1. daļa: Svina{1}}Akumulators (50% noteikums)
Izlādējot akumulatoru, notiek ķīmiska reakcija: skābe lēnām iesūcas plāksnēs, veidojot svina sulfātu (PbSO₄). Šim sulfātam sākotnēji ir smalka kristāliska struktūra. Lūk, svarīgākā daļa: 50% uzlādes stāvokļa (SoC) atzīme ir izšķiroša drošības līnija. Līdz šim svina sulfāta veidošanās ir salīdzinoši maiga un, vēl svarīgāk, atgriezeniska. Uzlādējot, sulfāts viegli izšķīst atpakaļ skābē un svinā.
Tomēr, pārkāpjot 50% slieksni un uzsākot dziļu izlādi, paātrinās divi destruktīvi procesi:
Sulfācija ir negodīga:Svina sulfāta daudzums strauji pieaug. Vēl svarīgāk ir tas, ka, ja mīkstie sulfāta kristāli tiek atstāti šajā dziļi-izlādētā stāvoklī vai tiek pakļauti atkārtotiem dziļiem cikliem, tie sāk sacietēt un palielināties, veidojot stingru, stabilu slāni uz plāksnēm. Šī "cietā sulfācija" ir nāves spriedums bateriju ķīmijai. Šie lielie kristāli ir elektriski izolēti un pretojas pārvēršanai atpakaļ aktīvā materiālā uzlādes laikā. Tie pastāvīgi bloķē plāksnes daļas no dalības turpmākajās reakcijās. Rezultāts? Pastāvīgs kapacitātes zudums. Jūsu akumulators, kurā kādreiz bija 100 Ah, tagad varētu ietilpināt tikai 70 Ah, jo 30% no tā plākšņu nekustamo īpašumu klāj inerta, kristāliska garoza.
Fiziskais stress un "izliešana":Aktīvajam materiālam uz plāksnēm (svina dioksīdam un sūkļa svinam) ir īpaša struktūra. Dziļa izlāde izraisa pārmērīgu šī materiāla pietūkumu un kontrakciju. Laika gaitā šis fiziskais spriedze izraisa aktīvā materiāla plaisāšanu un nokrišanu no plāksnēm, ko sauc par "izliešanu". Šis materiāls uzkrājas kā nogulsnes akumulatora korpusa apakšā. Kad tas ir pazaudēts, to nevar atkārtoti piestiprināt. Tas ir neatgriezenisks fizisks to komponentu zudums, kas uzglabā enerģiju.
Padomājiet par to kā par sirds pārpūli. Mērens vingrinājums (izlāde līdz 50%) to stiprina. Taču ārkārtējs, ilgstošs stress (dziļi izdalījumi) izraisa rētaudi (cietais sulfāts) un muskuļu bojājumus (izliešanu), no kuriem tie nekad pilnībā neatgūstas.
2. daļa: litija-jonu akumulatora klints mala (20% noteikums)
Litija{0}}jonu akumulatori (piemēram, LiFePO4) darbojas pēc pavisam cita principa, ko sauc par "interkalāciju". Litija joni pārvietojas starp katodu un anodu, kas parasti ir izgatavots no grafīta. Normālas lietošanas laikā elektrodu struktūrā nav krasu fizisku izmaiņu.
Litija-jonu 20% noteikums ir mazāks par pēkšņu ķīmisko bojājumu, bet gan par bīstamu zema sprieguma{2}}apstākļu novēršanu.
Vara šķīdināšanas krīze:Parasti grafīta-pārklāta vara folija kalpo kā anods litija-jonu akumulatoros. Katram akumulatoram ir drošs darba sprieguma logs. Spriegums kļūst pārāk zems, kad akumulators ir ievērojami izlādējies zem drošā līmeņa. Pats vara strāvas savācējs šajā ārkārtīgi zemajā stāvoklī var sākt sadalīties elektrolītā. Tas ir neatgriezeniski un postoši. Izšķīdušie vara joni var atkārtoti nogulsnēties jebkurā šūnas vietā, tostarp uz anoda virsmas, turpmākās uzlādes laikā, radot metāliskus vara "dendrītus". Tie var pārvērsties par mazām, asām adatām, kas beidzot caurdur mikroskopisko separatoru starp anodu un katodu, kā rezultātā rodas iekšējs īssavienojums. Tā rezultātā palielinās pašizlāde,{9}}neatgriezenisks jaudas zudums vai, sliktākajā gadījumā, termiskā aizbēgšana.
BMS Glābējs un tā pēdējā nostāja:Laba akumulatora pārvaldības sistēma (BMS) ir jūsu aizbildnis. Tas ir ieprogrammēts, lai atvienotu slodzi, kad spriegums nokrītas tuvu kritiskajam zemākajam punktam (apmēram 20% SoC). BMS iedarbina avārijas bremzēšanu, lai novērstu akumulatora iekļūšanu bīstamajā zonā, kas izraisa pēkšņu "izslēgšanos". Automašīnas zemas-eļļas brīdinājuma gaismas atspējošana un braukšana, līdz dzinējs sastrēgst, ir līdzvērtīga ignorēšanai, piespiežot atpakaļ akumulatoru vai izmantojot sistēmu bez atbilstošas BMS.
Secinājums: runa ir par{0}}ilgtermiņa ekonomiku
Uztvert 50%/20% noteikumus kā evaņģēliju nenozīmē lādēt akumulatoru; runa ir par gudru ekonomiku. Svina-skābes akumulators, kas regulāri iedarbināts līdz 50% dziļumam, var darboties 3–5 gadus. Tas pats akumulators, kas ciklēts līdz 80% dziļumam, var sabojāties mazāk nekā gada laikā. Litijam atšķirība ir starp 3000+ cikliem (līdz 20% DoD) un krasi samazinātu kalpošanas laiku.
Jūsu rīcības plāns:
Iegūstiet monitoru:Izmantojiet uzticamu akumulatora monitoru (balstīts uz šuntu{0}}), kas parāda patieso uzlādes stāvokli, nevis tikai spriegumu.
Lielumam ir nozīme:Pārliecinieties, vai jūsu sistēmai ir pietiekami daudz akumulatora jaudas, lai jūsu ikdienas enerģijas vajadzības izmantotu tikai 30–40% (svina-skābei) vai 60–70% (litijam) no kopējās jaudas. Mākoņainām dienām tas nodrošina ievērojamu buferi.
Ievērojiet izslēgšanu:Ja jūsu invertors vai BMS atvienojas zema akumulatora uzlādes līmeņa dēļ, uztveriet to nopietni. Nekavējoties uzlādējiet ar saules enerģiju vai ģeneratoru.
Būtībā enerģija, kas uzkrāta zem šiem sliekšņiem, nav "brīvi lietojama" enerģija; tas ir jūsu akumulatora strukturālās integritātes fonds. Atkārtoti iegremdējieties tajā, un jūs atteiksieties no pamatsummas, nodrošinot agrīnu jūsu barošanas avota bankrotu. Aizsargājiet šo fondu, un jūsu baterijas atalgos jūs ar uzticīgu un uzticamu pakalpojumu gadiem.
