Het doel van een batterij is om energie op te slaan en deze op een gewenst moment weer vrij te geven. In dit gedeelte wordt het ontladen onder verschillende C-snelheden onderzocht en wordt de ontladingsdiepte geëvalueerd die een batterij veilig kan bereiken. Het document observeert ook verschillende ontladingssignaturen en onderzoekt de levensduur van de batterij onder verschillende laadpatronen.
De elektrochemische batterij heeft het voordeel ten opzichte van andere energieopslagapparaten doordat de energie gedurende het grootste deel van de lading hoog blijft en vervolgens snel daalt naarmate de lading opraakt. De supercondensator heeft een lineaire ontlading, en perslucht en een vliegwielopslagapparaat zijn het omgekeerde van de batterij door in het begin het hoogste vermogen te leveren.Figuren 1, 2 en 3illustreren de gesimuleerde ontladingskarakteristieken van opgeslagen energie.
De meeste oplaadbare batterijen kunnen kortstondig overbelast worden, maar dit moet kort gehouden worden. De levensduur van de batterij houdt rechtstreeks verband met het niveau en de duur van de belasting, waaronder opladen, ontladen en temperatuur.
Hobbyisten met afstandsbediening (RC) vormen een speciaal soort batterijgebruikers die de tolerantie van "kwetsbare" krachtige batterijen tot het uiterste oprekken door ze te ontladen bij een C-snelheid van 30 ° C, 30 keer de nominale capaciteit. Zo spannend als een RC-helikopter, raceauto en snelle boot kunnen zijn; de levensverwachting van de pakketten zal kort zijn. RC-liefhebbers zijn zich terdege bewust van het compromis en zijn bereid de prijs te betalen en extra veiligheidsrisico's te lopen.
Om maximale energie per gewicht te krijgen, kiezen dronefabrikanten voor cellen met een hoge capaciteit en kiezen ze voor de Energy Cell. Dit in tegenstelling tot industrieën die zware belastingen en een lange levensduur vereisen. Deze toepassingen gaan voor de robuustere Power Cell met een lagere capaciteit.
Diepte van ontlading
Loodzuurontladingen tot 1,75 V/cel; op nikkel gebaseerd systeem tot 1.0V/cel; en de meeste Li-ion tot 3.0V/cel. Op dit niveau wordt grofweg 95 procent van de energie verbruikt, en de spanning zou snel dalen als de ontlading zou voortduren. Om de batterij te beschermen tegen overmatig ontladen, voorkomen de meeste apparaten dat de batterij boven de gespecificeerde eindontladingsspanning wordt gebruikt.
Bij het verwijderen van de belasting na ontlading herstelt de spanning van een gezonde accu zich geleidelijk en stijgt richting de nominale spanning. Verschillen in de affiniteit van metalen in de elektroden veroorzaken dit spanningspotentieel, zelfs als de batterij leeg is. Een parasitaire belasting of hoge zelfontlading verhindert spanningsherstel.
Een hoge belastingsstroom, zoals het geval zou zijn bij het boren door beton met elektrisch gereedschap, verlaagt de accuspanning en de drempelwaarde voor het einde van de ontlading wordt vaak lager ingesteld om voortijdige uitschakeling te voorkomen. De uitschakelspanning moet ook worden verlaagd bij het ontladen bij zeer lage temperaturen, omdat de accuspanning daalt en de interne accuweerstand stijgt.
Als u een loodzuuraccu te veel oplaadt, kan er waterstofsulfide ontstaan, een kleurloos, giftig en brandbaar gas dat naar rotte eieren ruikt. Waterstofsulfide komt ook voor bij de afbraak van organisch materiaal in moerassen en riolen en is aanwezig in vulkanische gassen en aardgas. Het gas is zwaarder dan lucht en hoopt zich op op de bodem van slecht geventileerde ruimtes. Het reukvermogen is aanvankelijk sterk, maar neemt na verloop van tijd af en de slachtoffers zijn zich niet bewust van de aanwezigheid van het gas.
Wat is een ontladingscyclus?
Onder een ontlaad-/oplaadcyclus wordt doorgaans verstaan het volledig ontladen van een opgeladen accu, gevolgd door opladen, maar dit is niet altijd het geval. Batterijen worden zelden volledig ontladen en fabrikanten gebruiken vaak de formule van 80 procent ontladingsdiepte (DoD) om een batterij te beoordelen. Dit betekent dat slechts 80 procent van de beschikbare energie wordt geleverd en 20 procent in reserve blijft. Het fietsen van een batterij met een minder dan volledige ontlading verlengt de levensduur, en fabrikanten beweren dat dit dichter bij een veldweergave ligt dan bij een volledige cyclus, omdat batterijen doorgaans worden opgeladen terwijl er nog wat reservecapaciteit over is.
Er bestaat geen standaarddefinitie van wat een ontladingscyclus inhoudt. Sommige cyclustellers tellen een volledige telling op wanneer een batterij is opgeladen. Voor een slimme batterij kan een ontlading van 15 procent na het opladen nodig zijn om in aanmerking te komen voor een ontlaadcyclus; iets minder wordt niet als een cyclus geteld. Een batterij in een satelliet heeft een typische DoD van 30-40 procent voordat de batterijen tijdens de satellietdag worden opgeladen. Een nieuwe EV-accu mag slechts tot 80 procent opladen en tot 30 procent ontladen. Deze bandbreedte wordt geleidelijk groter naarmate de batterij zwakker wordt, zodat identieke rijafstanden mogelijk zijn. Het vermijden van volledig opladen en ontladen vermindert de spanning van de batterij.
Een hybride auto gebruikt slechts een fractie van de capaciteit tijdens het accelereren voordat de accu wordt opgeladen. Het starten van de motor van een voertuig verbruikt minder dan 5 procent energie uit de startaccu, en dit wordt in de auto-industrie ook wel een cyclus genoemd. Verwijzing naar het aantal cycli moet plaatsvinden in de context van de desbetreffende taak.
De verwijzing naar de ontladingscyclus of het aantal cycli geldt niet voor alle batterijtoepassingen even goed. Een voorbeeld waarbij het tellen van ontladingscycli de levenstoestand niet nauwkeurig weergeeft, is in een opslagapparaat (ESS). Deze batterijen vormen een aanvulling op hernieuwbare energie uit windenergie en fotovoltaïsche energie door energie op korte termijn te leveren wanneer dat nodig is en op te slaan als er teveel is. De tijdsduur tussen opladen en ontladen kan in milliseconden zijn; een typische oplaadstatus van de batterij is 40-60%. In plaats van het tellen van cycli kan coulomb-telling worden gebruikt als middel om slijtage te meten.