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Profundidad de descarga

La profundidad de descarga ( DoD ) es un parámetro importante que aparece en el contexto del funcionamiento con baterías recargables. Se pueden encontrar dos definiciones no idénticas en fuentes comerciales y científicas. La profundidad de descarga se define como:

  1. la fracción máxima de la capacidad de una batería (dada en Ah) que se retira de la batería cargada de forma regular. [1] [2] [3] [4] " Cargado" no necesariamente se refiere a carga completa o 100  % , sino más bien al estado de carga (SoC) , donde el cargador de batería deja de cargar, lo cual se logra mediante diferentes técnicas. .
  2. la fracción de la capacidad de la batería que actualmente se elimina de la batería con respecto a su estado (completamente) cargado. Para baterías completamente cargadas, la profundidad de descarga está relacionada con el estado de carga mediante la fórmula simple . La profundidad de descarga es entonces el complemento del estado de carga: a medida que uno aumenta, el otro disminuye. Esta definición se encuentra principalmente en fuentes científicas. [5] [6] [7] [8] [9]

Por lo tanto, la profundidad de descarga puede (1) referirse al tamaño del rango utilizado habitualmente para la descarga o (2) la cantidad actual de carga o fracción de la capacidad extraída de la batería. Para evitar confusiones, el significado exacto de DoD debe quedar claro para un contexto determinado. Además, para ambas definiciones no está definido si el SoC de una batería cargada es del 100 % o de otro valor. Este valor de referencia es necesario para describir completamente (1) el límite superior e inferior del SoC absoluto utilizado para la operación o (2) el valor actual del SoC absoluto.

Ocurrencia

Durante su uso, las baterías secundarias se cargan y descargan repetidamente dentro de un cierto rango de estado de carga. Para muchos tipos de baterías , es beneficioso o incluso obligatorio, por razones de seguridad, no sufrir sobrecargas y/o descargas profundas. Para evitar efectos adversos, un sistema de gestión de batería o un cargador de batería puede mantener la batería a niveles extremos con respecto al SoC, limitando así el SoC a un rango reducido entre 0 % y 100 % y disminuyendo la profundidad de descarga por debajo del 100 % (consulte el ejemplo a continuación). Esto corresponde al Departamento de Defensa en el sentido de la definición (1).

En casi todas las tecnologías de baterías recargables conocidas , como las baterías de plomo-ácido de todo tipo como las AGM , existe una correlación entre la profundidad de la descarga y el ciclo de vida de la batería. [10] Para LiFePO
4En las baterías , por ejemplo, el estado de carga suele limitarse al rango entre el 15 % y el 85 % para aumentar considerablemente su ciclo de vida, lo que da como resultado una DoD del 70 %. [3]

Mientras que el estado de carga normalmente se expresa en puntos porcentuales (0 % = vacío; 100 % = lleno), la profundidad de descarga se expresa en unidades de Ah (por ejemplo, para una batería de 50 Ah, 0 Ah está lleno y 50 Ah está vacío). ) o puntos porcentuales (100 % está vacío y 0 % está lleno). La capacidad de una batería también puede ser mayor que su clasificación nominal. Por lo tanto, es posible que el valor de profundidad de descarga supere el valor nominal (p. ej., 55 Ah para una batería de 50 Ah o 110 %).

Cálculo de muestra

Utilizando la definición (2), la profundidad de descarga de una batería cargada de 90 Ah durante 20 minutos a una corriente constante de 50 A se calcula mediante:

Descarga profunda

Ver también

Referencias

  1. ^ Cheng, Yu-Shan; Liu, Yi-Hua; Hesse, Holger C.; Naumann, Maik; Truong, Cong Nam; Jossen, Andreas (2018). "Un método de carga basado en control de lógica difusa optimizado por PSO para sistemas de almacenamiento de baterías domésticos individuales dentro de una comunidad". Energías . 11 (2): 469. doi : 10.3390/en11020469 . ISSN  1996-1073.
  2. ^ Wikner, Evelina; Thiringer, Torbjörn (2018). "Ampliación de la vida útil de la batería evitando un SOC alto". Ciencias Aplicadas . 8 (10): 1825. doi : 10.3390/app8101825 . ISSN  2076-3417.
  3. ^ ab gwl-poder. "litio y energía solar LiFePO4". litio y energía solar LiFePO4 . Consultado el 20 de febrero de 2022 .
  4. ^ "Blog - LiFePO4 | shop.GWL.eu". tienda.gwl.eu . Consultado el 20 de febrero de 2022 .
  5. ^ Bhadra, Shoham; Hertzberg, Benjamín J.; Hsieh, Andrew G.; Croft, marca; Gallaway, Joshua W.; Van Tassell, Barry J.; Chamoun, Mylad; Erdónmez, Can; Zhong, Zhong; Sholklapper, Tal; Steinart, Daniel A. (2015). "La relación entre el coeficiente de restitución y el estado de carga de las pilas alcalinas primarias de zinc LR6" (PDF) . Revista de Química de Materiales A. 3 (18): 9395–9400. doi :10.1039/C5TA01576F. OSTI  1183288.
  6. ^ Wang, Juan; Liu, Ping; Hicks-Garner, Jocelyn; Sherman, Elena; Soukiazian, Souren; Verbrugge, Mark; Tataria, Harshad; Musser, James; Finamore, Peter (15 de abril de 2011). "Modelo de ciclo de vida para células de grafito-LiFePO4". Revista de fuentes de energía . 196 (8): 3942–3948. Código Bib : 2011JPS...196.3942W. doi :10.1016/j.jpowsour.2010.11.134. ISSN  0378-7753.
  7. ^ Yamamoto, Takahiko; Ando, ​​Tomohiro; Kawabe, Yusuke; Fukuma, Takeshi; Enomoto, Hiroshi; Nishijima, Yoshiaki; Matsui, Yoshihiko; Kanamura, Kiyoshi; Takahashi, Yasufumi (2 de noviembre de 2021). "Caracterización de la resistencia de transferencia de carga dependiente de la profundidad de descarga de una sola partícula de LiFePO4". Química analítica . 93 (43): 14448–14453. doi : 10.1021/acs.analchem.1c02851. ISSN  0003-2700. PMID  34668693.
  8. ^ Calza, Joongpyo; Striebel, Kathryn A. (1 de junio de 2003). "Rendimiento cíclico de baterías de iones de litio de bajo costo con grafito natural y LiFePO4". Revista de fuentes de energía . Trabajos seleccionados presentados en el XI Encuentro Internacional sobre Baterías de Litio. 119–121: 955–958. Código Bib : 2003JPS...119..955S. doi :10.1016/S0378-7753(03)00297-0. ISSN  0378-7753. S2CID  53992561.
  9. ^ Anseán, D.; Viera, JC; González, M.; García, VM; Álvarez, JC; Antuña, JL (2013). "Evaluación de celdas LiFePO4 de alta potencia: carga rápida, profundidad de descarga y dependencia de descarga rápida". Revista mundial de vehículos eléctricos . 6 (3): 653–662. doi : 10.3390/wevj6030653 . ISSN  2032-6653.
  10. ^ support.rollsbattery.com: características de descarga de AGM