Az akkumulátor kisütése: lekapcsolási feszültség, 80%-os mélység és mi számít ciklusnak?

Röviden: az akkumulátor kisütésénél két dolog dönti el az élettartamot: milyen mélyre sütik ki, és mekkora áramerősséggel. Az eszközök ezért kisütési végfeszültségnél lekapcsolják a terhelést. A ciklusszám megadásánál a „ciklus” jelentése nem egységes.

Meddig szabad kisütni?

A forrás szerint az ólomsavas akkumulátor 1,75 V/celláig sül ki, a nikkelalapú rendszer 1,0 V/celláig, a legtöbb lítiumion pedig 3,0 V/celláig. Ezen a szinten az energia kb. 95%-a elfogyott, és a feszültség gyorsan esne, ha a kisütés folytatódna. Az akkumulátor túlzott kisütésének megelőzésére a legtöbb eszköz nem engedi a működést a meghatározott kisütési végfeszültségen túl.

Ha a terhelést a kisütés után leveszik, az egészséges akkumulátor feszültsége fokozatosan visszatér a névleges felé. Ez azért van, mert az elektródákban lévő fémek különböző affinitása akkor is feszültségkülönbséget hoz létre, ha az akkumulátor üres. A parazita terhelés vagy a nagy önkisülés megakadályozza a feszültség visszatérését.

A forrás megjegyzi, hogy nagy terhelőáramnál, például betonfúrásnál, az akkumulátor feszültsége lecsökken, ezért a kisütési végfeszültség küszöbét gyakran alacsonyabbra állítják, hogy ne legyen idő előtti lekapcsolás. Nagyon hideg környezetben is csökkenteni kell a lekapcsolási feszültséget, mert az akkumulátor feszültsége csökken, a belső ellenállása pedig nő.

Energiacella és teljesítménycella

A forrás kétféle lítiumion-cellát különböztet meg. A drónok gyártói a nagy kapacitású „energiacellát” választják, hogy a legnagyobb energiát kapják kilogrammonként. A nagy terhelést és hosszú élettartamot igénylő iparágak a csökkentett kapacitású, de robusztusabb „teljesítménycellát” választják. A legtöbb újratölthető akkumulátor rövid ideig túlterhelhető, de ennek rövidnek kell maradnia, és az akkumulátor élettartama közvetlenül összefügg a rá ható terhelés mértékével és időtartamával, a töltést, a kisütést és a hőmérsékletet is beleértve.

Mi számít ciklusnak?

A kisütési–töltési ciklust általában úgy értik, hogy egy feltöltött akkumulátort teljesen kisütnek, majd újratöltik, de ez nem mindig így van. Az akkumulátorokat ritkán sütik ki teljesen, és a gyártók gyakran az 80%-os mélykisütési (DoD) képletet használják a besoroláshoz. Ez azt jelenti, hogy a rendelkezésre álló energia 80%-át adják le, és 20% marad tartalékban. A nem teljes kisütéssel végzett ciklizálás növeli az élettartamot, és a gyártók szerint ez közelebb áll a terepi használathoz.

A forrás szerint nincs szabványos meghatározás arra, mi számít kisütési ciklusnak. Egyes ciklusszámlálók egy teljes ciklust számolnak, ha az akkumulátort töltik. Egy okos akkumulátornál lehet, hogy 15%-os kisütés kell töltés után ahhoz, hogy ciklusnak számítson. Egy műholdas akkumulátor tipikus kisütési mélysége 30–40%, mielőtt a műholdnapon újratöltődik. Egy új elektromos autó akkumulátora csak 80%-ra töltődik, és 30%-ig sül ki, és ez a sáv fokozatosan szélesedik, ahogy az akkumulátor kopik, hogy ugyanazt a hatótávot adja. A teljes töltések és kisütések kerülése csökkenti az akkumulátor terhelését.

A forrás néhány további példát hoz arra, hogy a ciklusszám kontextustól függ: egy hibrid autó csak a kapacitás kis részét használja gyorsításkor, és egy motor beindítása az indítóakkumulátor energiájának kevesebb mint 5%-át veszi ki, amit az autóipar szintén ciklusnak nevez. Az energiatároló rendszereknél (ESS), amelyek a szél- és napenergiát egészítik ki, a töltés és a kisütés közötti idő akár ezredmásodperc is lehet, és a tipikus töltöttségi állapot 40–60%. Ilyen esetben a ciklusszámlálás helyett a coulomb-számlálás lehet a kopás mérőszáma.

Figyelmeztetés az ólomsavas akkumulátornál

A forrás szerint az ólomsavas akkumulátor túltöltése hidrogén-szulfidot termelhet, ami színtelen, mérgező és gyúlékony gáz, záptojásszagú. A levegőnél nehezebb, és rosszul szellőző terek aljára gyűlik. Eleinte erős a szaga, de a szaglás idővel elfásul, ezért az áldozatok nem veszik észre a gázt. Ez is azt mutatja, hogy az akkumulátorokat szellőző helyen, a gyártó előírásai szerint kell használni.

Mit érdemes megjegyezni?

Egy akkumulátor adatlapján a ciklusszám mindig adott kisütési mélységhez és körülményekhez tartozik. A mélykisütés fogalmát a töltöttségről és C-rátáról szóló cikkben magyaráztuk, az élettartam hosszabbításáról a lítiumion élettartamáról szóló írásban, az ólomsavas típusról az ólomsavas akkumulátorról szóló cikkben.