Što je dubina pražnjenja?
Dubina pražnjenja je postotak kapaciteta koji ste izvukli iz baterije. Ako počnete s punim kapacitetom i smanjite ga na 20%, to je 80% DoD-a. Dovoljno jednostavno.
Razlog zašto je ikome stalo do ovog broja je životni ciklus. Svaka podatkovna tablica baterije daje vam ocjenu ciklusa, ali ta ocjena ne znači ništa bez poznavanja DoD-a na kojem je testirana. Ćelija ocijenjena za 4000 ciklusa pri 50% DoD-a može vam dati samo 1200 ciklusa ako je svaki put pokrenete da se isprazni. Vidio sam kako su projekti spaljeni zbog ovoga. Netko specificira sustav na temelju broja ciklusa naslova bez čitanja sitnog tiska, a dvije godine kasnije paket je toast.
Kompromis o kojem nitko ne želi govoriti
Evo u čemu je stvar. Plitka vožnja bicikla produljuje vijek trajanja, ali također znači da plaćate za kapacitet koji nikada ne koristite. Sustav od 100 kWh ograničen na 60% DoD daje vam 60 kWh po ciklusu. Mogli ste kupiti manje pakiranje i raditi ga jače. Ima li to smisla ovisi o troškovima ćelija, troškovima zamjene, ograničenjima mjesta i petnaestak drugih varijabli. Nema univerzalnog pravog odgovora.
LFP ćelije su promijenile matematiku o ovome. Prije pet godina, pokretanje NMC-a do 90% DoD-a zahtijevalo je probleme. Katodna strana se raspada. Gubitak kisika, strukturna degradacija, svi uobičajeni sumnjivci. LFP nema te načine kvara pri visokom DoD-u. Možete ga gurati jače bez iste kazne. Zbog toga je mnogo projekata stacionarnih skladišta prešlo na LFP iako je gustoća energije lošija.
Što zapravo ubija stanice pri visokom DoD-u
Strana anode je opterećena na oba kraja prozora stanja napunjenosti. Spuštajući se blizu nule, izvlačite litij iz grafita koji ga stvarno želi zadržati. SEI sloj puca i reformira se. Svaki put kad se reformira, troši više litija i kapacitet opada. Skoro do 100%, posebno pri brzom punjenju, riskirate oštećenje. Niti jedna krajnost nije dobra za dugovječnost.
Degradacija katode uvelike ovisi o kemiji. NMC111 je stabilniji od NMC811 na visokom naponu, ali NMC811 vam daje gustoću energije. Katode s visokim -niklom žele otpustiti kisik kada ih razrijedite nakon određene točke. Taj kisik reagira s elektrolitom i stvara toplinu. Nastavite tako i stanica će brzo stariti.
Mehanički stres je važniji nego što većina ljudi shvaća. Grafit nabubri kad ga litirate. Silikonske anode još više bubre. Duboko cikliranje znači veće promjene volumena, veći stres na premazima elektroda, veću mogućnost raslojavanja ili pucanja čestica. Neke od novijih anoda-s mješavinom silicija imaju stvarnih problema s tim.
Kako sustavi postupaju s ograničenjima DoD-a
Svaki sustav upravljanja baterijom ima minimalne i maksimalne SoC zadane vrijednosti. BMS vam neće dopustiti da izađete kroz taj prozor. Ono što kupac na svom zaslonu naziva "0%" vjerojatno je 5% ili 10% stvarnog SoC-a. Ono što nazivaju "100%" može biti 95%. Proizvođači to čine kako bi povećali maržu.
Komplikacija je u tome što kapacitet s vremenom blijedi. Ćelija koja je počela sa 100 Ah mogla bi imati 85 Ah tri godine kasnije. Ako vaš BMS još uvijek koristi izvornu vrijednost kapaciteta, vaši izračuni DoD-a su pogrešni. Dobri sustavi povremeno se ponovno kalibriraju. Jeftini sustavi ne.
Temperatura ubacuje još jedan ključ. Ćelija na 0 stupnjeva može isporučiti samo 60% svog nazivnog kapaciteta čak i ako pokušate postići 100% DoD. Litij se ne može kretati dovoljno brzo. Neki sustavi automatski smanjuju ograničenje DoD-a kada je hladno. Drugi vam samo dopuste da pokušate i ne uspijete.
Što govorim kupcima
Za grid pohranu, 80% DoD je prilično standard. Dobivate pristojnu iskoristivost bez ubijanja stanica. Aplikacije za prikupljanje prihoda koje trebaju višestruke cikluse dnevno mogle bi porasti na 70% kako bi se sačuvao život. Rezervno napajanje koje većinu vremena miruje može si priuštiti 90% ili više u rijetkim slučajevima kada je potrebno.
Stambeno solarno skladištenje obično iznosi 80-90%. Tesla Powerwall radi gotovo 100% upotrebljivo, ali oni koriste vlastite ćelije i vlastitu matematiku jamstva. Integratori trećih strana obično su konzervativniji.
Električna vozila su svuda po karti. Prikazani 0-100% na vašoj nadzornoj ploči ne odgovara stvarnim ograničenjima ćelija. Proizvođači skrivaju kapacitet na oba kraja. Koliko ovisi o dizajnu pakiranja i koliko su agresivne njihove pretpostavke o jamstvu.
Zaključak je da je DoD izbor dizajna, a ne fiksni broj. Vi ga birate na temelju ekonomičnosti, tolerancije rizika i zahtjeva primjene. Svatko tko vam kaže da postoji jedan pravi odgovor za svaku situaciju nije napravio dovoljno projekata.
