A kisülési mélység (DoD) az akkumulátor kapacitásának százalékos aránya, amelyet már használtak. A kapacitásának 30%-át leadott akkumulátor 30%-os DoD és nagyjából 70%-os töltöttségi állapotú.
Ez az egyetlen szám három gyakorlati dolgot határoz meg: mennyi energiát kap ténylegesen ciklusonként, mekkora legyen az akkumulátorbank, és hány ciklust teljesít az akkumulátor, mielőtt eléri az -élettartam{1}}végét. Ez az útmutató leírja a DoD képletet, a DoD és a töltöttségi állapot közötti különbséget, a névleges kWh és a szállított váltóáram közötti veszteség rétegeit, valamint a működési ablak kiválasztását.napelemes, tartalék energiaforrás és kereskedelmi vagy közüzemi akkumulátoros energiatároló rendszerek. A lakóautó és a tengeri felhasználók a számításokat azonosnak találják, bár a gazdaságosság eltérő.
Egy felelősségkizárás vonatkozik az alábbiakra: az itt idézett számok az adott termékcsaládok nevesített gyártói dokumentumaiból származnak. Hasznos hivatkozási pontok, nem pedig az ipar{1}}szerte érvényes szabályok. A vezérlő referencia mindig az adatlap, a ciklus{3}}élettartam, a BMS-konfiguráció és a garancia a pontosan a vásárolt modellhez.
Mi a kisülési mélység?
A kisülési mélység azt méri, hogy egy feltöltött akkumulátor mennyi kapacitást vett le, a megadott referenciakapacitás százalékában kifejezve.
- Teljesen feltöltve: 0% DoD
- A felhasznált kapacitás fele: 50% DoD
- Minden elérhető kapacitás felhasználva: 100% DoD
Egy adatlapon lévő két ábra ugyanazokat a szavakat használja, de mást jelent.Maximális DoDa legmélyebb kisütés, amelyet a termék vagy akkumulátor-kezelő rendszere lehetővé tesz anélkül, hogy védelem kiváltana.Ajánlott DoDez az a működési időszak, amelyet a gyártó ésszerű kompromisszumnak -tart a felhasználható energia, a ciklus élettartama és a csereköltség között. Az elsőt úgy kezelni, mintha az lenne a második, a legdrágább hiba ebben az egész témában.
A Rolls jól szemlélteti a különbséget. Azírja be az LFP akkumulátor használati útmutatójába-azt javasolja, hogy ezeket az akkumulátorokat 0% és 80% DoD között kerékpározzák az optimális ciklusélettartam érdekében, míg maga a BMS nem kapcsol le nagyjából 95% DoD-ig. A védelmi határ 15 százalékponttal az ajánlás alatt van, és ezek közül a számok közül csak egy tartozik a rendszerbe.
Kisütési mélység vs. töltési állapot
A DoD és a töltési állapot (SoC) ugyanazt az állapotot írják le ellentétes oldalról. Ha mindkettő ugyanazt a referenciakapacitást használja:
DoD=100% − SoC
| Akkumulátor állapota | DoD | SoC |
|---|---|---|
| Teljesen feltöltve | 0% | 100% |
| Egy-negyede használt | 25% | 75% |
| Félig használt | 50% | 50% |
| Négy{0}}ötöde használt | 80% | 20% |
| Az elérhető kapacitás kimerült | 100% | 0% |
Az aritmetika triviális. A referencia kapacitás nem. A megjelenített 0%-os SoC általában "0%-át jelenti annak, amit a BMS hajlandó adni Önnek", nem pedig "a cellák elektrokémiai kapacitásának 0%-át". A legtöbb lítium rendszer visszatart egy védett tartalékot az ablak egyik vagy mindkét végén, ezért az üres akkumulátort még mindig kényelmesen a sérülési küszöb felett helyezik el.
Hogyan számítsuk ki a kisülési mélységet
Amper-órák használata
DoD (%)=Kisütött kapacitás (Ah) ÷ Névleges kapacitás (Ah) × 100
Egy 100 Ah-s akkumulátor, amely 30 Ah-t ad le az újratöltés előtt, 30% DoD-n van, és nagyjából 70% SoC marad. Ha a terhelési áram ésszerűen állandó, a lemerült kapacitás egyszerűen áram × idő: 20 A két órán keresztül 40 Ah-t vagy 40% DoD-t eltávolít egy 100 Ah-s akkumulátorból. Ha nem biztos abban, hogy a címkén található Ah szám honnan származott, magyarázónk ittmit jelent az Ah akkumulátoronkiterjed a minősítési konvenciókra.
Az eredményt becslésként kezelje, hacsak nem kalibrált akkumulátor-monitor vagy BMS végzi a számolást. A valós kapacitás eltolódik a hőmérséklet, a kisülési sebesség, az életkor és az „üres” definícióhoz használt{1}}lekapcsolási feszültség függvényében.
Kilowatt{0}}óra felhasználásával
DoD (%)=Lemerült energia (kWh) ÷ Az akkumulátor névleges energiája (kWh) × 100
Egy névleges 10 kWh-s akkumulátor, amely 8 kWh-t ad le, elérte a 80%-ot. A tárolórendszereket általában energia helyett töltésben határozzák meg, ezért ezt a verziót fogja használni a méretezési munkákhoz; ha a teljesítmény és az energia besorolása közötti különbség még mindig homályos, lásdkWh vs kWh magyarázata.
A méretezési képlet megfordítása
Szükséges névleges kapacitás=Szükséges felhasználható energia ÷ Engedélyezett DoD
80 kWh használható egyenáramra van szüksége a tervezett 80%-os DoD mellett? 100 kWh névleges teljesítményre van szüksége. Ez a kiindulópont, nem a válasz - a következő rész elmagyarázza, mi kerül még le a tetejéről.
A cellakapacitástól a szállított váltóáramig
A legtöbb DoD-zavar a rendszer különböző pontjain mért számok összehasonlításából ered. Hat különböző energiahatár létezik, és az eladók azt idézik, amelyik hízelget nekik:
- A cella elektrokémiai kapacitása- amit a kémia elméletileg tud nyújtani a feszültséghatárai között.
- Csomag névleges kapacitása- az adattábla besorolása, jellemzően cellakapacitás × konfiguráció, referencia-hőmérsékleten és megadott C-arányon.
- BMS{0}}elérhető kapacitás- ami marad azután, hogy a BMS fenntartja a szabad mozgásteret az ablak tetején és alján.
- Garantált felhasználható kapacitás- az a rész, amelyet a garancia ténylegesen véd, ami még szűkebb lehet.
- Szállított egyenáramú energia- elérhető kapacitás × konfigurált DoD, mínusz hőmérséklet és öregedési hatások.
- AC energia szállított- a PCS és a kiegészítő fogyasztás konverziós veszteségei után.
Két kifejezést érdemes itt rögzíteni.C-aránya kisülési vagy töltőáram a kapacitáshoz viszonyítva kifejezve: a 0,5 C egy 100 Ah-s akkumulátoron 50 A-t jelent, és a magasabb C{3}}arányok általában csökkentik azt a kapacitást, amelyet a lekapcsolás előtt ki lehet bontani. APCS(teljesítményátalakító rendszer) a kétirányú inverter fokozat az egyenáramú akkumulátor és a váltakozó áramú hálózat vagy terhelések között - lásdmit csinál egy áramátalakító rendszera hatékonyság meghatározásához, és vegye figyelembe, hogy az idézett szám egy-oda- vagy oda-{1}}útra vonatkozik-e.
Ezen rétegek miatt két azonos kWh névtáblával rendelkező rendszer észrevehetően eltérő váltakozó áramot képes leadni. Amikor összehasonlítja az árajánlatokat, ragaszkodjon ahhoz, hogy minden kWh-s számon szerepeljen az a határ, amelyre hivatkozik. Áttekintésünk aakkumulátor energiatároló rendszer teljesítménymutatóirészletesebben végigmegy a kapcsolódó mérőszámokon.
Miért befolyásolja a kisülési mélység a ciklus élettartamát?
A mélyebb ciklusok nagyobb elektrokémiai és mechanikai igénybevételt jelentenek, mint a sekélyek, így általános minta szerint, ha naponta kevesebbet használunk fel, akkor több ciklust vásárolhat, mielőtt az akkumulátor eléri a meghatározott -élettartam{1}}végét.
Mielőtt bármilyen ciklus{0}}élettartamot összehasonlítana, vegye figyelembe, hogy a "ciklus" kifejezésnek három jelentése van a forgalomban:
- Fizikai töltés-kisütés esemény- egy kisütés és egy újratöltés, bármilyen mélységben.
- Egyenértékű teljes ciklus- kumulatív áteresztőképesség egyenlő egy teljes névleges kapacitással, így két 50%-os kisütés egynek számít.
- A gyártó által-meghatározott névleges ciklus- bármit is mond a tesztprotokoll. A Rolls például az LFP dokumentációjában egy ciklust úgy definiál, mint a 90%-os DoD kisülést, ami mélyebb, mint a napi használatra javasolt 80%.
A ciklusszámlálás a vizsgálati feltételek nélkül szinte értelmetlen. A mélység és az élet közötti kapcsolat az oka annak, hogy a degradációs modellek a DoD-t közvetlen bemenetként veszik: NREL-ekRendszertanácsadó modella ciklus{0}}romlási táblázatát egy átlagos kisülési mélység mellett adott számú ciklusnál mért kapacitásfade alapján állítja össze, és az NRELlítium{0}}ion-élettartam-modellező munkaA kereskedelmi grafit/NMC cellákon látható, hogy az eredmény milyen erősen függ a termikus környezettől is.
A tényleges görbék nagymértékben változnak a kémiától, a sejttervezéstől és a vizsgálati protokolltól függően.
| Napi DoD | Relatív energia ciklusonként | A ciklusszámlálás tipikus iránya | Mi általában uralja a döntést |
|---|---|---|---|
| sekély (20-40%) | Alacsony | Legmagasabb | Az akkumulátor túlméretezett; a tőkeköltség dominál |
| Közepes (50-70%) | Közepes | Magas | Közös egyensúlyi pont a napi kerékpározáshoz |
| Mély (80-90%) | Magas | Alacsonyabb | Kisebb akkumulátor, nagyobb teljesítmény ciklusonként |
| Teljes (a gyártói határhoz közelít) | Legmagasabb | A legalacsonyabb, és gyakran a garanciális időszakon kívül | Csak ritka tartalékolásra ésszerű |
A DoD soha nem az egyetlen öregedési tényező. Az üzemi hőmérséklet, a kisülési sebesség, a nagyon magas vagy nagyon alacsony SoC melletti parkolással töltött idő, a töltési profil és a naptári kor egyaránt hozzájárul -, és különösen a hőmérséklet mindent felülmúlhat. trójaiakkumulátor karbantartási útmutatóaz elárasztott ólom-sav esetében élesen fogalmaz: minden 10 fok 25 fok felett nagyjából felére csökkenti az akkumulátor élettartamát. A lítium rendszerekre vonatkozó megjegyzésünklítium akkumulátor hőmérséklet-tartománylefedi a legfontosabb töltési és kisütési ablakokat.
Javasolt kisütési mélység az akkumulátor típusa szerint
| Akkumulátor típusa | Kulcsfontosságú üzemeltetési szempont | Napi DoD útmutatás (-termékspecifikus) | Fő korlátozás | Forrás alapja |
|---|---|---|---|---|
| Elárasztott ólom-sav | Érzékeny az ismételt mélykisülésre; azonnali és teljes újratöltést igényel | Tekercsek: legfeljebb 50%. Trójai: 20-50% az optimális élettartamért, 80% | Szulfáció és lerövidült élettartam, ha lemerül; öntözés és kiegyenlítés szükséges | Rolls felhasználói kézikönyv; Trójai GYIK és karbantartási oldalak |
| AGM / gél (VRLA) | A tömített konstrukció az öntözést távolítja el, nem pedig a kiömlési érzékenységet | Modell-specifikus; olvassa el a ciklus{1}}életgörbét a kívánt mélységben | A töltési feszültség és a hőmérséklet kompenzáció kritikus fontosságú; egyes AES modelleken nincs kiegyenlítés | Gyártói adatlap és ciklus{0}}életgörbe a pontos modellhez |
| LiFePO4 (LFP) | Szélesebb praktikus ablak; A BMS betartja a szigorú határokat | A gördülések csökkenése-LFP-ben: 0–80% DoD az optimális ciklusélettartam érdekében, a BMS levágása-közel 95% | A 0 fok alatti töltés sok modellen nem megengedett; tartalék el van rejtve a kijelzőn | Rolls R/S-Series drop-az LFP kezelési útmutatójában |
| Egyéb lítium{0}}ion (NMC, LTO stb.) | Különböző feszültségtartományok, teljesítmény és öregedési viselkedés | Nincs átruházható szám - használja a rendszer gyártójának ablakát | A kémia név önmagában nagyon keveset jósol | A rendszer gyártójának dokumentációja |
Elárasztott ólom-sav
A hagyományos 50%-os adat nem folklór. ARolls Battery használati útmutató (V7.4)kijelenti, hogy a mély{0}}ciklusú akkumulátorokat legfeljebb 50%-ra tervezték lemerülni, és hogy a bank lejjebb engedése csökkenti a ciklus teljes élettartamát; az alacsony-feszültségű leválasztást is cellánként 1,90–1,95 voltra állítja, hogy ezt a gyakorlatban kikényszerítse. trójaiműszaki GYIKjavasolja, hogy a névleges kapacitás 20–50%-át merítse le az optimális élettartam és teljesítmény érdekében, miközben megjegyzi, hogy az akkumulátorok 80%-ig ciklusosak. Ugyanaz a felépítés, mint az LFP esetében: egy képesség- és egy ajánlási ábra, és ezek nem cserélhetők fel.
AGM és Gel
Mindkettő szelep{0}}szabályozott ólom-sav. A lezárt tok eltávolítja a szokásos öntözést; nem ruházza fel a korlátlan mélykisülés toleranciáját. A megengedett mélység a lemez kialakításától, a töltési profiltól, a hőmérséklettől és a ciklus gyakoriságától függ, amelyek mindegyike megjelenik a termék ciklus{4}}életgörbéjén. Ha két AGM-terméket hasonlít össze, hasonlítsa össze a görbéket abban a mélységben, amelyet ténylegesen használni kíván. - A „mély-ciklusra képes” brosúra nem tartalmaz numerikus tartalmat.
LiFePO4
Az LFP valóban szélesebb használható ablakot kínál, mint az ólom-sav, és a BMS-e feszültség- és áramkorlátozást tesz lehetővé, így a felhasználó nem tudja véletlenül tönkretenni a csomagot. De a „100%-os védelemre képes” védelmi nyilatkozat, nem gazdasági ajánlás. Ahogy a Rolls példája is mutatja, a gyártó 95%-ot engedélyezhet, miközben 80%-ot ajánl. Mielőtt rögzítené a működési korlátot, szerezze be a maximális megengedett DoD-t, az ajánlott napi DoD-t, a ciklus{7}}élettartam-besorolástazon a DoD-nál, a teszthőmérséklet és a C-arány, az élettartam-vége-teljesítmény-kritérium, valamint a jótállás energia-áteresztőképességi határa -, az utolsó tétel, a teljes kWh, amelyre a garancia lefed a futamideje alatt, gyakran valóban korlátozza, hogy milyen mélyre kell mennie.
Egyéb lítium kémia
Az LFP, az NMC és az LTO feszültségtartományban, teljesítményben és öregedési viselkedésben különbözik, így az általános „lítium akkumulátor DoD” szám nem hordozható közöttük. Összehasonlításunkkülönböző típusú akkumulátorok az energia tárolásárameghatározza, hogy az egyes kémia hova illeszkedik.
Hogyan válasszuk ki a megfelelő DoD-t
1. lépés: Kezdje a modellből, ne a kémiából
A különböző beszállítóktól származó két LFP akkumulátor eltérő BMS-tartalékkal, ciklus{0}}élettartamgörbékkel és garanciális korlátokkal rendelkezhet. A modellszám az elemzés mértékegysége.
2. lépés: Olvassa el a ciklus{1}}élettartam görbéjét a lábjegyzetekkel együtt
Kérje a grafikont, majd ellenőrizze, hogy megadja-e a teszthőmérsékletet, a töltési és kisütési sebességet, a kisütési A "6000 ciklus" állítás 0,2°C-on és 25°-os és 80%-os maradék kapacitáson tesztelve egy másik terméket ír le, mint az 1°C-on és 35°C-on tesztelt állítás 60%-ig.
3. lépés: Párosítsa a DoD-t a munkaciklussal
| Alkalmazás | Kerékpározás gyakorisága | Gyakorlati DoD logika |
|---|---|---|
| Napi önfelhasználás{0}}napi napenergia vagy terheléseltolódás | ~1 ciklus/nap, 300+ évente | Az áteresztőképesség és a csereköltség dominál; a sekélyebb ablak gyakran nyer az élettartam-gazdaságosságon |
| Alkalmankénti rács biztonsági mentés | Évente néhány ciklus | A mélyebb kisülés általában elfogadható a megengedett határon belül, mivel a ciklusszám nem kötelező érvényű |
| Ólom-sav megújuló rendszerek | Napi | Kövesse a gyártó 50%-os osztályát; azonnal töltse fel minden lemerülés után |
| LFP rendszer meghatározott BMS tartalékkal | Naponta többször is | Tervezzük meg az ajánlott DoD szerint, a BMS-kivágást-csak védelemként kezeljük |
| Nagy-teljesítményű/rövid-időtartamú üzem | Gyakori, magas C{0}}arány | A rendelkezésre álló kapacitás magas C{0}}ráta esetén csökken; győződjön meg arról, hogy a DoD minősítés az Ön kisülési sebességére vonatkozik |
4. lépés: Méret a rakománytól visszafelé
Határozza meg a kritikus terhelést kW-ban, a szükséges üzemidőt, és ezáltal a felhasználható energiát kWh-ban. Ossza el a megengedett DoD-vel, hogy megkapja a névleges kapacitást, majd adja hozzá a konverziós veszteségek, a kiegészítő fogyasztás, a hőmérséklet és az -végi{2}}élettartam-kapacitás fedezetét. Ha először a névleges kapacitást választják ki, és remélik, hogy ez fedezi a terhelést, így a projektek a negyedik évben kimerülnek.
5. lépés: Vegye figyelembe a hőmérsékletet és a kisülési sebességet
A magas hőmérséklet felgyorsítja a lebomlást; az alacsony hőmérséklet csökkenti a rendelkezésre álló kapacitást, és sok lítiumtermék esetében teljesen leállítja a töltést. A magas C-arányok csökkentik a lekapcsolás előtt rendelkezésre álló kapacitást-. Értékelje a tervezett ügyintézést olyan feltételek mellett, amelyekkel a rendszer ténylegesen látni fogja - megjegyzésünketaz energiatároló akkumulátorok kisütési teljesítményelefedi a sebesség és a hőmérséklet kölcsönhatását.
6. lépés: Az akkumulátor, a BMS, az inverter és a garancia összehangolása
A négynek meg kell állapodnia az alacsony -feszültség-lekapcsolás-, a töltési feszültség, az áramkorlátok, a minimális SoC és a tartalék beállításokban. Egy dolgot érdemes egyértelműen leszögezni: az inverter minimális SoC-beállításának csökkentése nem változtatja meg az akkumulátor biztonságos elektrokémiai határait, és a garancián kívülre kerülhet. Az akkumulátor gyártójának határértékei továbbra is a vezérlő referencia.
Működő példa: 100 kWh LFP rendszer
Így néz ki a hat energiahatár számokkal együtt. A feltételezések úgy vannak megadva, hogy Ön helyettesítse a sajátjával; szemléltető jellegűek, nem termékleírás.
| Lépés | Feltevés | Energia |
|---|---|---|
| Csomag névleges kapacitása | Névtábla | 100 kWh |
| Konfigurált DoD | 80%, a gyártó által ajánlott ablakonként | 80 kWh DC |
| Vésztartalék visszatartott | A névleges érték 5%-a, normál kerékpározáshoz nem elérhető | 75 kWh DC |
| PCS konverziós veszteség | 97%-os egy-irányú kisülési hatékonyság | ≈ 72,8 kWh AC |
| Hőkezelés és szabályozások | A kisütt energia ≈ 3%-a a kisülési ablakon keresztül | ≈ 70,6 kWh AC |
| Élettartam-vége-kapacitási feltétel | A kezdeti kapacitás 80%-a a 10. évben | ≈ 56,5 kWh AC a garantált élettartam végén |
A névtábla 100 kWh, becsületes 80%-os DoD, és nagyjából 71 kWh, amely az első napon - eléri a terhelést, és a garantált élettartam végére körülbelül 56 kWh-ra esik. Itt semmi sem szokatlan vagy rejtett; egyszerűen ez az, amit a rétegek összeadnak. Ez is az oka annakkereskedelmi és ipari raktározási projektekaz élettartam végén szállított váltakozó áramra kell értékelni, nem pedig az adattábla kapacitására.
Kisülési mélység GYIK
K: Mit jelent a 80%-os kisülési mélység?
V: A hivatkozott kapacitás 80%-át felhasználták, és körülbelül 20%-a maradt.
K: Jobb-e a nagyobb kisülési mélység?
V: Több energiát ad ciklusonként egy kisebb akkumulátorból, általában a ciklus élettartama árán. Az, hogy melyik oldal nyer, attól függ, hogy milyen gyakran kerékpároz, és milyen csereköltségek.
K: A 100%-os DoD károsítja az akkumulátort?
V: Attól függ, hogy a gyártó hol állította be a hivatkozást. Egyes lítium rendszerek névleges 100%-os ablakot tesznek ki, miközben védett tartalékot tartanak alatta. Sok ólom--savmodell mérhetően szenved az ismételt teljes kisüléstől. A termékdokumentáció dönt.
K: Hogyan befolyásolja a DoD az akkumulátor méretét?
V: Fordítva. A megengedett DoD felére csökkentése nagyjából megkétszerezi az azonos felhasználható energiához szükséges névleges kapacitást, ami növeli a tőkeköltséget, de meghosszabbíthatja az élettartamot.
K: Meghaladhatja a DoD a 100%-ot?
V: A mérés 100% feletti értéket mutathat, ha a vizsgált kapacitás meghaladja az adattáblán szereplő névleges értéket, vagy ha a monitor referenciaértéke eltér a névleges alaptól. Ez mérési vagy referencia anomália, nem normál működési állapot, és soha nem tervezési cél.
K: A DoD és a használható kapacitás ugyanazt jelenti?
V: Nem. A DoD a referenciakapacitás százaléka. A hasznosítható kapacitás az az energia, amelyet a BMS-ablak, a tartalékok és a rendszerveszteségek alkalmazása után ténylegesen fel tud venni.
Kulcs elvitelek
A kisülési mélység könnyen kiszámítható és könnyen félreolvasható. A képlet egy sort foglal; az ítélet egy adatlapot, egy ciklus{1}}élettartam-görbét a vizsgálati feltételekkel, egy BMS-konfigurációt és egy jótállási dokumentumot tartalmaz.
Amikor értékel egy akkumulátorrendszert, "mi a maximális DoD?" a rendelkezésre álló legkevésbé informatív kérdés. Ehelyett kérdezze meg, hogy mennyi energia éri el ténylegesen a terhelést, milyen DoD mellett, milyen hőmérsékleten és C{1}}arányon mérték a ciklus élettartamát, milyen tartalékot tart meg a BMS, és milyen működési időtartamot engedélyez a garancia. Ez a négy válasz az életciklus-értéket írja le. Egy adatlap egyetlen százaléka nem.