Boşaltmayla İlgili Temel Bilgiler

Pilin amacı enerjiyi depolamak ve istenilen zamanda serbest bırakmaktır. Bu bölüm, farklı C oranlarındaki deşarjı inceler ve bir pilin güvenli bir şekilde gidebileceği deşarj derinliğini değerlendirir. Belgede ayrıca farklı deşarj işaretleri gözlemleniyor ve farklı yükleme düzenleri altında pil ömrü araştırılıyor.

Elektrokimyasal pilin diğer enerji depolama cihazlarına göre avantajı, şarjın çoğu sırasında enerjinin yüksek kalması ve şarj azaldıkça hızla düşmesidir. Süper kapasitör doğrusal bir deşarja sahiptir ve basınçlı hava ve volan depolama cihazı, başlangıçta en yüksek gücü sağlayarak bataryanın tersidir.Şekil 1, 2 ve 3Depolanan enerjinin simüle edilmiş deşarj özelliklerini gösterir.

Şarj edilebilir pillerin çoğu kısa süreliğine aşırı yüklenebilir, ancak bu kısa tutulmalıdır. Pilin ömrü, şarj, deşarj ve sıcaklığı içeren, uygulanan stresin düzeyi ve süresiyle doğrudan ilişkilidir.

Uzaktan kumanda (RC) meraklıları, "zayıf" yüksek performanslı pilleri nominal kapasitenin 30 katı olan 30C C oranında boşaltarak toleransını maksimuma çıkaran özel bir pil kullanıcıları türüdür. Bir RC helikopteri, yarış arabası ve hızlı tekne ne kadar heyecan verici olabilirse; paketlerin ömrü kısa olacaktır. RC meraklıları bu uzlaşmanın gayet farkındadır ve hem bedelini ödemeye hem de ek güvenlik riskleriyle karşılaşmaya hazırdırlar.

Ağırlık başına maksimum enerji elde etmek için drone üreticileri yüksek kapasiteli hücrelere yöneliyor ve Enerji Hücresini seçiyor. Bu, ağır yük ve uzun hizmet ömrü gerektiren endüstrilerin tam tersidir. Bu uygulamalarda daha düşük kapasitede daha sağlam Güç Hücresi tercih edilir.

Deşarj Derinliği

Kurşun asit 1,75V/hücreye kadar boşalır; nikel bazlı sistemden 1.0V/hücreye; ve çoğu Li-iyon ila 3.0V/hücre. Bu seviyede enerjinin kabaca yüzde 95'i harcanıyor ve deşarj devam ederse voltaj hızla düşecek. Pili aşırı deşarjdan korumak için çoğu cihaz, belirtilen deşarj sonu voltajının ötesinde çalışmayı önler.

Boşaldıktan sonra yük kaldırıldığında, sağlıklı bir akünün voltajı yavaş yavaş düzelir ve nominal voltaja doğru yükselir. Elektrotlardaki metallerin afinitesindeki farklılıklar, pil boş olsa bile bu voltaj potansiyelini üretir. Parazitik bir yük veya yüksek kendi kendine deşarj, voltajın geri kazanılmasını önler.

Elektrikli bir aletle betonu delerken olduğu gibi yüksek yük akımı, akü voltajını düşürür ve erken kapanmayı önlemek için deşarj sonu voltajı eşiği genellikle daha düşük ayarlanır. Çok soğuk sıcaklıklarda deşarj sırasında akü voltajı düştüğünden ve akü iç direnci arttığından kesme gerilimi de düşürülmelidir.

Kurşun asitli bir akünün aşırı şarj edilmesi, çürük yumurta gibi kokan, renksiz, zehirli ve yanıcı bir gaz olan hidrojen sülfit üretebilir. Hidrojen sülfür ayrıca bataklıklarda ve kanalizasyonlarda organik maddenin parçalanması sırasında ortaya çıkar ve volkanik gazlarda ve doğal gazda bulunur. Gaz havadan ağırdır ve iyi havalandırılmayan alanların alt kısmında birikir. İlk başta güçlü olan koku alma duyusu zamanla kaybolur ve kurbanlar gazın varlığından habersizdir.

Deşarj Döngüsünü Ne Oluşturur?

Deşarj/şarj döngüsü genellikle şarj edilmiş bir pilin tamamen deşarj olması ve ardından yeniden şarj edilmesi olarak anlaşılır, ancak bu her zaman böyle değildir. Piller nadiren tamamen boşalır ve üreticiler pili derecelendirmek için sıklıkla yüzde 80 deşarj derinliği (DoD) formülünü kullanır. Bu, mevcut enerjinin yalnızca yüzde 80'inin dağıtıldığı ve yüzde 20'sinin yedekte kaldığı anlamına gelir. Bir pilin tam deşarjdan daha az bir sürede döngüye sokulması servis ömrünü uzatır ve üreticiler bunun tam bir döngüden ziyade saha temsiline daha yakın olduğunu, çünkü pillerin genellikle bir miktar yedek kapasite kalacak şekilde yeniden şarj edildiğini ileri sürerler.

Deşarj döngüsünün nelerden oluştuğuna dair standart bir tanım yoktur. Bazı döngü sayaçları pil şarj edildiğinde tam sayım ekler. Akıllı bir pilin deşarj döngüsüne girebilmesi için şarj sonrasında yüzde 15 oranında deşarj olması gerekebilir; daha azı bir döngü olarak sayılmaz. Bir uydudaki pilin, uydu günü boyunca yeniden şarj edilmesinden önce tipik bir DoD'si yüzde 30-40'tır. Yeni bir EV pili yalnızca yüzde 80'e kadar şarj olabilir ve yüzde 30'a kadar deşarj olabilir. Bu bant genişliği, aynı sürüş mesafelerini sağlamak için pilin gücü azaldıkça kademeli olarak genişler. Tam şarj ve deşarjlardan kaçınmak pil stresini azaltır.

Hibrit bir otomobil, akü yeniden şarj edilmeden önce hızlanma sırasında kapasitenin yalnızca bir kısmını kullanır. Bir aracın motorunu marşlamak, marş aküsünden yüzde 5'ten daha az enerji çeker ve buna otomotiv endüstrisinde döngü de denir. Döngü sayımına atıf, ilgili görev bağlamında yapılmalıdır.

Deşarj döngüsüne veya döngü sayımına yapılan atıflar, tüm pil uygulamalarıyla aynı derecede iyi ilişkili değildir. Deşarj döngülerinin sayılmasının yaşam durumunu doğru şekilde yansıtmadığı bir örnek, depolama aygıtında (ESS) yer alır. Bu piller, gerektiğinde kısa vadeli enerji sağlayarak ve fazla olduğunda depolayarak rüzgar enerjisi ve fotovoltaikten elde edilen yenilenebilir enerjileri tamamlıyor. Şarj olma ve boşalma arasındaki süre milisaniye cinsinden olabilir; Tipik bir pilin şarj durumu %40-60'tır. Aşınma ve yıpranmayı ölçmek için döngü sayımı yerine coulomb sayımı kullanılabilir.