عمق التصريف

الموسوعة الحرة

يُعدّ عمق التفريغ ( DoD ) معيارًا مهمًا في سياق تشغيل البطاريات القابلة لإعادة الشحن. توجد تعريفان مختلفان له في المصادر التجارية والعلمية. يُعرَّف عمق التفريغ على النحو التالي:

  1. النسبة القصوى من سعة البطارية (المُقاسة بالأمبير/ساعة) التي تُسحب من البطارية المشحونة بشكل دوري. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] لا يُشير مصطلح " مشحونة" بالضرورة إلى الشحن الكامل أو بنسبة 100% ، بل إلى حالة الشحن (SoC) التي يتوقف عندها شاحن البطارية عن الشحن، والتي تُحقق بتقنيات مختلفة .
  2. نسبة سعة البطارية التي تُسحب منها حاليًا مقارنةً بحالتها المشحونة بالكامل. بالنسبة للبطاريات المشحونة بالكامل، يرتبط عمق التفريغ بحالة الشحن بالمعادلة البسيطة التالية:دoد=1-Soج{\displaystyle \mathrm {DoD} =1-\mathrm {SoC} }إذن، يُعدّ عمق التفريغ مكملاً لحالة الشحن: فكلما زاد أحدهما، قلّ الآخر. هذا التعريف شائع في المصادر العلمية. [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]

لذا، يمكن أن يشير عمق التفريغ إلى (1) نطاق التفريغ المعتاد، أو (2) مقدار الشحنة الحالية أو نسبة السعة المُزالة من البطارية. ولتجنب أي لبس، يجب توضيح المعنى الدقيق لعمق التفريغ في كل سياق. كذلك، يبقى غير محدد، في كلا التعريفين، ما إذا كانت حالة شحن البطارية المشحونة 100  % أم قيمة أخرى. هذه القيمة المرجعية ضرورية لوصف (1) الحدين الأعلى والأدنى لحالة الشحن المطلقة المستخدمة في التشغيل، أو (2) القيمة الحالية لحالة الشحن المطلقة.

حدوث

أثناء استخدامها، تُشحن البطاريات الثانوية وتُفرغ بشكل متكرر ضمن نطاق محدد لحالة الشحن. بالنسبة للعديد من أنواع البطاريات ، من المفيد، بل ومن الضروري لأسباب تتعلق بالسلامة، تجنب الشحن الزائد أو التفريغ العميق. ولمنع الآثار السلبية، قد يحافظ نظام إدارة البطارية أو شاحنها على مستوى شحن البطارية ضمن نطاق ضيق بين 0  % و100  %، ويقلل من عمق التفريغ إلى ما دون 100  % (انظر المثال أدناه). وهذا يتوافق مع مفهوم عمق التفريغ (DoD) وفقًا للتعريف (1).

بالنسبة لجميع تقنيات البطاريات القابلة لإعادة الشحن المعروفة تقريبًا ، مثل بطاريات الرصاص الحمضية بجميع أنواعها مثل AGM ، توجد علاقة بين عمق التفريغ وعمر دورة البطارية. [ 10 ] بالنسبة لبطاريات LiFePO4على سبيل المثال، في حالة البطاريات الأربع ، غالبًا ما يتم تحديد حالة الشحن في نطاق يتراوح بين 15 ٪ و 85 ٪ لزيادة عمرها الافتراضي بشكل كبير، مما ينتج عنه عمق تفريغ يبلغ 70 ٪. [ 3 ]

بينما يُعبّر عن حالة الشحن عادةً بنقاط مئوية (0  % = فارغة؛ 100  % = ممتلئة)، يُعبّر عن عمق التفريغ إما بوحدات أمبير- ساعة (على سبيل المثال، لبطارية سعتها 50  أمبير-ساعة، 0  أمبير-ساعة تعني ممتلئة و50  أمبير-ساعة تعني فارغة) أو بنقاط مئوية (100  % تعني فارغة و0  % تعني ممتلئة). قد تكون سعة البطارية أعلى من سعتها الاسمية، وبالتالي من الممكن أن يتجاوز عمق التفريغ القيمة الاسمية (على سبيل المثال، 55  أمبير-ساعة لبطارية سعتها 50  أمبير-ساعة، أو 110  %).

مثال على الحساب

باستخدام التعريف (2)، يتم حساب عمق تفريغ  بطارية مشحونة سعتها 90 أمبير/ساعة لمدة 20 دقيقة بتيار ثابت قدره 50 أمبير كما يلي: 

دoد=50 أ⋅20 دقائق60 دقائق ساعات90 آه⋅100%=18.522%.{\displaystyle \mathrm {DoD} ={\frac {50{\text{ A}}\cdot {\frac {20{\text{ mins}}}{60{\text{ mins}}}}{\text{ hours}}}{90{\text{ Ah}}}}\cdot 100\%=18.522\%.}

إفرازات عميقة

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ تشنغ، يو-شان؛ ليو، يي-هوا؛ هيس، هولغر سي؛ ناومان، مايك؛ ترونغ، كونغ نام؛ جوسن، أندرياس (2018). "طريقة شحن مُحسَّنة باستخدام خوارزمية تحسين سرب الجسيمات (PSO) تعتمد على التحكم المنطقي الضبابي لأنظمة تخزين البطاريات المنزلية الفردية داخل مجتمع سكني" . مجلة Energies . 11 (2): 469. doi : 10.3390/en11020469 . ISSN 1996-1073 . 
  2. ↑ ويكنر، إيفيلينا؛ ثيرينجر، توربيورن (2018). "إطالة عمر البطارية بتجنب حالة الشحن العالية" . العلوم التطبيقية . 8 (10): 1825. doi : 10.3390/app8101825 . ISSN 2076-3417 . 
  3. 1 2 gwl-power. "الليثيوم والطاقة الشمسية LiFePO4" . الليثيوم والطاقة الشمسية LiFePO4 . تم الاسترجاع في 2022-02-20 .
  4. ↑ "مدونة - LiFePO4 | shop.GWL.eu" . shop.gwl.eu. مؤرشف من الأصل بتاريخ 29-06-2023 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 20-02-2022 .
  5. ↑ بهادرا، شوهام؛ هيرتزبيرغ، بنجامين جيه؛ هسيه، أندرو جي؛ كروفت، مارك؛ غالاواي، جوشوا دبليو؛ فان تاسيل، باري جيه؛ شامون، ميلاد؛ إردونمز، كان؛ تشونغ، تشونغ؛ شولكلابر، تال؛ شتاينغارت، دانيال أ. (2015). "العلاقة بين معامل الارتداد وحالة شحن بطاريات الزنك القلوية الأولية LR6" (ملف PDF) . مجلة كيمياء المواد أ . 3 (18): 9395-9400 . doi : 10.1039/C5TA01576F . OSTI 1183288 . 
  6. ↑ وانغ، جون؛ ليو، بينغ؛ هيكس-غارنر، جوسلين؛ شيرمان، إيلينا؛ سوكيازيان، سورين؛ فيربورغ، مارك؛ تاتاريا، هارشاد؛ موسر، جيمس؛ فينيمور، بيتر (15 أبريل 2011). "نموذج دورة حياة خلايا الجرافيت-LiFePO4" . مجلة مصادر الطاقة . 196 (8): 3942-3948 . Bibcode : 2011JPS...196.3942W . doi : 10.1016/j.jpowsour.2010.11.134 . ISSN 0378-7753 . 
  7. ^ ياماموتو، تاكاهيكو؛ أندو، توموهيرو؛ كوابي، يوسوكي؛ فوكوما، تاكيشي؛ إينوموتو، هيروشي؛ نيشيجيما، يوشياكي؛ ماتسوي، يوشيهيكو؛ كانامورا، كيوشي؛ تاكاهاشي ، ياسوفومي (2021-11-02). "توصيف عمق مقاومة نقل الشحنة المعتمدة على التفريغ لجسيم LiFePO4 واحد" . الكيمياء التحليلية . 93 (43): 14448–14453 . دوى : 10.1021/acs.analchem.1c02851 . ISSN 0003-2700 . بميد 34668693 .  
  8. ↑ شيم، جونغبيو؛ ستريبيل، كاثرين أ. (1 يونيو 2003). "أداء دورات شحن وتفريغ بطاريات الليثيوم أيون منخفضة التكلفة باستخدام الجرافيت الطبيعي وLiFePO4" . مجلة مصادر الطاقة . أوراق مختارة قُدِّمت في الاجتماع الدولي الحادي عشر حول بطاريات الليثيوم. 119-121 : 955-958 . Bibcode : 2003JPS...119..955S . doi : 10.1016/S0378-7753(03)00297-0 . ISSN 0378-7753 . S2CID 53992561 .  
  9. ^ أنسيان، د.؛ فييرا، جي سي؛ غونزاليس، م.؛ غارسيا، VM. ألفاريز، جي سي؛ أنتونيا، جي إل (2013). "تقييم خلايا LiFePO4 عالية الطاقة: الشحن السريع وعمق التفريغ والتبعية السريعة للتفريغ" . مجلة السيارات الكهربائية العالمية . 6 (3): 653–662 . دوى : 10.3390/wevj6030653 . ISSN 2032-6653 . 
  10. ↑ support.rollsbattery.com: خصائص تفريغ بطارية AGM