Účelom batérie je uchovávať energiu a uvoľňovať ju v požadovanom čase. Táto časť skúma vybíjanie pri rôznych rýchlostiach C a hodnotí hĺbku vybitia, do ktorej môže batéria bezpečne prejsť. Dokument tiež sleduje rôzne podpisy vybíjania a skúma životnosť batérie pri rôznych vzorcoch nabíjania.
Elektrochemická batéria má výhodu oproti iným zariadeniam na uchovávanie energie v tom, že energia zostáva vysoká počas väčšiny nabíjania a potom rýchlo klesá, keď sa náboj vyčerpá. Superkondenzátor má lineárny výboj a stlačený vzduch a zásobník zotrvačníka je inverzný k batérii tým, že na začiatku dodáva najvyšší výkon.Obrázky 1, 2 a 3ilustrujú simulované charakteristiky vybíjania uloženej energie.
Väčšinu nabíjateľných batérií je možné krátkodobo preťažiť, ale musí to byť krátke. Životnosť batérie priamo súvisí s úrovňou a trvaním spôsobeného stresu, ktorý zahŕňa nabíjanie, vybíjanie a teplotu.
Fanúšikovia diaľkového ovládania (RC) sú špeciálny druh používateľov batérií, ktorí rozširujú toleranciu „krehkých“ vysokovýkonných batérií na maximum tým, že ich vybíjajú rýchlosťou C 30 °C, čo je 30-násobok menovitej kapacity. Tak vzrušujúce, ako môže byť RC vrtuľník, pretekárske auto a rýchly čln; životnosť balení bude krátka. Nadšenci RC sú si dobre vedomí kompromisu a sú ochotní zaplatiť cenu a čeliť dodatočným bezpečnostným rizikám.
Aby výrobcovia dronov získali maximálnu energiu na hmotnosť, priťahujú bunky s vysokou kapacitou a vyberajú si energetický článok. To je na rozdiel od priemyselných odvetví vyžadujúcich veľké zaťaženie a dlhú životnosť. Tieto aplikácie využívajú robustnejší Power Cell so zníženou kapacitou.
Hĺbka vybitia
Olovené výboje na 1,75 V/článok; systém na báze niklu na 1.{4}}V/článok; a väčšina Li-ion až 3.{7}}V/článok. Na tejto úrovni sa spotrebuje približne 95 percent energie a ak by výboj pokračoval, napätie by rýchlo kleslo. Na ochranu batérie pred nadmerným vybitím väčšina zariadení zabraňuje prevádzke pri prekročení špecifikovaného napätia na konci vybitia.
Pri odstraňovaní záťaže po vybití sa napätie zdravého akumulátora postupne obnovuje a stúpa smerom k menovitému napätiu. Rozdiely v afinite kovov v elektródach vytvárajú tento napäťový potenciál, aj keď je batéria prázdna. Parazitné zaťaženie alebo vysoké samovybíjanie bráni obnoveniu napätia.
Vysoký zaťažovací prúd, ako by to bolo v prípade vŕtania do betónu elektrickým náradím, znižuje napätie batérie a prah napätia na konci vybíjania je často nastavený nižšie, aby sa predišlo predčasnému vypnutiu. Vypínacie napätie by sa malo znížiť aj pri vybíjaní pri veľmi nízkych teplotách, pretože napätie batérie klesá a vnútorný odpor batérie stúpa.
Nadmerné nabíjanie olovenej batérie môže produkovať sírovodík, bezfarebný, jedovatý a horľavý plyn, ktorý zapácha ako skazené vajcia. Sírovodík sa vyskytuje aj pri rozklade organickej hmoty v močiaroch a kanalizácii a je prítomný v sopečných plynoch a zemnom plyne. Plyn je ťažší ako vzduch a hromadí sa na dne zle vetraných priestorov. Spočiatku silný, čuch sa časom oslabí a obete si neuvedomujú prítomnosť plynu.
Čo tvorí vybíjací cyklus?
Cyklus vybitia/nabitia sa bežne chápe ako úplné vybitie nabitej batérie s následným dobitím, ale nie vždy to tak je. Batérie sú málokedy úplne vybité a výrobcovia často používajú na hodnotenie batérie vzorec hĺbky vybitia 80 percent (DoD). To znamená, že len 80 percent dostupnej energie sa dodáva a 20 percent zostáva v rezerve. Cyklovanie batérie pri nižšom ako úplnom vybití zvyšuje životnosť a výrobcovia tvrdia, že je to bližšie k reprezentácii v teréne ako k úplnému cyklu, pretože batérie sa bežne dobíjajú s určitou voľnou kapacitou.
Neexistuje žiadna štandardná definícia toho, čo predstavuje cyklus vybíjania. Niektoré počítadlá cyklov pridávajú plný počet, keď je batéria nabitá. Inteligentná batéria môže vyžadovať 15-percentné vybitie po nabití, aby sa kvalifikovala pre cyklus vybíjania; čokoľvek menej sa nepočíta ako cyklus. Batéria v satelite má typické DoD 30 – 40 percent predtým, ako sa batérie dobijú počas satelitného dňa. Nová batéria EV sa môže nabiť len na 80 percent a vybiť na 30 percent. Táto šírka pásma sa postupne rozširuje s vybíjaním batérie, aby sa zabezpečila rovnaká dojazdová vzdialenosť. Vyhýbanie sa úplnému nabitiu a vybitiu znižuje namáhanie batérie.
Hybridné auto využíva len zlomok kapacity počas akcelerácie, kým sa batéria dobije. Naštartovanie motora vozidla odoberá zo štartovacej batérie menej ako 5 percent energie, čo sa v automobilovom priemysle nazýva aj cyklus. Odkaz na počet cyklov sa musí vykonať v súvislosti s príslušnou povinnosťou.
Odkaz na cyklus vybíjania alebo počet cyklov sa nevzťahuje rovnako dobre na všetky aplikácie batérie. Jedným z príkladov, kde počítanie cyklov vybíjania presne neodráža stav životnosti, je úložné zariadenie (ESS). Tieto batérie dopĺňajú obnoviteľnú energiu z veternej energie a fotovoltaiky tým, že v prípade potreby dodávajú krátkodobú energiu a v prípade prebytku ju ukladajú. Čas medzi nabitím a vybitím môže byť v milisekundách; typický stav nabitia batérie je 40 – 60 %. Namiesto počítania cyklov možno ako prostriedok na meranie opotrebovania použiť počítanie coulombov.
