Какво е дълбочина на изпразване?

Дълбочината на разреждане е процентът от капацитета, който сте изтеглили от батерията. Ако започнете с пълна мощност и я намалите до 20%, това е 80% DoD. Достатъчно просто.

Причината някой да се интересува от това число е животът на цикъла. Всеки лист с данни за батерията ви дава рейтинг на цикъла, но този рейтинг не означава нищо, без да знаете Министерството на отбраната, при което е тестван. Клетка, оценена за 4000 цикъла при 50% DoD, може да ви даде само 1200 цикъла, ако я пускате да се изпразва всеки път. Виждал съм проекти да изгарят от това. Някой определя система въз основа на номера на цикъла на заглавието, без да чете дребния шрифт, и две години по-късно пакетът е препечен.

Ето това е нещото. Плиткото колоездене удължава живота, но също така означава, че плащате за капацитет, който никога не използвате. Система от 100 kWh, ограничена до 60% DoD, ви дава 60 kWh на цикъл. Можеше да си купиш по-малък пакет и да го използваш по-трудно. Дали това има смисъл зависи от разходите за клетки, разходите за подмяна, ограниченията на сайта и около петнадесет други променливи. Няма универсален правилен отговор.

LFP клетките са променили математиката за това. Преди пет години управлението на NMC до 90% DoD изискваше проблеми. Катодната страна се разпада. Загуба на кислород, структурна деградация, всички обичайни заподозрени. LFP няма тези режими на отказ при висок DoD. Можете да го натиснете по-силно без същото наказание. Ето защо много проекти за стационарно съхранение са преминали към LFP, въпреки че енергийната плътност е по-лоша.

Анодната страна се натоварва в двата края на прозореца за състояние на заряд. Надолу, близо до нулата, вие извличате литий от графита, който наистина иска да го задържи. Слоят SEI се пропуква и реформира. Всеки път, когато се реформира, той консумира повече литий и капацитетът пада. До близо 100%, особено при бързо зареждане, рискувате да се покриете. Нито една от двете крайности не е добра за дълголетието.

Разграждането на катода зависи до голяма степен от химията. NMC111 е по-стабилен от NMC811 при високо напрежение, но NMC811 ви дава енергийната плътност. Високо-никеловите катоди искат да отделят кислород, когато ги разделите след определена точка. Този кислород реагира с електролита и генерира топлина. Продължавайте да правите това и клетката старее бързо.

Механичният стрес е по-важен, отколкото повечето хора осъзнават. Графитът набъбва, когато го литирате. Силициевите аноди набъбват още повече. Дълбокото циклиране означава по-големи промени в обема, повече напрежение върху покритията на електродите, по-голям шанс за разслояване или напукване на частици. Някои от по-новите силициеви-аноди имат сериозни проблеми с това.

Depth of Discharge

Всяка система за управление на батерията има минимални и максимални зададени точки на SoC. BMS няма да ви позволи да излезете извън този прозорец. Това, което клиентът нарича "0%" на своя дисплей, вероятно е 5% или 10% действителен SoC. Това, което наричат "100%" може да е 95%. Производителите правят това, за да натрупат марж.

Усложнението е, че капацитетът избледнява с времето. Клетка, която е започнала от 100 Ah, може да бъде с 85 Ah три години по-късно. Ако вашият BMS все още използва първоначалната стойност на капацитета, вашите изчисления на DoD са грешни. Добрите системи се калибрират периодично. Евтините системи не го правят.

Температурата хвърля още един гаечен ключ. Клетка при 0 градуса може да достави само 60% от номиналния си капацитет, дори ако се опитате да издърпате 100% DoD. Литият не може да се движи достатъчно бързо. Някои системи намаляват лимита на DoD автоматично, когато е студено. Други просто ви оставят да опитате и да се провалите.

Depth of Discharge

За мрежово съхранение 80% DoD е доста стандарт. Получавате прилично използване, без да убивате клетките. Приложенията за натрупване на приходи, които се нуждаят от няколко цикъла на ден, може да достигнат до 70%, за да запазят живота. Резервното захранване, което не работи през повечето време, може да си позволи 90% или повече в редките случаи, когато е необходимо.

Жилищното слънчево съхранение обикновено е 80-90%. Tesla Powerwall работи близо до 100% използваем, но те използват свои собствени клетки и собствена математика за гаранция. Интеграторите на трети страни са склонни да бъдат по-консервативни.

Електромобилите са навсякъде по картата. Показаните 0-100% на таблото ви за управление не отговарят на действителните ограничения на клетките. Производителите крият капацитет в двата края. Колко зависи от дизайна на опаковката и колко агресивни са техните предположения за гаранция.

Изводът е, че DoD е избор на дизайн, а не фиксирано число. Вие го избирате въз основа на икономиката, толерантността към риска и изискванията за приложение. Всеки, който ви казва, че има един правилен отговор за всяка ситуация, не е направил достатъчно проекти.