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Profundidad de descarga

La profundidad de descarga ( DoD ) es un parámetro importante que aparece en el contexto del funcionamiento de las 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 (expresada en Ah) que se extrae de la batería cargada de forma regular. [1] [2] [3] [4] " Cargado" no se refiere necesariamente a una carga completa o al 100  % , sino al estado de carga (SoC) , donde el cargador de batería deja de cargar, lo que se logra mediante diferentes técnicas .
  2. la fracción de la capacidad de la batería que se le quita actualmente con respecto a su estado (totalmente) cargado. Para baterías completamente cargadas, la profundidad de descarga está relacionada con el estado de carga mediante la sencilla fórmula . 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 referirse (1) al tamaño del rango que se utiliza habitualmente para la descarga o (2) a 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, sigue sin definirse si el SoC de una batería cargada es del 100 % u otro valor. Este valor de referencia es necesario para describir completamente (1) el límite superior e inferior del SoC absoluto utilizado para el funcionamiento o (2) el valor actual del SoC absoluto.

Aparición

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 encontrarse con sobrecargas y/o descargas profundas. Para evitar efectos adversos, un sistema de gestión de baterías o un cargador de baterías pueden mantener la batería alejada de niveles extremos en cuanto a SoC, limitando así el SoC a un rango reducido entre 0 % y 100 % y disminuyendo la profundidad de descarga por debajo del 100 % (ver el ejemplo a continuación). Esto corresponde al DoD en el sentido de la definición (1).

Para casi todas las tecnologías de baterías recargables conocidas , como las baterías de plomo-ácido de todo tipo como AGM , existe una correlación entre la profundidad de 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 un DoD del 70 %. [3]

Si bien el estado de carga se expresa generalmente en puntos porcentuales (0 % = vacía; 100 % = llena), la profundidad de descarga se expresa en unidades de Ah (por ejemplo, para una batería de 50 Ah, 0 Ah es llena y 50 Ah es vacía) o en puntos porcentuales (100 % es vacía y 0 % es llena). La capacidad de una batería también puede ser mayor que su capacidad nominal. Por lo tanto, es posible que el valor de profundidad de descarga supere el valor nominal (por ejemplo, 55 Ah para una batería de 50 Ah, o 110 %).

Ejemplo de cálculo

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

Descarga profunda

Véase 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 de hogares individuales dentro de una comunidad". Energies . 11 (2): 469. doi : 10.3390/en11020469 . ISSN  1996-1073.
  2. ^ Wikner, Evelina; Thiringer, Torbjörn (2018). "Alargar la vida útil de la batería evitando un SOC alto". Applied Sciences . 8 (10): 1825. doi : 10.3390/app8101825 . ISSN  2076-3417.
  3. ^ ab gwl-power. "litio y energía solar LiFePO4". litio y energía solar LiFePO4 . Consultado el 20 de febrero de 2022 .
  4. ^ "Blog - LiFePO4 | shop.GWL.eu". shop.gwl.eu . Consultado el 20 de febrero de 2022 .
  5. ^ Bhadra, Shoham; Hertzberg, Benjamin J.; Hsieh, Andrew G.; Croft, Mark; Gallaway, Joshua W.; Van Tassell, Barry J.; Chamoun, Mylad; Erdonmez, Can; Zhong, Zhong; Sholklapper, Tal; Steingart, Daniel A. (2015). "La relación entre el coeficiente de restitución y el estado de carga de las baterías primarias alcalinas de zinc LR6" (PDF) . Journal of Materials Chemistry A . 3 (18): 9395–9400. doi :10.1039/C5TA01576F. OSTI  1183288.
  6. ^ Wang, John; 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 celdas de grafito-LiFePO4". Journal of Power Sources . 196 (8): 3942–3948. Bibcode :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. ^ Shim, Joongpyo; Striebel, Kathryn A. (1 de junio de 2003). "Rendimiento cíclico de baterías de iones de litio de bajo coste con grafito natural y LiFePO4". Journal of Power Sources . Artículos seleccionados presentados en la 11.ª Reunión Internacional sobre Baterías de Litio. 119–121: 955–958. Bibcode :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