مقدمة
عمق التفريغ (DoD) — النسبة المئوية لسعة البطارية المستخدمة أثناء التفريغ — يعد هذا أحد العوامل الأكثر تأثيرًا على عمر دورة بطارية الليثيوم أيون والأداء والسلامة. يؤدي انخفاض DoD بشكل عام إلى عمر دورة أطول بشكل كبير. تشرح هذه الصفحة الآليات، وتعرض بيانات الشركة المصنعة، وتقدم توصيات عملية لتصميم النظام وتشغيله.
التعاريف الرئيسية
ما هي وزارة الدفاع؟
DoD (%) = (السعة المفرغة ÷ القدرة المقدرة) × 100.
مثال: إذا كانت بطارية 100 أمبير/ساعة توفر 60 أمبير/ساعة قبل إعادة الشحن، فإن DoD = 60%.
لماذا وزارة الدفاع مهمة؟
- وزارة الدفاع العليا → إجهاد قطب كهربائي أكبر لكل دورة → تدهور أسرع.
- وزارة الدفاع العليا → مزيد من نمو SEI → مقاومة داخلية أعلى.
- مع ارتفاع درجة الحرارة، تعمل DoD العالية على تسريع تلاشي القدرة والمخاطر الأمنية.
وزارة الدفاع النموذجية مقابل. دورة الحياة (ملخص)
القيم النموذجية (تختلف حسب الكيمياء ودرجة الحرارة ومعدلات الشحن/التفريغ). هذه الأرقام المجمعة هي للتوضيح والتخطيط.
| وزارة الدفاع (%) | دورة الحياة النموذجية (تقريبًا) | سنوات الخدمة المقدرة* (دورة يومية) |
|---|---|---|
| 100 | ~500–800 | 1.5–2.5 |
| 80 | ~800–1500 | 2–4 |
| 50 | ~1500–3000 | 5–8 |
| 30 | ~3000–5000 | 8–12 |
| 10 | 6000+ | 16+ |
بيانات الشركة المصنعة & دراسة حالة (هواويين نيو باور)
بطارية LiFePO الخاصة بنا 4 منصة اختبار 100 أمبير/ساعة:
| حالة الاختبار | نتيجة |
|---|---|
| 100% وزارة الدفاع | 80% من السعة المتبقية بعد حوالي 1000 دورة |
| 50% وزارة الدفاع | 90% من السعة المتبقية بعد حوالي 3000 دورة |
تتوافق هذه النتائج مع الأدبيات التي تشير إلى وجود علاقة غير خطية قوية بين DoD ودورة الحياة (انظر المراجع أدناه).
الرسوم البيانية التفاعلية
دورة الحياة مقابل وزارة الدفاع
سنوات الخدمة المقدرة مقابل وزارة الدفاع (دورة واحدة / يوم)
مثال على الاحتفاظ بالقدرة — اختبار هواوي (LiFePO₄ 100Ah)
توصيات عملية
- احتفظ بـ DoD اليومي &le؛ 80% للتطبيقات العامة؛ &le؛ 50% عندما تكون هناك حاجة إلى عمر افتراضي طويل.
- قم بتكوين نقاط قطع BMS (الشحن/التفريغ) لفرض حدود DoD وحماية الخلايا.
- تصميم سعة البطارية مع DoD المستهدف: زيادة المخزن المؤقت حتى يتمكن المستخدمون نادرًا من الوصول إلى DoD الكامل.
- التحكم في درجة الحرارة: تعمل بشكل مثالي بين 15–30°ج- تجنب درجات الحرارة المرتفعة بشكل مستمر.
- تثقيف المستخدمين النهائيين حول عادات الشحن — تعتبر الشحنات الجزئية جيدة وغالبًا ما تكون أفضل لعمر أطول.
الآليات العلمية & ملحوظات
- التعب الميكانيكي للقطب الكهربائي: تسبب تقلبات التحجر/إزالة التكلسات الأكبر تشققات مجهرية.
- نمو SEI & ارتفاع المقاومة: تعمل الدورة العميقة على تسريع إعادة تشكيل SEI وزيادة سماكته.
- تحلل الإلكتروليت: يؤدي انخفاض الجهد ودرجة الحرارة المرتفعة إلى جانب الدورات العميقة إلى تسريع عملية التحلل.
للحصول على تفسيرات كهروكيميائية مفصلة، راجع المراجع [4،8،9] أدناه.
مراجع
- وزارة الخارجية الامريكية من الطاقة — التضحيات المتعلقة بعمر البطارية في عمق التفريغ، 2022.
- جامعة البطارية — BU-808: كيفية إطالة عمر البطاريات القائمة على الليثيوم، 2023.
- IEC 62660-1 — خلايا أيون الليثيوم الثانوية للمركبات الكهربائية على الطرق، 2021.
- إيكر، م. وآخرون، مجلة مصادر الطاقة، “دراسة التقويم ودورة حياة بطاريات 18650 القائمة على Li(NiMnCo)O₂”, 2014.
- هواوين نيو باور — تقرير الاختبار الداخلي (LiFePO₄ 100Ah)، 2024.
اتصل بشركة هواوين نيو باور
إذا كنت بحاجة إلى مجموعات بطاريات مخصصة، أو تحسين وزارة الدفاع، أو خدمات تكوين BMS، فاتصل بفريق الهندسة لدينا للحصول على حل مصمم خصيصًا لك.
