Перейти к содержанию

Глубина разряда

Один и тот же аккумулятор проживёт сотни или тысячи циклов в зависимости от того, насколько глубоко его разряжают каждый раз. Эта величина — глубина разряда — главный рычаг, которым конструктор управляет ресурсом батареи.

Обновлено Редакция GAW

Глубина разряда (depth of discharge, DoD) — доля номинальной ёмкости аккумулятора, отданная в нагрузку за один цикл разряда, в процентах. Аккумулятор, из которого взяли 2 А·ч из 7 А·ч, разряжен примерно на 29 %. Глубина разряда дополняет степень заряженности: DoD = 100 % − SoC, если отсчитывать от полного заряда.

Глубина и ресурс

Для свинцовых батарей Yuasa называет глубину разряда самым важным фактором циклического ресурса — важнее температуры, тока разряда и способа заряда. Серия NP при этом обещает более 1000 циклов «в зависимости от средней глубины разряда»: при мелких циклах их больше, при полных — заметно меньше. Energizer перечисляет глубину разряда среди факторов ресурса и для никель-металлгидридных аккумуляторов. Подробнее о числе циклов — в статье о циклическом ресурсе.

Что меняетсяКак действует на ресурс
Меньше DoD в каждом циклебольше циклов до потери ёмкости
Разряд ниже конечного напряженияповреждение, у свинцовых — сульфатация
Выше температураменьше ресурс при любой DoD

Как этим пользоваться

Самый простой способ уменьшить глубину разряда — взять батарею с запасом по ёмкости. Yuasa так и рекомендует: если нужен длинный циклический ресурс, выбирают батарею больше требуемой, и при той же нагрузке разряд получается мельче. Расчёт нужной ёмкости с учётом тока и запаса делает калькулятор ёмкости аккумулятора.

Для резервного питания, где батарея большую часть времени стоит на буферном заряде, Yuasa оценивает срок службы при полном разряде раз в три месяца. Для солнечных станций и роботов, где цикл идёт каждый день, глубина разряда становится главным параметром при выборе ёмкости. Свинцовый аккумулятор при этом нельзя оставлять разряженным: о сульфатации — в статье о свинцово-кислотном аккумуляторе.

Частые вопросы

Чем глубина разряда отличается от степени заряженности?

Это две стороны одной величины: степень заряженности (SoC) показывает, сколько ёмкости осталось, а глубина разряда — сколько уже отдано. Если аккумулятор разряжен на 30 %, его DoD 30 %, а SoC 70 %. В технических данных DoD обычно относится к одному циклу разряда.

Как уменьшить глубину разряда без изменения нагрузки?

Взять батарею большей ёмкости, чем нужно по расчёту. Yuasa так прямо и советует: при той же нагрузке и том же времени работы разряд становится мельче, и циклический ресурс растёт. Второй способ — раньше отключать нагрузку по напряжению, но тогда меньше ёмкости используется.

Можно ли определить глубину разряда по напряжению?

У свинцовых батарей — приблизительно, по напряжению разомкнутой цепи после отдыха: Yuasa приводит для этого график. У литий-ионных и особенно LiFePO4 кривая напряжения пологая, и точнее работает подсчёт заряда током.

Источники

  1. Yuasa Battery (Europe). NP Valve Regulated Lead Acid Battery Manual (Issue 01.12.99) — циклический ресурс — более 1000 циклов в зависимости от средней глубины разряда; на циклический ресурс влияют температура, ток разряда, глубина разряда и способ заряда, важнейший фактор — глубина разряда (рис. 32); для большего ресурса выбирают батарею с ёмкостью больше требуемой — разряд становится мельче; буферный срок службы определён при разряде раз в три месяца на 100 %; глубину разряда можно оценить по напряжению разомкнутой цепи (рис. 7); срок службы зависит от числа циклов, глубины разряда, температуры и напряжения заряда
  2. Energizer Brands. Nickel Metal Hydride (NiMH) Handbook and Application Manual (2018) — разд. Cycle Life: на ресурс NiMH влияют ёмкость, температура, глубина разряда, материалы, токи заряда и разряда, перезаряд и переразряд, условия хранения и возраст; в идеальных условиях до 1000 циклов

Нашли ошибку?

Смотрите также