Ο σκοπός μιας μπαταρίας είναι να αποθηκεύει ενέργεια και να την απελευθερώνει σε μια επιθυμητή στιγμή. Αυτή η ενότητα εξετάζει την αποφόρτιση σε διαφορετικούς ρυθμούς C και αξιολογεί το βάθος εκφόρτισης στο οποίο μπορεί να φτάσει με ασφάλεια μια μπαταρία. Το έγγραφο παρατηρεί επίσης διαφορετικές υπογραφές εκφόρτισης και διερευνά τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας υπό διαφορετικά μοτίβα φόρτωσης.
Η ηλεκτροχημική μπαταρία έχει το πλεονέκτημα έναντι άλλων συσκευών αποθήκευσης ενέργειας στο ότι η ενέργεια παραμένει υψηλή κατά το μεγαλύτερο μέρος της φόρτισης και στη συνέχεια πέφτει γρήγορα καθώς η φόρτιση εξαντλείται. Ο υπερπυκνωτής έχει γραμμική εκφόρτιση και ο πεπιεσμένος αέρας και μια συσκευή αποθήκευσης σφονδύλου είναι το αντίστροφο της μπαταρίας παρέχοντας την υψηλότερη ισχύ στην αρχή.Εικόνες 1, 2 και 3επεξηγούν τα προσομοιωμένα χαρακτηριστικά εκφόρτισης της αποθηκευμένης ενέργειας.
Οι περισσότερες επαναφορτιζόμενες μπαταρίες μπορεί να υπερφορτωθούν για λίγο, αλλά αυτό πρέπει να είναι σύντομο. Η μακροζωία της μπαταρίας σχετίζεται άμεσα με το επίπεδο και τη διάρκεια της καταπόνησης που προκαλείται, η οποία περιλαμβάνει φόρτιση, εκφόρτιση και θερμοκρασία.
Οι χομπίστες τηλεχειριστηρίου (RC) είναι μια ειδική φυλή χρηστών μπαταριών που τεντώνουν στο μέγιστο την ανοχή των «αδύναμων» μπαταριών υψηλής απόδοσης αποφορτίζοντάς τες σε ρυθμό C 30 C, 30 φορές την ονομαστική χωρητικότητα. Όσο συναρπαστικά μπορεί να είναι ένα ελικόπτερο RC, ένα αγωνιστικό αυτοκίνητο και ένα γρήγορο σκάφος. το προσδόκιμο ζωής των συσκευασιών θα είναι σύντομο. Οι λάτρεις του RC γνωρίζουν καλά τον συμβιβασμό και είναι πρόθυμοι να πληρώσουν το τίμημα και να αντιμετωπίσουν πρόσθετους κινδύνους για την ασφάλεια.
Για να λάβουν τη μέγιστη ενέργεια ανά βάρος, οι κατασκευαστές drone έλκονται σε κυψέλες υψηλής χωρητικότητας και επιλέγουν την Ενεργειακή Κυψέλη. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με τις βιομηχανίες που απαιτούν βαριά φορτία και μεγάλη διάρκεια ζωής. Αυτές οι εφαρμογές αφορούν το πιο στιβαρό Power Cell με μειωμένη χωρητικότητα.
Βάθος εκκένωσης
Εκκενώσεις μολύβδου σε 1,75 V/κύτταρο. σύστημα που βασίζεται σε νικέλιο σε 1.0V/cell; και τα περισσότερα ιόντα λιθίου έως 3.0V/cell. Σε αυτό το επίπεδο, δαπανάται περίπου το 95 τοις εκατό της ενέργειας και η τάση θα έπεφτε γρήγορα εάν η εκφόρτιση συνεχιζόταν. Για την προστασία της μπαταρίας από υπερβολική εκφόρτιση, οι περισσότερες συσκευές εμποδίζουν τη λειτουργία πέρα από την καθορισμένη τάση τέλους εκφόρτισης.
Κατά την αφαίρεση του φορτίου μετά την εκφόρτιση, η τάση μιας υγιούς μπαταρίας ανακάμπτει σταδιακά και αυξάνεται προς την ονομαστική τάση. Οι διαφορές στη συγγένεια των μετάλλων στα ηλεκτρόδια παράγουν αυτό το δυναμικό τάσης ακόμα και όταν η μπαταρία είναι άδεια. Ένα παρασιτικό φορτίο ή υψηλή αυτοεκφόρτιση εμποδίζει την ανάκτηση τάσης.
Ένα ρεύμα υψηλού φορτίου, όπως θα συνέβαινε κατά τη διάτρηση του σκυροδέματος με ένα ηλεκτρικό εργαλείο, μειώνει την τάση της μπαταρίας και το όριο της τάσης τέλους εκφόρτισης συχνά ρυθμίζεται χαμηλότερα για να αποφευχθεί η πρόωρη διακοπή. Η τάση διακοπής θα πρέπει επίσης να μειώνεται κατά την εκφόρτιση σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες, καθώς πέφτει η τάση της μπαταρίας και αυξάνεται η εσωτερική αντίσταση της μπαταρίας.
Η υπερβολική φόρτιση μιας μπαταρίας μολύβδου μπορεί να παράγει υδρόθειο, ένα άχρωμο, δηλητηριώδες και εύφλεκτο αέριο που μυρίζει σαν σάπια αυγά. Το υδρόθειο εμφανίζεται επίσης κατά τη διάσπαση της οργανικής ύλης σε βάλτους και υπονόμους και υπάρχει στα ηφαιστειακά αέρια και το φυσικό αέριο. Το αέριο είναι βαρύτερο από τον αέρα και συσσωρεύεται στο κάτω μέρος των χώρων που δεν αερίζονται καλά. Έντονη στην αρχή, η αίσθηση της όσφρησης εξασθενεί με τον καιρό και τα θύματα αγνοούν την παρουσία του αερίου.
Τι συνιστά έναν κύκλο εκφόρτισης;
Ένας κύκλος εκφόρτισης/φόρτισης είναι συνήθως κατανοητός ως η πλήρης αποφόρτιση μιας φορτισμένης μπαταρίας με επακόλουθη επαναφόρτιση, αλλά αυτό δεν συμβαίνει πάντα. Οι μπαταρίες σπάνια αποφορτίζονται πλήρως και οι κατασκευαστές χρησιμοποιούν συχνά τον τύπο 80 τοις εκατό βάθους εκφόρτισης (DoD) για να αξιολογήσουν μια μπαταρία. Αυτό σημαίνει ότι μόνο το 80 τοις εκατό της διαθέσιμης ενέργειας παραδίδεται και το 20 τοις εκατό παραμένει σε αποθεματικό. Η ποδηλασία μιας μπαταρίας με λιγότερο από πλήρη αποφόρτιση αυξάνει τη διάρκεια ζωής και οι κατασκευαστές υποστηρίζουν ότι αυτό είναι πιο κοντά σε μια αναπαράσταση πεδίου παρά σε έναν πλήρη κύκλο, επειδή οι μπαταρίες συνήθως επαναφορτίζονται με κάποια πλεονάζουσα χωρητικότητα.
Δεν υπάρχει τυπικός ορισμός ως προς το τι συνιστά κύκλο εκφόρτισης. Ορισμένοι μετρητές κύκλων προσθέτουν πλήρη μέτρηση όταν φορτίζεται μια μπαταρία. Μια έξυπνη μπαταρία μπορεί να απαιτεί αποφόρτιση 15 τοις εκατό μετά τη φόρτιση για να πληροί τις προϋποθέσεις για έναν κύκλο αποφόρτισης. οτιδήποτε λιγότερο δεν υπολογίζεται ως κύκλος. Μια μπαταρία σε έναν δορυφόρο έχει τυπικό DoD 30–40 τοις εκατό πριν επαναφορτιστούν οι μπαταρίες κατά τη διάρκεια της ημέρας του δορυφόρου. Μια νέα μπαταρία EV μπορεί να φορτίσει μόνο στο 80 τοις εκατό και να αποφορτιστεί στο 30 τοις εκατό. Αυτό το εύρος ζώνης σταδιακά διευρύνεται καθώς η μπαταρία εξασθενεί για να παρέχει ίδιες αποστάσεις οδήγησης. Η αποφυγή πλήρους φόρτισης και αποφόρτισης μειώνει την καταπόνηση της μπαταρίας.
Ένα υβριδικό αυτοκίνητο χρησιμοποιεί μόνο ένα κλάσμα της χωρητικότητας κατά την επιτάχυνση προτού επαναφορτιστεί η μπαταρία. Η μίζα του κινητήρα ενός οχήματος αντλεί λιγότερο από 5 τοις εκατό ενέργεια από τη μπαταρία εκκίνησης, και αυτό ονομάζεται επίσης κύκλος στην αυτοκινητοβιομηχανία. Η αναφορά στην καταμέτρηση κύκλων πρέπει να γίνεται στο πλαίσιο του εκάστοτε καθήκοντος.
Η αναφορά στον κύκλο αποφόρτισης ή τον αριθμό κύκλων δεν σχετίζεται εξίσου καλά με όλες τις εφαρμογές μπαταριών. Ένα παράδειγμα όπου η καταμέτρηση των κύκλων εκφόρτισης δεν αντικατοπτρίζει με ακρίβεια την κατάσταση ζωής είναι σε μια συσκευή αποθήκευσης (ESS). Αυτές οι μπαταρίες συμπληρώνουν τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας από την αιολική ενέργεια και τα φωτοβολταϊκά παρέχοντας βραχυπρόθεσμη ενέργεια όταν χρειάζεται και αποθηκεύοντας εάν είναι υπερβολική. Η χρονική διάρκεια μεταξύ φόρτισης και εκφόρτισης μπορεί να είναι σε χιλιοστά του δευτερολέπτου. μια τυπική κατάσταση φόρτισης μπαταρίας είναι 40–60%. Αντί για μέτρηση κύκλου, η μέτρηση κουλόμπ μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μέσο μέτρησης της φθοράς.