Насколько низким может быть уровень заряда разряженного аккумулятора?

Остаточный заряд после отключения

Не вся энергия аккумулятора может или должна быть использована во время разряда; определенный резерв почти всегда остается намеренно после отключения оборудования. Для этого есть несколько причин. Большинство мобильных телефонов, ноутбуков и других портативных устройств выключаются, когда напряжение литий-ионного аккумулятора достигает 3,00 В/элемент во время разряда. В этот момент в аккумуляторе остается около 5% емкости. Производители выбирают этот порог, чтобы сохранить энергию для домашнего использования и уменьшить нагрузку на аккумулятор. Если его не заряжать немедленно, этот льготный период может длиться несколько месяцев, пока саморазряд не снизит напряжение примерно до 2,50 В/элемент. После этого размыкается схема защиты, и большинство аккумуляторов становятся непригодными для использования с обычным зарядным устройством.

Влияние высокого тока и температуры

Электроинструменты и медицинские приборы, потребляющие высокий ток, имеют тенденцию преждевременно повышать напряжение аккумулятора до уровня отключения. Это особенно заметно при низких температурах и в ячейках с повышенным внутренним сопротивлением. Такие аккумуляторы могут иметь еще достаточную емкость после отключения, разрядка их с помощью анализатора при умеренной нагрузке часто показывает остаточную емкость до 30%.

Рисунок 1: Иллюстрация оборудования с высоким напряжением отключения. Портативные устройства не используют весь доступный заряд батареи и оставляют часть энергии.

Защита от глубокой разрядки

Защита АКБ от воздействия глубокой разрядки и продление срока его эксплуатации

Smart BatteryProtect 12/24V 65A Victron Energy

Автоматически отключает нагрузку, когда напряжение на аккумуляторе падает ниже критического уровня, что защищает АКБ от глубокой разрядки. Предусмотрена поддержка Bluetooth.

Купить

Smart BatteryProtect 12/24V 220A Victron Energy

Умный контроллер нагрузки, который поддерживает интеграцию с VE.Bus BMS, режим работы с литиевыми аккумуляторами, а также имеет низкое энергопотребление и защиту от перенапряжения.

Купить

BatteryProtect 12/24V 100A Victron Energy

Защищает как AGM / GEL, так и LiFePO₄ аккумуляторы от глубокой разрядки, которая может значительно сократить срок службы или полностью вывести АКБ из строя.

Купить

Посмотреть больше

Порог разряда аккумуляторов по типу

Чтобы предотвратить преждевременное отключение при высокой нагрузке или низкой температуре, некоторые производители устройств могут снижать напряжение конца разряда

Литий-ионные аккумуляторы (электроинструмент)

2,70 В

Обычный порог: 3,00 В

Литий-фосфатные аккумуляторы

2,45 В

Обычный порог: 2,70 В

Свинцово-кислотные аккумуляторы

1,40 В

Обычный порог: 1,75 В

Никель-кадмиевые / Никель-металлогидридные

0,90 В

Обычный порог: 1,00 В

«Sweet zone» для продления ресурса

Промышленные применения стремятся достичь максимального срока службы, а не оптимизировать время работы, как это делается с потребительскими товарами. Это также относится к электрической силовой установке; аккумуляторы в гибридных автомобилях и электромобилях редко полностью разряжаются или заряжаются; большинство из них работают от 30 до 80 процентов заряда, когда новые. Это наиболее эффективная рабочая полоса пропускания; она также обеспечивает самый долгий срок службы. Глубокий разряд до полной полной зарядки вызовет чрезмерную нагрузку на литий-ионный аккумулятор. Аналогично, спутники используют только средний диапазон аккумулятора, который называется «сладкой зоной». На рисунке 2 показана «sweet zone» аккумулятора.

Рисунок 2: «sweet zone» литий-ионного аккумулятора продлевает срок службы, поскольку частичный цикл разрядки менее стрессовый, чем полный.

Первичные батареи и внутреннее сопротивление

Работа литий-ионного аккумулятора в «sweet zone» продлевает срок службы аккумулятора, поскольку частичный цикл разрядки менее стрессовый, чем полный. Поскольку емкость уменьшается во время использования, система управления аккумулятором (BMS) может задействовать полный рабочий диапазон аккумулятора.

Повышенное внутреннее сопротивление делает щелочные и другие первичные батареи непригодными для использования с высокой нагрузкой. Сопротивление еще больше возрастает, когда элемент разряжается. Это приводит к преждевременному отключению, когда устройство потребляет определенный ток, и много энергии остается. Первичные батареи имеют высокую емкость и хорошо работают, когда они новые, но они быстро теряют заряд, как сдувающийся воздушный шарик.