Šta je dubina pražnjenja?
Dubina pražnjenja je postotak kapaciteta koji ste izvukli iz baterije. Ako počnete u potpunosti i smanjite ga na 20%, to je 80% DoD. Dovoljno jednostavno.
Razlog zašto je ikome stalo do ovog broja je životni ciklus. Svaka tablica sa podacima o bateriji daje ocjenu ciklusa, ali ta ocjena ništa ne znači bez poznavanja DoD-a na kojoj je testirana. Ćelija ocijenjena za 4000 ciklusa pri 50% DoD-a mogla bi vam dati samo 1200 ciklusa ako je pokrećete da se isprazni svaki put. Video sam kako projekti izgore od ovoga. Neko specificira sistem zasnovan na broju ciklusa naslova bez čitanja sitnog slova, a dve godine kasnije pakovanje je tost.
Kompromis o kome niko ne želi da priča
Evo u čemu je stvar. Plitka vožnja biciklom produžava život, ali također znači da plaćate kapacitet koji nikada ne koristite. Sistem od 100 kWh ograničen na 60% DoD daje vam 60 kWh po ciklusu. Mogli ste kupiti manji paket i pokrenuti ga jače. Da li to ima smisla zavisi od troškova ćelije, troškova zamene, ograničenja lokacije i oko petnaest drugih varijabli. Ne postoji univerzalni tačan odgovor.
LFP ćelije su promijenile matematiku o tome. Prije pet godina, pokretanje NMC-a do 90% Ministarstva odbrane tražilo je probleme. Katodna strana se raspada. Gubitak kiseonika, degradacija strukture, sve uobičajene sumnje. LFP nema te načine kvara pri visokom DoD-u. Možete ga gurati jače bez iste kazne. Zbog toga je mnogo projekata stacionarnog skladištenja prešlo na LFP iako je gustina energije lošija.
Šta zapravo ubija ćelije pri visokom DoD-u
Anodna strana je napregnuta na oba kraja prozora stanja napunjenosti. Blizu nule, izvlačite litijum iz grafita koji zaista želi da ga zadrži. Sloj SEI puca i reformira. Svaki put kada se reformiše, troši više litijuma i kapacitet opada. Približno 100%, posebno pri brzom punjenju, rizikujete da se oplatite. Nijedna krajnost nije dobra za dugovječnost.
Degradacija katode uvelike ovisi o hemiji. NMC111 je stabilniji od NMC811 na visokom naponu, ali NMC811 vam daje gustoću energije. Katode sa visokim{5}}niklom žele osloboditi kiseonik kada ih delitijate nakon određene tačke. Taj kisik reagira s elektrolitom i stvara toplinu. Nastavite tako i ćelija će brzo stariti.
Mehanički stres je važniji nego što većina ljudi shvata. Grafit bubri kada ga litijate. Silicijumske anode još više bubre. Duboki ciklus znači veće promjene volumena, više naprezanja na premazima elektroda, veće šanse za raslojavanje ili pucanje čestica. Neke od novijih silicijumskih{4}}anoda imaju stvarne probleme s ovim.
Kako sistemi rukuju ograničenjima DoD
Svaki sistem upravljanja baterijom ima minimalne i maksimalne zadate vrijednosti SoC. BMS vam ne dozvoljava da izađete van tog prozora. Ono što kupac naziva "0%" na svom ekranu je vjerovatno 5% ili 10% stvarnog SoC-a. Ono što oni zovu "100%" može biti 95%. Proizvođači to rade kako bi izgradili maržu.
Komplikacija je u tome što kapacitet bledi tokom vremena. Ćelija koja je počela sa 100 Ah mogla bi biti na 85 Ah tri godine kasnije. Ako vaš BMS još uvijek koristi izvornu vrijednost kapaciteta, vaši proračuni DoD-a su pogrešni. Dobri sistemi se periodično ponovo kalibriraju. Jeftini sistemi nemaju.
Temperatura izaziva još jedan ključ. Ćelija na 0 stepeni može isporučiti samo 60% svog nominalnog kapaciteta čak i ako pokušate da izvučete 100% DoD. Litijum se ne može kretati dovoljno brzo. Neki sistemi automatski smanjuju ograničenje DoD kada je hladno. Drugi vas samo puštaju da pokušate i ne uspijete.
Šta govorim kupcima
Za grid skladištenje, 80% DoD je prilično standardno. Dobijate pristojno korištenje bez ubijanja ćelija. Aplikacije za slaganje prihoda kojima je potrebno više ciklusa dnevno mogu ići do 70% kako bi sačuvale život. Rezervna snaga koja većinu vremena miruje može priuštiti 90% ili više u rijetkim slučajevima kada je potrebna.
Stambeno solarno skladištenje obično iznosi 80-90%. Tesla Powerwall je skoro 100% upotrebljiv, ali koriste svoje ćelije i sopstvenu garanciju. Integratori trećih strana imaju tendenciju da budu konzervativniji.
EV-ovi su svuda po mapi. Prikazano 0-100% na vašoj kontrolnoj tabli ne odgovara stvarnim ograničenjima ćelija. Proizvođači skrivaju kapacitet na oba kraja. Koliko zavisi od dizajna pakovanja i koliko su agresivne njihove pretpostavke o garanciji.
Suština je da je DoD izbor dizajna, a ne fiksni broj. Vi ga birate na osnovu ekonomije, tolerancije na rizik i zahtjeva primjene. Svako ko vam kaže da postoji jedan pravi odgovor za svaku situaciju nije uradio dovoljno projekata.
