор у супутнику має типовий DoD 30–40 відсотків до того, як батареї будуть перезаряджені протягом супутникового дня. Новий акумулятор електромобіля може заряджатися лише до 80 відсотків і розряджатися до 30 відсотків. Ця смуга пропускання поступово розширюється в міру того, як батарея розряджається, щоб забезпечити ідентичні відстані. Уникнення повного заряджання та розряджання зменшує навантаження на акумулятор.
Гібридний автомобіль використовує лише частину ємності під час прискорення до того, як батарея зарядиться. Прокручування двигуна автомобіля споживає менше 5 відсотків енергії від стартерної батареї, і це також називається циклом в автомобільній промисловості. Посилання на кількість циклів має здійснюватися в контексті відповідного обов’язку.
Посилання на цикл розряду або кількість циклів не відноситься однаково до всіх застосувань акумулятора. Одним із прикладів, коли підрахунок циклів розряду не відображає точно стан життя, є запам’ятовуючий пристрій (ESS). Ці батареї доповнюють відновлювану енергію від енергії вітру та фотоелектричної енергії, доставляючи короткочасну енергію, коли це необхідно, і зберігаючи, якщо її надлишок. Тривалість часу між зарядом і розрядом може бути в мілісекундах; типовий рівень заряду акумулятора становить 40–60%. Замість підрахунку циклів, кулонівський підрахунок можна використовувати як засіб вимірювання зносу.