سایناکو | تولید کننده و وارد کننده باتری و یوپیاس
S-2605 : درباره اصول دشارژ باتری بیشتر بدانید
Basics about discharging
هدف یک باتری ذخیره انرژی و آزادسازی آن (دشارژ) در یک زمان دلخواه است. در این بخش تخلیه در ریت های C را آزمایش می‌کنیم و میزان تخلیه‌ای که یک باتری می‌تواند به طور ایمن انجام دهد، را ارزیابی می‌کنیم. این مقاله همچنین انواع مختلف تخلیه و اصول دشارژ باتری را بررسی میکند و عمر باتری در الگوهای باری مختلف را می‌سنجد.
باتری الکتروشیمیایی نسبت به سایر وسایل ذخیره انرژی مزایایی دارد؛ در وسایل دیگر تا وقتی که به شارژ هستند، سطح انرژی زیاد است اما هرگاه آن را از شارژ دربیاوریم، انرژی به سرعت کاهش می‌یابد. ابرخازن الگوی تخلیه خطی دارد؛ هوای متراکم و یک دستگاه ذخیره فلای ویل برعکس باتری عمل می‌کنند؛ یعنی درهمان ابتدا بیشترین میزان انرژی را آزاد می‌کنند. شکل۱.۲ و۳ نحوه تخلیه انرژی ذخیره شده را نشان می‌دهند.
بسیاری از باتری های قابل شارژ ممکن است به راحتی اورلود (شارژ بیش از حد) شوند؛ اما این وضعیت باید به زودی تمام شود. ماندگاری باتری با سطح و مدت بار وارده ارتباط مستقیم دارد؛ بار وارده شامل شارژ، تخلیه و دما است. افرادی که برای سرگرمی‌های از راه دور خود از باتری استفاده می‌کنند، با تخلیه این باتری ها در 30C، میزان مقاومت باتری را به حداکثر می‌رسانند؛ یعنی چیزی حدود 30 برابر ظرفیت آنها تخلیه انجام می‌شود.
برای مثال هنگام استفاده از باتری در هلیکوپتر، ماشین مسابقه‌ای و قایق سریع کنترل از راه دور، طول عمر باتری کوتاه‌تر خواهد شد. افرادی که از وسایل کنترل از راه دور استفاده می‌کنند، از این شرایط آگاه هستند و می‌خواهند هم هزینه کنند و هم با خطرات امنیتی احتمالی روبه رو شوند.
تولیدکنندگان پهپاد‌ها به منظور رسیدن به حداکثر انرژی به ازای وزن، به باتری‌هایی روی می‌آورند که ظرفیت بالایی دارند. آنها Energy Cellها را انتخاب می‌کنند. اما در صنایعی که به بارهای الکتریکی سنگینی نیاز داریم و طول عمر وسیله باید بالا باشد، قضیه فرق میکند. برای اینگونه موارد باید باتری‌های قوی‌تر با طرفیت کمتر انتخاب کنیم.
میزان تخلیه
تخلیه باتری‌های اسیدی را تا 1.75 V/cell، سیستم‌های برپایه نیکل تا 1.0 V/cell و اکثر باتری‌های لیتیمی تا 3.0V/cell در نظر بگیرید. در این مرحله حدود 95% انرژی صرف می‌شود؛ اگر تخلیه ادامه یابد، ولتاژ به سرعت کاهش می‌یابد. به منظور پیشگیری از تخلیه بیش از حد باتری‌ها، در بیشتر وسایل پس از رسیدن به ولتاژ آخر تخلیه، وسیله دیگر کار نمی‌کند. اگر کار را پس از تخلیه رها کنیم، ولتاژ یک باتری سالم به تدریج بازیابی می‌شود و به ولتاژ اولیه بر می‌گردد. تفاوت در میل ترکیبی فلزات موجود در الکترودها، باعث ایجاد این ولتاژ می‌شود؛ حتی اگر باتری خالی باشد. کشیدن کار زیاد از وسیله و یا تخلیه خودبه خودی ناگهانی از بازیابی ولتاژ جلوگیری میکند.
کار سنگین مثل دریل زدن بتن با یک ابزار قدرتی، ولتاژ باتری را کاهش می‌دهد. آستانه ولتاژ آخر تخلیه در سطح کمی تنظیم می‌شود تا از توقف‌های زودهنگام وسیله خودداری شود. همچنین هنگام تخلیه در دماهای پایین باید سطح ولتاژ توقف را پایین بیاوریم؛ زیرا ولتاژ باتری کاهش یافته و مقاومت داخلی باتری افزایش می‌یابد. جدول ۴ ولتاژهای انتهای تخلیه باتری‌های مختلف را نشان می‌دهد.
| پایان دشارژ | لیتیوم منگنز | لیتیوم فسفات | سرب اسید | نیکل کادمیوم/نیکل منگنز هیدرید |
| اسمی | 3.60V/cell | 3.20V/cell | 2.00V/cell | 1.20V/cell |
| بار معمولی | 3.0–3.3V/cell | 2.70V/cell | 1.75V/cell | 1.00V/cell |
| بار سنگین یا دمای پایین | 2.70V/cell | 2.45V/cell | 1.40V/cell | 0.90V/cell |
ولتاژ انتهای تخلیه پایین‌تر در بارهای زیاد، تلفات بیشتر را جبران میکند.
شارژ بیش ازحد یک باتری اسیدی باعث تولید هیدروژن سولفید می‌شود؛ که یک گاز بی‌رنگ، سمی و قابل اشتعال است و بوی تخم مرغ گندیده می‌دهد. همچنین این گاز از تجزیه مواد ارگانیک در مرداب‌ها و فاضلاب‌ها تولید می‌شود. در گاز طبیعی و گازهای آتشفشانی نیز وجود دارد. این گاز سنگین‌تر از هوا بوده و در فضاهایی که تهویه ضعیفی دارند، در کف اتاق تجمع می‌یابد. بوی گاز می‌تواند به مرور زمان باعث مرگ شود و قربانیان از وجود این گاز بی‌خبر هستند.
پیشنهاد : چگونه دشارژ باتری یا تخلیه شارژ باتری باعث کاهش عمر باتری می‌شود؟
چه چیزی یک چرخه تخلیه را ایجاد میکند؟
چرخه شارژ/تخلیه به معنی تخلیه کامل یک باتری شارژ شده و شارژ دوباره آن می‌باشد. این همیشه شامل این شرایط نمی‌شود. باتری‌ها به ندرت تخیه کامل انجام می‌دهند و تولیدکنندگان معمولا از 80% میزان تخلیه (DoD) در ارزیابی یک باتری استفاده می‌کنند. یعنی فقط 80% انرژی در دسترس آزاد می‌شود و 20% آن در باتری باقی می‌ماند. ایجاد چرخه در باتری بدون رسیدن به حد تخلیه کامل، طول عمر باتری و وسیله را افزایش می‌دهد. زیرا باتری‌ها با کمی ظرفیت باقی‌مانده دوباره شارژ می‌شوند.
در مورد اینکه چه چیزی یک چرخه تخلیه را ایجاد میکند، تعریف استاندارد و کاملی وجود ندارد. برخی افراد هنگامی که باتری شارژ می‌شود، یک چرخه به حساب می‌آورند. یک باتری هوشمند باید پس از شارژ شدن، 15% تخلیه داشته باشد؛ تا یک چرخه تخلیه محسوب شود. میزان تخلیه کمتر از 15% یک چرخه به حساب نمی‌آید. یک باتری ماهواره‌ای قبل از شارژ مجدد در یک روز ماهواره‌ای، DoD 30 الی 40% دارد. یک باتری EVجدید می‌تواند تا 80% شارژ شده و تا 30% تخلیه انجام دهد. به مرور زمان که باتری باعث طی مسافتی معین می‌شود، پهنای باند به تدریج افزایش می‌یابد. خودداری از شارژ و تخلیه کامل باعث کاهش فشار وارده بر روی باتری می‌شود.
یک ماشین دوگانه سوز قبل از شارژ مجدد باتری، در طی رانندگی تنها کسری از ظرفیت خود را استفاده میکند. چرخاندن موتور ماشین کمتر از 5% انرژی باتری را مصرف میکند. در صنایع ماشینی این شرایط یک جرخه محسوب می‌شود.
منابع مربوط به چرخه تخلیه و یا شمارش چرخه‌ها بر روی همه باتری‌ها صدق نمی‌کنند. یک مثال که نشان می‌دهد شمارش چرخه‌های تخلیه به طور دقیق عمر باتری را بازتاب نمی‌کند: باتری‌های ذخیره‌ای. این باتری‌ها از قدرت باد و فوتووالتائیک انرژی تجدیدپذیر دریافت می‌کنند. هنگام نیاز به انرژی، میزان انرژی برای بازه کوتاه مدتی ارائه می‌دهند. مدت زمان بین شارژ و تخلیه ممکن است چند میلی ثانیه باشد. نحوه شارژ یک باتری معمولی 40 به 60% است. از شمارش coulomb نیز می‌توانیم برای ارزیابی میزان فرسودگی باتری استفاده کنیم.
