Дълбочина на разреждане на батерията и нейното въздействие върху живота ѝ

Всяка акумулаторна батерия има номинален капацитет, който представлява максималното количество съхраняема енергия, тоест 100%. Този капацитет обаче не може да бъде напълно използван. В двата края на капацитета – както в горния (100%), така и в долния (0%) – възникват критични точки, които могат да доведат до повреда на клетките на батерията. Това явление включва образуване на дендрити (късо съединение между анода и катода) или ускорена деградация на батерията.

Какво е дълбочината на разреждане на батерията (DoD)?

Depth of Discharge (DoD) показва процента от капацитета на батерията, който е разреден спрямо нейния общ номинален капацитет. Например, DoD от 80% означава, че батерията е разредена до 80% от общия ѝ капацитет, а останалите 20% са резерва.

За да се максимизира животът на батерията, е от съществено значение да се наблюдават не само максималните токове на зареждане и разреждане (C), но и стойността на DoD. По-висок DoD означава по-високо използване на капацитета на батерията, но също така ускорява деградацията ѝ.


Влияние на DoD върху живота на батерията

Общо взето, колкото по-ниска е стойността на DoD, толкова по-дълъг е животът на батерията. Това се дължи на намаленото излагане на клетките на батерията на екстремни условия, които увеличават риска от деградация.

Живот на батерията при различни стойности на DoD:

  • DoD 50%: Най-дълъг живот, подходящ за приложения с дългосрочен хоризонт, където приоритет е стабилността.
  • DoD 80%: Балансиран компромис между използването на капацитет и живот, идеален за повечето стандартни приложения.
  • DoD 95%: Максимално използване на капацитета, но значително намален живот. Използва се при приложения, където високият капацитет е критичен, но с осъзнаване за по-бърза деградация.

Примери за използване на DoD на практика:

  • Домашни батерийни системи: Препоръчва се DoD около 80% за балансиран компромис между капацитет и живот.
  • Индустриални системи: DoD от 90% е подходящ за приложения с по-големи енергийни изисквания.
  • Търговски системи: Някои клиенти избират DoD до 95%, но това изисква по-усъвършенствани системи и непрекъснато наблюдение.

Оптимална стойност на DoD

Най-честият компромис между живот и използваем капацитет е DoD в диапазона 80% до 90%. Например, при батерия с капацитет от 1 MWh това означава реално използваем капацитет от 800–900 kWh. Тази стойност осигурява достатъчно буфер за защита на клетките на батерията, като същевременно гарантира разумно използване на капацитета.

При системи, предназначени за SVR приложения (Short Voltage Response), някои клиенти изискват DoD до 95%. Този подход обаче е рисков, тъй като оставя само 2,5% долен буфер. Това може да доведе до по-бърза деградация и влошаване на стойността на SoH (State of Health).


Графично представяне:

1. Връзка между стойността на DoD и броя на циклите

Следващата диаграма показва как различните стойности на DoD влияят на общия брой цикли, които батерията може да издържи. По-високите стойности на DoD водят до по-нисък брой цикли, което илюстрира необходимостта от намиране на компромис.

2. Риск от деградация при висок DoD

Таблицата сравнява стойностите на SoH след 1000 цикъла при DoD от 80%, 90% и 95%.

МОБрой циклиSoH след 1000 цикъла
80 %5000+90 %
90 %3000–400080 %
95 %2000–300070 %

3. Препоръчва се DoD по приложение

  • Домакинства: 80–85%
  • Индустриални приложения: 80–90%
  • Приложение на SVR: 90–95%

Заключение

Настройването на дълбочината на разреждане (DoD) е ключов фактор за максимизиране на живота на батерията. Твърде високата стойност на DoD може да съкрати живота на батерията, докато твърде ниската стойност намалява използваемия капацитет. Ключът е да се намери оптимална стойност, която осигурява баланс между капацитет и дългосрочна устойчивост. При настройката на параметрите е важно да се вземат предвид спецификите на приложението и да се предпочитат качествени батерийни системи.