Tühjenemise sügavus (DoD) on protsent aku mahust, mis on juba kasutatud. Aku, mis on andnud 30% oma mahust, on 30% DoD-ga ja ligikaudu 70% laetud.
See üksik number määrab kolm praktilist asja: kui palju energiat te tsükli kohta tegelikult saate, kui suur peab olema akupank ja mitu tsüklit aku läbib enne, kui -{1}}eluaeg jõuab lõpule. Selles juhendis käsitletakse DoD valemit, DoD ja laetuse oleku erinevust, andmesildil oleva kWh ja tarnitud vahelduvvooluenergia vahelise kadumise kihte ning seda, kuidas valida tööaken.päikese-, varutoite- ja kaubanduslikud või kommunaalpatareide energiasalvestussüsteemid. Haagissuvilate ja meresõidukite kasutajad leiavad, et arvutused on identsed, kuigi ökonoomika on erinev.
Üks lahtiütlemine kehtib kõige kohta allpool: siin tsiteeritud numbrid pärinevad konkreetsete tooteperekondade nimelistest tootjadokumentidest. Need on kasulikud võrdluspunktid, mitte kogu tööstust{1}} hõlmavad reeglid. Teie kontrollviide on alati andmeleht, tsükli-elueakõver, BMS-i konfiguratsioon ja garantii täpselt selle mudeli jaoks, mida ostate.
Mis on tühjenemise sügavus?
Tühjenemise sügavus mõõdab, kui palju võimsust on laetud akust eemaldatud, väljendatuna protsendina märgitud võrdlusvõimsusest.
- Täielikult laetud: 0% DoD
- Pool kasutatud mahust: 50% DoD
- Kasutatud kogu juurdepääsetav võimsus: 100% DoD
Spetsifikatsioonilehel olevad kaks joonist kasutavad samu sõnu, kuid tähendavad erinevaid asju.Maksimaalne DoDon sügavaim tühjenemine, mida toode või selle akuhaldussüsteem võimaldab ilma kaitset käivitamata.Soovitatav DoDon kasutusaken, mida tootja peab mõistlikuks-kompensatsiooniks kasutatava energia, tsükli eluea ja asenduskulude vahel. Esimese käsitlemine nii, nagu see oleks teine, on kogu selle teema kõige kallim viga.
Rolls illustreerib lõhet selgelt. Sellelisage{0}}LFP aku kasutusjuhendissesoovitab tsükli optimaalseks elueaks kasutada neid akusid vahemikus 0% kuni 80% DoD, samas kui BMS ise katkeb alles umbes 95% DoD-st. Kaitsepiirang on 15 protsendipunkti allpool soovitust ja ainult üks neist numbritest kuulub teie süsteemi kujundusse.
Tühjenemise sügavus vs laadimisseisund
DoD ja laengu olek (SoC) kirjeldavad sama seisundit vastaskülgedest. Kui mõlemad kasutavad sama võrdlusvõimsust:
DoD=100% − SoC
| Aku seisukord | DoD | SoC |
|---|---|---|
| Täielikult laetud | 0% | 100% |
| Üks-veerand kasutatud | 25% | 75% |
| Pooleldi kasutatud | 50% | 50% |
| Neli{0}}viiendikku kasutatud | 80% | 20% |
| Juurdepääsetav maht on ammendatud | 100% | 0% |
Aritmeetika on triviaalne. Võrdlusvõimsus ei ole. Kuvatud SoC 0% tähendab tavaliselt "0% sellest, mida BMS on valmis teile andma", mitte "0% rakkude elektrokeemilisest võimsusest". Enamik liitiumsüsteeme hoiavad akna ühes või mõlemas otsas kaitstud reservi, mistõttu on tühja aku elemendid endiselt mugavalt oma kahjuläve kohal.
Kuidas arvutada tühjendussügavust
Kasutatakse amp{0}}tunde
DoD (%)=Tühjendusmaht (Ah) ÷ Nimimaht (Ah) × 100
100 Ah aku, mis annab enne laadimist 30 Ah, on 30% DoD juures, jättes umbes 70% SoC. Kui koormusvool on suhteliselt ühtlane, on tühjendusvõimsus lihtsalt vool × aeg: 20 A kahe tunni jooksul eemaldab 40 Ah või 40% DoD 100 Ah akult. Kui te pole kindel, kuidas sildil olev arv Ah tuletati, vaadake meie selgitajatmida Ah aku puhul tähendabhõlmab reitingukokkuleppeid.
Käsitlege tulemust hinnanguna, välja arvatud juhul, kui kalibreeritud akumonitor või BMS loeb. Tegelik võimsus nihkub vastavalt temperatuurile, tühjenemiskiirusele, vanusele ja{1}}tühi määratlemiseks kasutatavale väljalülituspingele.
Kasutades kilovatt{0}}tundi
DoD (%)=Tühjendatud energia (kWh) ÷ Aku nimienergia (kWh) × 100
Nominaalne 10 kWh aku, mis vabastab 8 kWh, on saavutanud 80% DoD. Salvestussüsteemid on tavaliselt määratletud energias, mitte laengus, nii et see on versioon, mida kasutate suuruse määramisel; kui vahe võimsuse ja energia reitingute vahel on endiselt hägune, vtkW vs kWh selgitatud.
Suuruse määramise valemi ümberpööramine
Nõutav nimivõimsus=Vajalik kasutatav energia ÷ Lubatud DoD
Kas vajate 80 kWh kasutatavat alalisvoolu, planeeritud 80% ulatuses? Vaja läheb 100 kWh nimivõimsust. See on lähtepunkt, mitte vastus - järgmine jaotis selgitab, mis ikkagi pealt välja tuleb.
Elementide võimsusest tarnitud vahelduvvooluenergiani
Enamik DoD segadust tuleneb numbrite võrdlemisest, mida mõõdeti süsteemi erinevates punktides. On kuus erinevat energiapiiri ja müüjad tsiteerivad seda, kumb neist meelitab:
- Rakkude elektrokeemiline võimsus- mida keemia suudab teoreetiliselt oma pingepiiride vahel pakkuda.
- Paki nimimaht- tüübisildi hinnang, tavaliselt raku võimsus × konfiguratsioon, võrdlustemperatuuril ja märgitud C-kiirusel.
- BMS{0}}juurdepääsetav võimsus- mis jääb pärast seda, kui BMS jätab ruumi akna üla- ja alaossa.
- Garanteeritud kasutatav võimsus- osa, mida garantii tegelikult kaitseb, mis võib olla veelgi kitsam.
- Tarnitud alalisvoolu energia- juurdepääsetav võimsus × konfigureeritud DoD, miinus temperatuur ja vananemisefektid.
- Tarnitakse vahelduvvoolu energiat- pärast konversioonikadusid PCS-is ja lisatarbimist.
Kaks terminit, mida tasub siia alla panna.C-määron tühjendus- või laadimisvool, mida väljendatakse võimsuse suhtes: 0,5 C 100 Ah aku puhul tähendab 50 A ja kõrgemad C-määrad vähendavad tavaliselt võimsust, mida saate enne väljalülitamist -väljendada. ThePCS(võimsuse muundamise süsteem) on kahesuunaline inverteri aste alalisvoolu aku ja vahelduvvooluvõrgu või koormuste vahel - vt.mida teeb võimsuse muundamise süsteemselle tõhususe määramise kohta ja pange tähele, kas tsiteeritud arv on ühe--- või edasi-tagasi{1}}reis.
Nende kihtide tõttu suudavad kaks identse nimesildiga kWh süsteemi pakkuda märgatavalt erinevat vahelduvvooluenergiat. Hinnapakkumiste võrdlemisel nõudke, et iga kWh arv oleks märgistatud piiriga, millele see viitab. Meie ülevaadeaku energiasalvestussüsteemi töönäitajadläbib seotud mõõdikud üksikasjalikumalt.
Miks tühjenemise sügavus tsükli eluiga mõjutab?
Sügavamad tsüklid tekitavad rohkem elektrokeemilist ja mehaanilist pinget kui madalad, nii et üldiselt ostab iga päev väiksema võimsuse kasutamisega rohkem tsükleid, enne kui aku saavutab oma määratud kasutusea-lõpu-.
Enne tsükli{0}}eluea väite võrdlemist pange tähele, et sõnal "tsükkel" on ringluses kolm tähendust.
- Füüsilise laadimise-tühjenemise sündmus- üks tühjendus ja üks laadimine, mis tahes sügavusega.
- Samaväärne täistsükkel- kumulatiivne läbilaskevõime on võrdne ühe täisnimivõimsusega, seega loetakse kaks 50% tühjendust üheks.
- Tootja{0}}määratletud nimitsükkel- olenemata testiprotokollist. Näiteks Rolls määratleb oma LFP dokumentatsioonis tsükli kui tühjenemist 90% DoD-ni, mis on sügavam kui igapäevaseks kasutamiseks soovitatud 80%.
Tsüklite arv ilma selle katsetingimusteta on peaaegu mõttetu. Sügavuse ja elu vaheline seos on põhjus, miks degradatsioonimudelid kasutavad DoD-d otsese sisendina: NREL-idSüsteeminõustaja mudelkoostab oma tsükli{0}}alanemise tabeli võimsuse tuhmumisest, mida mõõdetakse teatud arvu tsüklite juures keskmise tühjendussügavusega, ja NREL-iliitium{0}}ioonide eluea prognostiline modelleeriminekaubanduslikel grafiit / NMC rakkudel näitab, kui tugevalt sõltub tulemus ka termilisest keskkonnast.
Tegelikud kõverad varieeruvad suuresti olenevalt keemiast, raku disainist ja katseprotokollist.
| Igapäevane DoD | Suhteline energia tsükli kohta | Tüüpiline tsüklite loenduse suund | Mis tavaliselt otsustab |
|---|---|---|---|
| madal (20–40%) | Madal | Kõrgeim | Aku on liiga suur; domineerib kapitalikulu |
| Mõõdukas (50–70%) | Keskmine | Kõrge | Ühine tasakaalupunkt igapäevaseks rattasõiduks |
| sügav (80–90%) | Kõrge | Madalam | Väiksem aku, suurem läbilaskevõime tsükli kohta |
| Täielik (läheneb tootja piirangule) | Kõrgeim | Madalaim ja sageli väljaspool garantiiakent | Mõistlik vaid harvaesinevaks varutööks |
DoD pole kunagi ainus vananemise tegur. Töötemperatuur, tühjenemiskiirus, parkimisaeg väga kõrge või väga madala SoC juures, laadimisprofiil ja kalendrivanus annavad kõik oma panuse - ja eelkõige temperatuur võib kõike muud üle koormata. Trooja omaaku hooldusjuhisedüleujutatud plii-happe kohta ütleb see teravalt: iga 10 kraadi üle 25 kraadi lühendab aku kasutusiga ligikaudu poole võrra. Liitiumsüsteemide kohta meie märkusliitiumaku temperatuurivahemikkatab kõige olulisemad laadimis- ja tühjendusaknad.
Soovitatav tühjenemissügavus aku tüübi järgi
| Aku tüüp | Peamine toimimiskaalutlus | Igapäevased DoD juhised (toote{0}}spetsiifiline) | Peamine piirang | Allika alus |
|---|---|---|---|---|
| Üleujutatud plii-hape | Tundlik korduva sügava tühjenemise suhtes; vajab kiiret ja täielikku laadimist | Rullid: mitte rohkem kui 50%. Troojalane: optimaalse eluea jaoks 20–50%, võimeline 80% | Sulfatsioon ja lühendatud eluiga, kui see jäetakse tühjaks; vajalik kastmine ja tasandamine | Rullide kasutusjuhend; Trooja KKK ja hoolduslehed |
| AGM / geel (VRLA) | Suletud konstruktsioon eemaldab kastmise, mitte väljavoolutundlikkuse | Mudeli-spetsiifiline; lugege tsükli{1}}elukõverat soovitud sügavusel | Laadimispinge ja temperatuuri kompenseerimine on kriitilise tähtsusega; mõnel AES-mudelil puudub võrdsustus | Tootja andmeleht ja tsükli{0}}eluea kõver täpse mudeli jaoks |
| LiFePO4 (LFP) | Laiem praktiline aken; BMS jõustab ranged piirangud | Rullide langus-LFP-s: 0–80% DoD optimaalse tsükli eluea tagamiseks, BMS-i katkestus-peaaegu 95% | Laadimine alla 0 kraadi ei ole paljudel mudelitel lubatud; reserv on ekraanil peidetud | Rolls R/S-Series drop-LFP kasutusjuhendis |
| Muud liitiumioonid (NMC, LTO jne) | Erinevad pingevahemikud, võimsus ja vananemiskäitumine | Teisaldatavat numbrit pole - kasutage süsteemi tootja akent | Keemia nimi üksi ennustab väga vähe | Süsteemi tootja dokumentatsioon |
Üleujutatud plii-hape
Tavapärane 50% arv ei ole folkloor. TheRolls Battery kasutusjuhend (V7.4)märgib, et sügav{0}}tsükliga akud on ette nähtud tühjenemiseks mitte rohkem kui 50% ulatuses ja et pangal madalamale laskmine vähendab tsükli üldist eluiga; see seab selle praktikas jõustamiseks ka madal-pinge lahtiühendamiseks 1,90–1,95 volti elemendi kohta. Trooja omatehniline KKKsoovitab optimaalse tööea ja jõudluse saavutamiseks tühjendada 20–50% nimimahust, kuid pidage meeles, et akusid saab 80% tsüklist laadida. Sama struktuur kui LFP-juhtumil: võimekuse näitaja ja soovituste arv ning need ei ole omavahel asendatavad.
AGM ja geel
Mõlemad on klapiga-reguleeritud plii-happed. Suletud ümbris eemaldab rutiinse kastmise; see ei anna piiranguteta süvavooluse taluvust. Lubatud sügavus sõltub plaadi konstruktsioonist, laadimisprofiilist, temperatuurist ja tsüklisagedusest, mis kõik kajastuvad toote tsükli{4}}eluea kõveras. Kui võrdlete kahte AGM-i toodet, võrrelge kõveraid sügavusel, mida te tegelikult kavatsete kasutada - "sügav-tsükkel võimeline" brošüüris ei sisalda numbrilist sisu.
LiFePO4
LFP pakub tõepoolest laiemat kasutusakent kui plii{0}}hape ning selle BMS rakendab pinge- ja voolupiiranguid, et kasutaja ei saaks pakki kogemata hävitada. Kuid "võimeline 100% kaitseks" on kaitseavaldus, mitte majanduslik soovitus. Nagu Rollsi näide näitab, võib tootja lubada 95%, soovitades aga 80%. Enne tööpiirangu määramist hankige maksimaalne lubatud DoD, soovitatav päevane DoD, tsükli{7}}eluea reitingsellel DoD-l, katsetemperatuur ja C-määr, kasutusea-lõpu-kriteerium ja garantii energia-läbilaskepiirang -, mis viimane toode, kogu kWh, mida garantii katab selle kehtivusaja jooksul, on sageli need, mis tegelikult piiravad seda, kui sügavale peaksite minema.
Muud liitiumi keemiatooted
LFP, NMC ja LTO erinevad pingevahemiku, võimsuse ja vananemiskäitumise poolest, nii et üldist liitiumaku DoD numbrit pole nende vahel kaasaskantav. Meie võrdluserinevat tüüpi akusid energia salvestamiseksmäärab, kuhu iga keemia sobib.
Kuidas valida õige DoD
1. samm: alustage mudelist, mitte keemiast
Kahel erinevate tarnijate LFP akul võivad olla erinevad BMS-i reservid, tsükli{0}}eluea kõverad ja garantiipiirangud. Mudeli number on analüüsi ühik.
2. samm: lugege tsükli-elukõverat, sealhulgas selle joonealuseid märkusi
Küsige graafikut, seejärel kontrollige, kas see sisaldab katsetemperatuuri, laadimis- ja tühjenemiskiirust, tühjenemise-lõpu-pinget ja kasutusea-lõpu-määratlust. Väide "6000 tsüklit", mida on testitud temperatuuril 0,2 °C ja 25 kraadi kuni 80% järelejäänud võimsusega, kirjeldab teist toodet kui sama väide, mida testiti temperatuuril 1 °C ja 35 kraadi kuni 60%.
3. samm: sobitage DoD töötsükliga
| Rakendus | Jalgrattasõidu sagedus | Praktiline DoD loogika |
|---|---|---|
| Igapäevane päikeseenergia{0}}omatarbimine või koormuse nihutamine | ~1 tsükkel päevas, 300+ aastas | Domineerivad läbilaskevõime ja asenduskulud; madalam aken võidab sageli eluaegse majanduse |
| Aeg-ajalt võrguvarundus | Peotäis tsükleid aastas | Sügavam tühjenemine on tavaliselt lubatud piirides vastuvõetav, kuna tsüklite arv ei ole siduv piirang |
| Plii{0}}taastuvad süsteemid | Igapäevane | Järgige tootja 50% klassi juhiseid; laadige kohe pärast iga tühjenemist |
| LFP süsteem määratletud BMS-i reserviga | Iga päev kuni mitu korda päevas | Kavandage soovitatud DoD-le, käsitlege BMS-i väljalõiget-ainult kaitsena |
| Suure-võimsusega /-lühiajaline töö | Sage ja kõrge C{0}}määr | Saadaolev võimsus langeb kõrge C{0}}määra korral; veenduge, et teie tühjendusmäärale kehtib DoD reiting |
4. samm: suurus alates koormast tahapoole
Määrake kriitiline koormus kW-des, nõutav tööaeg ja seega ka kasutatav energia kWh-des. Nimivõimsuse saamiseks jagage lubatud DoD-ga, seejärel lisage marginaal konversioonikadude, lisatarbimise, temperatuuri ja -lõpu{2}}eluea jaoks. Esmalt nominaalvõimsuse valimine ja lootus, et see katab koormuse, on see, et projektid jäävad neljandal aastal lühikeseks.
5. samm: arvestage temperatuuri ja tühjenduskiirust
Kõrge temperatuur kiirendab lagunemist; madal temperatuur vähendab saadaolevat võimsust ja paljude liitiumtoodete puhul blokeerib laadimise täielikult. Kõrged C-määrad vähendavad enne katkestamist saadaolevat-võimsust. Hinnake oma kavandatavat kaitsemehhanismi tingimustel, mida süsteem tegelikult näeb - meie märkust selle kohtaenergiasalvestite tühjenemistõhusushõlmab kiiruse ja temperatuuri vastastikust mõju.
6. samm: joondage aku, BMS, inverter ja garantii
Need neli peavad kokku leppima madala-pinge katkemise-, laadimispinge, voolupiirangute, minimaalsete SoC- ja reservseadete osas. Üks punkt tasub selgelt välja öelda: inverteri minimaalse SoC-sätete langetamine ei muuda aku ohutuid elektrokeemilisi piire ja see võib viia teid garantiist väljapoole. Aku tootja piirangud jäävad kontrollivaks võrdlusaluseks.
Töötatud näide: 100 kWh LFP süsteem
Siin on kuus energiapiiri koos numbritega. Eeldused on esitatud nii, et saate omadega asendada; need on illustratiivsed, mitte toote spetsifikatsioonid.
| Samm | Eeldus | Energia |
|---|---|---|
| Paki nimimaht | Nimesilt | 100 kWh |
| Konfigureeritud DoD | 80%, tootja soovitatud akna kohta | 80 kWh alalisvoolu |
| Avariireserv hoiti tagasi | 5% nominaalsest, tavarattasõiduks pole saadaval | 75 kWh alalisvoolu |
| PCS-i konversiooni kadu | 97% ühe-suunalise tühjendamise tõhusus | ≈ 72,8 kWh AC |
| Soojusjuhtimine ja kontrollid | ≈ 3% tühjendusakna tühjendatud energiast | ≈ 70,6 kWh AC |
| Kasutusvõime lõpu--kriteerium | 80% esialgsest võimsusest 10. aastal | ≈ 56,5 kWh vahelduvvoolu garanteeritud eluea lõpus |
Nimesilt 100 kWh, aus 80% DoD ja ligikaudu 71 kWh, mis saavutab koormuse esimesel päeval -, langedes garanteeritud eluea lõpuks umbes 56 kWh-ni. Miski pole siin ebatavaline ega varjatud; see on lihtsalt see, mida kihid kokku annavad. See on ka põhjus, mikskaubanduslikud ja tööstuslikud ladustamisprojektidtuleks hinnata kasutusea lõpus tarnitud vahelduvvooluenergia, mitte tüübisildi võimsuse järgi.
Tühjenemise sügavuse KKK
K: Mida tähendab 80% tühjendussügavus?
V: 80% viidatud võimsusest on kasutatud ja umbes 20% on alles.
K: Kas suurem tühjenemise sügavus on parem?
V: See annab väiksemast akust rohkem energiat tsükli kohta, tavaliselt tsükli eluea hinnaga. Kumb pool võidab, sõltub sellest, kui tihti te jalgrattaga sõidate ja kui palju asendamine maksab.
K: Kas 100% DoD kahjustab akut?
V: See sõltub sellest, kuhu tootja viite seadis. Mõned liitiumsüsteemid paljastavad nominaalse 100% akna, hoides selle all kaitstud reservi. Paljud plii-happemudelid kannatavad mõõdetavalt korduva täieliku tühjenemise tõttu. Toote dokumentatsioon otsustab.
K: Kuidas DoD mõjutab aku suurust?
V: Pöördvõrdeline. Lubatud DoD poole võrra vähendamine kahekordistab sama kasutatava energia jaoks vajalikku nominaalvõimsust, mis suurendab kapitalikulusid, kuid võib pikendada kasutusiga.
K: Kas DoD võib ületada 100%?
V: Mõõtmist võib lugeda üle 100%, kui testitud võimsus ületab andmesildil ettenähtud nimiväärtust või kui monitori referentsväärtus erineb hinnangualusest. See on mõõtmise või võrdlusanomaalia, mitte tavaline töötingimus ega kunagi kavandatud eesmärk.
K: Kas DoD ja kasutatav võimsus tähendavad sama asja?
V: Ei. DoD on protsent võrdlusvõimsusest. Kasulik võimsus on energia, mida saate tegelikult ammutada pärast BMS-i akent, reservide ja süsteemikadude rakendamist.
Võtmed kaasavõtmiseks
Väljalaske sügavust on lihtne arvutada ja seda on lihtne valesti lugeda. Valem võtab ühe rea; otsus hõlmab andmelehte, tsükli{1}}eluea kõverat koos katsetingimustega, BMS-i konfiguratsiooni ja garantiidokumenti.
Kui hindate akusüsteemi, siis "mis on maksimaalne DoD?" on kõige vähem informatiivne küsimus. Küsige selle asemel, kui palju energiat tegelikult koormuseni jõuab, millise DoD-i ja millise temperatuuri ja C{1}}määra juures tsükli eluiga mõõdeti, millise reservi BMS säilitab ja millist tööakent garantii lubab. Need neli vastust kirjeldavad elutsükli väärtust. Üks protsent spetsifikatsioonilehel seda ei tee.