Svrha baterije je da skladišti energiju i oslobađa je u željeno vrijeme. Ovaj odjeljak ispituje pražnjenje pod različitim C-stopama i procjenjuje dubinu pražnjenja do koje baterija može sigurno ići. Dokument također promatra različite potpise pražnjenja i istražuje vijek trajanja baterije pod različitim obrascima punjenja.
Elektrohemijska baterija ima prednost u odnosu na druge uređaje za skladištenje energije u tome što energija ostaje visoka tokom većeg dela punjenja, a zatim brzo opada kako se punjenje troši. Superkondenzator ima linearno pražnjenje, a komprimirani zrak i uređaj za skladištenje zamašnjaka su inverzni od baterije isporučujući najveću snagu na početku.Slike 1, 2 i 3ilustruju simulirane karakteristike pražnjenja uskladištene energije.
Većina punjivih baterija može se nakratko preopteretiti, ali to mora biti kratko. Životni vek baterije direktno je povezan sa nivoom i trajanjem nanesenog stresa, koji uključuje punjenje, pražnjenje i temperaturu.
Hobisti daljinskog upravljanja (RC) su posebna vrsta korisnika baterija koji maksimalno povećavaju toleranciju "slabih" baterija visokih performansi tako što ih prazne pri C-stopu od 30C, 30 puta više od nazivnog kapaciteta. Uzbudljivi kao RC helikopter, trkaći automobil i brzi čamac mogu biti; životni vek pakovanja će biti kratak. Ljubitelji RC-a su svjesni kompromisa i spremni su platiti cijenu i suočiti se s dodatnim sigurnosnim rizicima.
Da bi dobili maksimalnu energiju po težini, proizvođači dronova gravitiraju ćelijama velikog kapaciteta i biraju energetsku ćeliju. Ovo je u suprotnosti sa industrijama koje zahtijevaju velika opterećenja i dug vijek trajanja. Ove aplikacije služe za robusnije Power Cell sa smanjenim kapacitetom.
Dubina pražnjenja
Pražnjenje olovne kiseline do 1,75 V/ćeliji; sistem na bazi nikla do 1.0V/ćelija; i većina Li-ion na 3.0V/ćeliju. Na ovom nivou se troši otprilike 95 posto energije, a napon bi brzo opao ako bi se pražnjenje nastavilo. Kako bi zaštitili bateriju od prekomjernog pražnjenja, većina uređaja sprječava rad iznad navedenog napona na kraju pražnjenja.
Prilikom uklanjanja opterećenja nakon pražnjenja, napon zdrave baterije se postepeno oporavlja i raste prema nazivnom naponu. Razlike u afinitetu metala u elektrodama proizvode ovaj potencijal napona čak i kada je baterija prazna. Parazitno opterećenje ili visoko samopražnjenje sprečavaju oporavak napona.
Visoka struja opterećenja, kao što bi bio slučaj kod bušenja betona električnim alatom, snižava napon akumulatora, a prag napona na kraju pražnjenja se često postavlja niže kako bi se spriječilo prijevremeno isključenje. Prekidni napon takođe treba da se snizi prilikom pražnjenja na veoma niskim temperaturama, jer napon baterije opada i unutrašnji otpor baterije raste.
Prekomjerno punjenje olovne baterije može proizvesti sumporovodik, bezbojni, otrovni i zapaljivi plin koji miriše na pokvarena jaja. Vodonik sulfid se takođe javlja prilikom razlaganja organske materije u močvarama i kanalizaciji i prisutan je u vulkanskim gasovima i prirodnom gasu. Plin je teži od zraka i akumulira se na dnu slabo ventiliranih prostora. U početku je jak, njuh s vremenom umire, a žrtve nisu svjesne prisustva plina.
Šta čini ciklus pražnjenja?
Ciklus pražnjenja/punjenja se obično shvata kao potpuno pražnjenje napunjene baterije sa naknadnim punjenjem, ali to nije uvek slučaj. Baterije su rijetko potpuno ispražnjene, a proizvođači često koriste formulu dubine pražnjenja od 80 posto (DoD) za ocjenu baterije. To znači da se isporučuje samo 80 posto raspoložive energije, a 20 posto ostaje u rezervi. Bicikliranje baterije pri manjem od potpunog pražnjenja produžava vijek trajanja, a proizvođači tvrde da je to bliže prikazu na terenu nego punom ciklusu, jer se baterije obično pune sa preostalim rezervnim kapacitetom.
Ne postoji standardna definicija o tome šta čini ciklus pražnjenja. Neki brojači ciklusa dodaju puni broj kada se baterija napuni. Pametna baterija može zahtijevati 15 posto pražnjenja nakon punjenja da bi se kvalifikovala za ciklus pražnjenja; sve manje se ne računa kao ciklus. Baterija u satelitu ima tipičan DoD od 30-40 posto prije nego što se baterije napune tokom satelitskog dana. Nova EV baterija može se puniti samo do 80 posto i prazniti do 30 posto. Ovaj propusni opseg se postepeno širi kako baterija blijedi kako bi se osigurale identične udaljenosti vožnje. Izbjegavanje punog punjenja i pražnjenja smanjuje stres baterije.
Hibridni automobil koristi samo delić kapaciteta tokom ubrzanja pre nego što se baterija napuni. Pokretanje motora vozila crpi manje od 5 posto energije iz akumulatora za pokretanje, a to se u automobilskoj industriji naziva i ciklusom. Pozivanje na broj ciklusa mora biti urađeno u kontekstu odgovarajuće dužnosti.
Pozivanje na ciklus pražnjenja ili broj ciklusa ne odnosi se podjednako dobro na sve aplikacije baterija. Jedan primjer gdje brojanje ciklusa pražnjenja ne odražava tačno stanje života je uređaj za pohranu (ESS). Ove baterije dopunjuju obnovljive izvore energije iz vjetroelektrane i fotonaponske energije isporučujući kratkoročnu energiju kada je to potrebno i skladištenje ako je višak. Vremensko trajanje između punjenja i pražnjenja može biti u milisekundama; tipično stanje baterije je 40-60%. Umjesto brojanja ciklusa, brojanje kulona može se koristiti kao sredstvo za mjerenje habanja.