ما هو عمق التفريغ؟
عمق التفريغ هو النسبة المئوية للسعة التي قمت بسحبها من البطارية. إذا بدأت بكامل طاقتك وقمت بتشغيلها إلى 20%، فهذا يعني 80% من وزارة الدفاع. بسيطة بما فيه الكفاية.
السبب الذي يجعل أي شخص يهتم بهذا الرقم هو دورة الحياة. تمنحك كل ورقة بيانات للبطارية تصنيفًا للدورة، لكن هذا التصنيف لا يعني شيئًا دون معرفة وزارة الدفاع التي تم اختبارها فيها. قد تمنحك الخلية المُصنفة لـ 4000 دورة بنسبة 50% من وزارة الدفاع 1200 دورة فقط إذا كنت تقوم بتشغيلها لتفريغها في كل مرة. لقد رأيت مشاريع تحترق بسبب هذا. شخص ما يحدد نظامًا يعتمد على رقم الدورة الرئيسية دون قراءة التفاصيل الدقيقة، وبعد عامين تصبح الحزمة نخبًا.
المقايضة لا أحد يريد أن يتحدث عنها
هذا هو الشيء. يعمل ركوب الدراجات الضحلة على إطالة العمر، ولكنه يعني أيضًا أنك تدفع مقابل السعة التي لا تستخدمها أبدًا. يمنحك نظام 100 كيلووات في الساعة يقتصر على 60٪ من وزارة الدفاع 60 كيلووات في الساعة لكل دورة. كان بإمكانك شراء حزمة أصغر وتشغيلها بقوة أكبر. يعتمد ما إذا كان ذلك منطقيًا على تكاليف الخلية، وتكاليف الاستبدال، وقيود الموقع، وحوالي خمسة عشر متغيرًا آخر. لا توجد إجابة صحيحة عالمية.
لقد غيرت خلايا LFP الرياضيات في هذا الشأن. قبل خمس سنوات، كان تشغيل NMC بنسبة 90٪ لوزارة الدفاع يتطلب مشكلة. ينهار جانب الكاثود. فقدان الأكسجين، والتدهور الهيكلي، كل المشتبه بهم المعتادين. لا يحتوي LFP على أوضاع الفشل هذه عند مستوى DoD المرتفع. يمكنك دفعها بقوة أكبر دون نفس العقوبة. ولهذا السبب انتقلت الكثير من مشاريع التخزين الثابتة إلى LFP على الرغم من أن كثافة الطاقة أسوأ.
ما الذي يقتل الخلايا فعليًا في High DoD؟
يتم الضغط على جانب الأنود عند طرفي نافذة حالة الشحن. بالقرب من الصفر، أنت تسحب الليثيوم من الجرافيت الذي يريد حقًا التمسك به. طبقة SEI تتشقق وتصلح. وفي كل مرة يتم الإصلاح فيها، فإنها تستهلك المزيد من الليثيوم وتنخفض السعة. ما يقرب من 100%، خاصة عند الشحن السريع، فإنك تخاطر بالطلاء. ولا يعتبر أي من الطرفين متطرفًا جيدًا لطول العمر.
يعتمد تحلل الكاثود بشكل كبير على الكيمياء. NMC111 أكثر استقرارًا من NMC811 عند الجهد العالي، لكن NMC811 يمنحك كثافة الطاقة. تريد كاثودات النيكل العالية- إطلاق الأكسجين عند نزعها بعد نقطة معينة. يتفاعل هذا الأكسجين مع المنحل بالكهرباء ويولد الحرارة. استمر في فعل ذلك وسوف تشيخ الخلية بسرعة.
الإجهاد الميكانيكي مهم أكثر مما يدركه معظم الناس. ينتفخ الجرافيت عند تفتيته. تنتفخ أنودات السيليكون أكثر. ركوب الدراجات العميقة يعني تغيرات أكبر في الحجم، ومزيد من الضغط على طلاءات الأقطاب الكهربائية، وزيادة فرصة التصفيح أو تشقق الجسيمات. تواجه بعض أنودات مزيج السيليكون الأحدث- مشكلات حقيقية في هذا الأمر.
كيف تتعامل الأنظمة مع حدود وزارة الدفاع
يحتوي كل نظام لإدارة البطارية على الحد الأدنى والحد الأقصى لنقاط ضبط SoC. لن يسمح لك نظام إدارة المباني (BMS) بالخروج من تلك النافذة. ما يسميه العميل "0%" على شاشته هو على الأرجح 5% أو 10% SoC فعلي. ما يسمونه "100%" قد يكون 95%. يقوم المصنعون بذلك لبناء الهامش.
والتعقيد هو أن القدرة تتلاشى مع مرور الوقت. الخلية التي بدأت عند 100 أمبير قد تصل إلى 85 أمبير بعد ثلاث سنوات. إذا كان نظام إدارة المباني الخاص بك لا يزال يستخدم قيمة السعة الأصلية، فإن حسابات وزارة الدفاع الخاصة بك خاطئة. يتم إعادة معايرة الأنظمة الجيدة بشكل دوري. الأنظمة الرخيصة لا تفعل ذلك.
تؤدي درجة الحرارة إلى مشكلة أخرى. قد توفر الخلية عند درجة 0 60% فقط من سعتها المقدرة حتى لو حاولت سحب 100% من DoD. الليثيوم لا يستطيع التحرك بسرعة كافية. تعمل بعض الأنظمة على تقليل حد وزارة الدفاع تلقائيًا عندما يكون الجو باردًا. والبعض الآخر يسمح لك بالمحاولة والفشل.
ماذا أقول للعملاء
بالنسبة للتخزين على الشبكة، تعتبر نسبة 80% من DoD أمرًا قياسيًا جدًا. تحصل على استخدام لائق دون قتل الخلايا. قد تصل نسبة تطبيقات تكديس الإيرادات التي تحتاج إلى دورات متعددة يوميًا إلى 70% للحفاظ على الحياة. يمكن للطاقة الاحتياطية التي تظل خاملة في معظم الأوقات أن توفر 90% أو أعلى في المناسبات النادرة التي تكون هناك حاجة إليها.
تبلغ نسبة تخزين الطاقة الشمسية السكنية عادةً 80-90%. يعمل Tesla Powerwall بنسبة تقارب 100% للاستخدام، لكنهم يستخدمون خلاياهم الخاصة وحسابات الضمان الخاصة بهم. يميل المتكاملون من الطرف الثالث إلى أن يكونوا أكثر تحفظًا.
المركبات الكهربائية موجودة في جميع أنحاء الخريطة. لا تتوافق نسبة 0-100% المعروضة على لوحة المعلومات مع حدود الخلايا الفعلية. يقوم المصنعون بإخفاء السعة عند كلا الطرفين. يعتمد مقدار ذلك على تصميم العبوة ومدى قوة افتراضات الضمان الخاصة بها.
خلاصة القول هي أن وزارة الدفاع هي اختيار تصميمي، وليس رقمًا ثابتًا. يمكنك اختياره بناءً على العوامل الاقتصادية وتحمل المخاطر ومتطلبات التطبيق. أي شخص يخبرك أن هناك إجابة واحدة صحيحة لكل موقف، فهو لم يقم بمشاريع كافية.
