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放电深度(DoD)与电池寿命

· 阅读约需5分钟 ·

弄清DoD是什么、为什么浅放电能换来更多循环,以及电池一生能输出多少电量,还能在计算器里试各种取值。

什么是放电深度

放电深度(DoD,depth of discharge)表示一次循环中用掉了电池容量的多少。如果一块10 kWh的电池在重新充电前输出了8 kWh,放电深度就是80%。

8 kWh一次循环取出的电量÷10 kWh标称容量=80%放电深度

为什么浅放电更耐用

每次循环都会损耗电池,而且越深损耗越大。电池能承受的循环次数会随放电深度增加而大幅下降,铅酸电池的下降更陡。

锂电池(LiFePO4)不同DoD下的循环寿命(典型的示意值)

DoD 10%10,000
DoD 30%8,000
DoD 50%6,500
DoD 80%4,000
DoD 100%2,500

铅酸电池不同DoD下的循环寿命(典型的示意值)

DoD 10%3,000
DoD 30%1,800
DoD 50%1,000
DoD 80%450
DoD 100%250

计算你的电池寿命

选择类型、每次循环的放电深度和标称容量。计算器会对数据表做插值,显示循环次数、年数(每天一次循环)以及电池在整个寿命内输出的总电量。表中给出的都是典型数值,用来说明趋势,具体产品请以数据表为准。

交互演示

放电深度与寿命

选择电池类型和每次循环的放电深度。根据典型数据表,显示循环次数、寿命(年)以及整个寿命内输出的总电量。

4,000预计循环寿命
11按每天1次循环折算的年数
16,000 kWh理想化的累计电量(整个寿命)

典型的示意值,经插值得出。以制造商数据表为准。 计算未计日历老化和容量衰减。

循环多不一定电量多

浅放电能带来更多循环,但每次循环输出的电量更少。真正重要的是整个寿命内输出的总电量(容量 × DoD × 循环次数),这是忽略寿命期内容量衰减的理想化估算。以一块5 kWh的锂电池为例:

5 kWh锂电池组输出的总电量(kWh)

DoD 30%(8,000次循环)12,000
DoD 50%(6,500次循环)16,250
DoD 80%(4,000次循环)16,000
DoD 100%(2,500次循环)12,500

在这里采用的示意表中,50%到80%之间累计输出的电量最多。把放电深度提高到100%会损失总电量。在这个例子里,停在30%同样会使计算出的累计电量下降;实际选择还取决于所需的备用量和运行条件。

在容量设计中使用DoD

  1. 1
    确定每天的电量

    家里每天需要从电池取5 kWh。

  2. 2
    选择设计DoD

    锂电池按80%使用,标称容量是5 ÷ 0.8 = 6.25 kWh;按50%则需要10 kWh。

  3. 3
    估算寿命

    80%时是4,000次循环:每天一次,约11年(按每天一次循环折算,未计日历老化),输出20,000 kWh(理想化估算)。

建议做法

  • 按所选的DoD设置逆变器的放电截止
  • 使用制造商的数据表,里面给出了不同DoD下的循环次数
  • 记住寿命还取决于温度和电流
  • 为备用供电留出余量:参见如何计算备用供电时间

应避免

  • 经常放电到零
  • 让电池长时间处于亏电状态
  • 只按标称容量比较电池
  • 购买永远用不上的多余容量

使用Editor Solar绘制系统图

下方是已载入本文示例的Editor Solar编辑器。您可以移动设备、修改标签、连接部件,并导出为PNG、SVG或PDF。所有操作都在浏览器中进行,无需付费。

按80%放电深度使用的6.25 kWh电池组,每天供电5 kWh。

动手试试: 把DoD改成50%,重新计算电池组的标称容量。记下你需要多买多少kWh。

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