电池中存储的可用能量称为电池容量,以特定 C 额定值下的安培小时 (Ah) 为单位测量。C 等级是指放电时间,C10(10 小时放电)等级是最常用的等级。请注意,在比较电池容量或 C 额定值时,您应该始终参考制造商的规格。所有深循环电池制造商都将提供一个或多个 C 额定值的电池总容量(以 Ah 为单位)。放电时间越长,容量Ah等级越高。
当电池放电时,使用的电池电量称为放电深度(DOD),而仍可用的能量称为充电状态(SOC)。DOD 和 SOC 的水平与空载下的电池或电芯电压成正比。典型的充满电的 12V 电池的电压读数为 12.8 至 13.0 伏,而完全放电的 12V 电池的读数约为 11.8 至 12.0 伏,具体取决于温度和电池的使用年限。典型的 12V 铅酸电池参见下图:
注意:如果没有能量计(或分流器),只能在电池无负载的情况下使用电池电压估算 SOC!
电池温度对 SOC 有显着影响——较低的电池温度会降低 SOC 和可用能量。然而,较低的电池温度不会缩短电池寿命,除非电解质冻结,在这种情况下它会损坏电池。另一方面,高电池温度会大大缩短电池的寿命。理想的工作温度范围为 15 至 25°C。通常,一旦电池温度(不是空气温度)达到 35°C 或更高,电池寿命就会缩短。造成的损害与温度成正比。例如,长时间高于 40°C 的高温会在短短 1-2 年内毁坏设计寿命为 10 年的电池。
放电深度(DOD)指从蓄电池取出电量占额定容量的百分比。浅循环蓄电池的放电深度不应超过25%,深循环蓄电池则可释放80%的电量(Ball& Risser,1988)。因为蓄电池寿命受蓄电池的平均充电状态所影响,因此我们在设计一个系统时必须协调好电池的循环深度和容量之间的关系。 [2]
单体电池或电池的放电深度用于衡量已释放电荷量。它以A·h形式表达。DOD同样可以用百分比的形式表示,铅酸电池通常就是用百分比来表达其DOD。将DOD以A·h形式表达更为有用,这样荷电状态(SOC)(以百分比表示)和DOD(以A·h表示)组合与两项指标都用百分比表示相比能够传递更多信息。这对于个实际容量大于其标称容量的电池来说是明显的(例如,标称为100A·h,实际为105A·h)。当一个额定容量为100A·h的电池释放了100A·h的电荷量,SOC将会变为0,此时,电池的DOD则可表示为100%或者100A·h。但是如果想将电池全部电荷量都释放出来,但此时电池的SOC仍旧只是0(因为SOC不能为负值),同时以百分比标注的电池DOD也只能为100%(因为以百分比标注的DOD不能高于100%)。然而,若以A·h表示那么此时DOD将会变为正确的105A·h。知道电池的DOD为105A·h比知道它达到100%更为有用,这是因为即使电池的DOD达到了100%,,仍旧可以从中释放电能。用A·h表达DOD的另一个重要原因是电池的放电深度与其放电速率无关。 [3]
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