عمق دشارژ باتری یا DOD چیست؟

عمق دشارژ باتری یا DOD چیست؟

راهنمای مطالعه

عمق دشارژ باتری یا DOD مخفف کلمه Depth Of Discharge است و درصد تخلیه شده باتری را نسبت به ظرفیت کلی آن نشان می دهد در واقع عمق دشارژ باتری ظرفیت تخلیه شده از باتری کامل شارژ شده، تقسیم بر ظرفیت اسمی باتری است. عمق دشارژ به صورت درصد بیان می شود. برای مثال ، اگر یک باتری 100 آمپر ساعتی به مدت 20 دقیقه در جریان 50 آمپر تخلیه شود، عمق دشارژ آن برابر 50 * 20 /60 /100 = 16.7٪ خواهد بود. 

عمق دشارژ مکمل شارژ باتری است به این معنا که با افزایش یکی دیگری کاهش می یابد. شارژ باتری عموما با استفاده از درصد نشان داده می شود به عنوان مثال 0 درصد یعنی باتری کاملا خالی است و 100درصد یعنی باتری کاملا پر است همچنین عمق دشارژ 100 درصد یعنی باتری بطور کامل تخلیه شده و صفر در صد یعنی باتری اصلا تخلیه نشده است گاهی عمق دشارژ با استفاده از آمپر ساعت نیز بیان می گردد به عنوان مثال در یک باتری 50 آمپر ساعت عمق دشارژ 0 آمپر یعنی باتری کامل پر بوده و عمق دشارژ 50 آمپر یعنی باتری بطور کامل تخلیه شده است.

 

گاهی ممکن است ظرفیت یک باتری بیشتر از آمپر اسمی نوشته شده بر روی آن باشد، بنابراین ممکن است عمق دشارژ باتری طبق محاسبات حتی از مقدار اسمی آن نیز تجاوز کند به عنوان مثال امکان دارد به عمق دشارژ 55 آمپر ساعت برای باتری 50 آمپر ساعت و یا  110 درصد نیز برسیم!  

در کل باتری ها برای ذخیره انرژی و آزاد سازی آن در زمان مورد نظر ما ساخته شده اند. در اندازه گیری کارایی باتری ها چندین فاکتور مهم وجود دارد که اولین مورد آن این است که باتری باید بتواند مقدار زیادی انرژی را در خود ذخیره کند و دومین عامل، باتری باید بتواند انرژی ذخیره شده را به خوبی خارج کند این جاست که عمق دشارژ باتری اهمیت پیدا می کند. 

دیاگرام عمق دشارژ باتری

رابطه عمق دشارژ و عمر مفید باتری

در اکثر فناوری های باتری ، مانند باتری های سیلد اسید و باتری های AGM ، بین عمق دشارژ باتری و عمر مفید باتری رابطه مسقیم وجود دارد در واقع هرچه باتری بیشتر شارژ و دشارژ شود، طول عمر آن کوتاهتر خواهد شد. به طور کلی هیچگاه تخلیه کامل باتری توصیه نمی شود، زیرا عمر مفید باتری را به طور چشمگیری کاهش می دهد. بسیاری از تولیدکنندگان باتری برای به حداکثر رساندن عمر مفید باتری درصد DOD پیشنهادی را در مشخصات باتری ذکر می کنند.

چرخه عمر مفید یا Cycle Life 

چرخه عمر باتری یا Cycle life باتری تعداد دفعات شارژ و دشارژی است که باتری می تواند در طول عمر مفید خود انجام بدهد و بستگی به میزان استفاده از ظرفیت باتری دارد در واقع اگر باتری ها را با درصد کمتری تخلیه یا دشارژ کنید، چرخه های بیشتر و مفیدتری نسبت به زمانی که باتری را تا حداکثر DoD آن تخلیه کنید، خواهد داشت. 

بسته به عمق دشارژ و دمای محیط قرارگیری، باتری های سیلد اسید معمولی 200 تا 300 سایکل یا چرخه عمر مفید دارند. برای همین برای مصارفی که نیاز به شارژ و دشارژ زیاد دارند مانند سیستم های برق خورشیدی یا ماشین های برقی توصیه می شود که از باتری های دیپ سایکل استفاده کنند. در واقع دلیل تمام شدن عمر باتری ها خوردگی الکترودهای مثبت و کاهش مواد فعال در پلیت های مثبت باتری است که این موارد در دماهای بالاتر تسریع می شوند. 

مقایسه عمق دشارژ و چرخه عمر باتری

یکی از عوامل دیگری که بر طول عمر باتری تأثیر می گذارد محیط نگهداری باتری و درجه حرارت محیط می باشد. نگهداری باتری ها در محیط گرم (بیش از 30 درجه سانتیگراد) باعث کاهش طول عمر باتری می شود. دمای بسیار سرد نیز تأثیر منفی بر باتری می گذارد، زیرا برای شارژ باید سخت تر و با ولتاژ بالاتر کار کند. برای به حداکثر رساندن عمر مفید باتری خود، سعی کنید آن را در یک محیط نه خیلی گرم و نه خیلی سرد نگه دارید.

چرا دشارژ عمیق عمر باتری را کم می کند؟

به نقل از sciencedirect در سری مقالاتی که در زمینه دشارژ باتری های سیلد اسید منتشر کرده است، دشارژ عمیق در باتری های سیلد اسید باعث تنش مکانیکی در پلیت های باتری می شود که منجر به ریزش مواد فعال پلیت، کم شدن هدایت الکتریکی پلیت و در نتیجه کاهش طول عمر مفید باتری خواهد شد. در هر باتری استفاده از مواد فعال یک معامله در مقابل طول عمر باتری است یعنی هر چه میزان بیشتری از مواد فعال باتری استفاده کرده و یا هدر دهید در واقع طول عمر آن را کاهش داده اید. 

تغییرات گسترده در ساختار کریستالوگرافی پلیت های باتری در حین شارژ و تخلیه عمیق باتری از شایع ترین علت های استرس مکانیکی در پلیت و مواد فعال داخل باتری است. همینطور تغییرات شدید ولتاژ در پایان شارژ و دشارژ باعث ایجاد واکنش های ناخواسته پلیت باتری مثل خوردگی و واکنش های مخرب دیگر می گردد.  

ریزش مواد فعال پلیت ها از دلایل اصلی کاهش عمر باتری های سیلد اسید در اثر دشارژ عمیق است. در زمان شارژ و دشارژ باتری سایز مواد فعال مثبت در زمان دشارژ ( یعنی وقتی که سولفات سرب تشکیل می‌شود ) افزایش پیدا می کند و همینطور بطور عکس در زمان شارژ باتری کاهش پیدا می کند یعنی وقتی که دی اکسید سرب تشکیل می شود. در دشارژ عمیق باتری این تغییرات حجمی باعث ایجاد تنش مکانیکی در  پلیت های باتری شده و در نتیجه مواد فعال پلیت به تدریج از هم جدا شده و می ریزند.

یکی دیگر از دلایل ریزش مواد پلیت باتری بهم خوردن غلظت یکدست در اسید باتری است به این صورت که که غلظت اسید در انتهای سلول بیشتر می شود. این اتفاق معمولاً زمانی رخ می دهد که باتری بصورت عمیق تخلیه یا دشارژ شده است.در این حالت مواد فعال و جود در اسید غلیظ تر که در پایین سلول باتری قرار دارد نرم می شود و می ریزد، با اینکه ممکن است مواد موجود در بالا که در اسید با غلظت کمتری قرار دارند در شرایط خوبی باقی بماند. 

زمانی که باتری بیش از حد شارژ می شود در الکترولیت حباب های گاز تولید شده که باعث بهم خوردن الکترولیت می شود و از چند لایه شدن غلظت اسید جلوگیری میکند اما این حباب ها سبب بوجود آمدن مشکلات دیگری مانند خوردگی شبکیه باتری خواهند شد و بازده انرژی باتری را کاهش می دهد. علاوه بر این، حباب‌های گاز شکل گرفته در زمان شارژ بیش از اندازه به پلیت ها فشار زیادی در مقیاس میکرو وارد می‌کنند که می‌تواند باعث شکسته شدن و ریزش مواد فعال روی پلیت ها شوند در این شرایط گردش مکانیکی اسید باتری می تواند موثر باشد اما سبب افزایش حجم هر سلول می شود و بنابراین در اکثر کاربری ها کاربردی نیست. 

موثرترین راه برای کاهش ریزش الکترولیت استفاده از یک شبکه از گلس مت glass mat یا شبکه ای از سایر مواد نرم روی پلیت مثبت باتری است تا بتواند مواد را در جای خود نگه دارد. باتری‌های سیلد اسید Valve regulated lead acid batteries دارای الکترودهایی هستند که با گلس مت پوشیده شده اند و ریزش بسیار کمی دارند اما به دلیل طبقه ای شدن غلظت اسید باتری مواد فعال پلیت ها نرم شود. 

در باتری‌های ژل اسید بدلیل اینکه از الکترولیت بصورت ژل‌شده استفاده میشود، در زمان دشارژ عمیق لایه‌بندی اسید بسیار کمتر بوجود خواهد آمد و ریزش بسیار کمتری نسبت به سایر باتری ها در پلیت ها باتری های ژل اسید بوجود خواهد آمد در واقع دلیل اینکه باتری های ژل امکان شارژ و دشارژ بیشتری دارند همین است. 

چرخه دشارژ در باتری

چرخه دشارژ یک باتری اصطلاحی است برای توصیف فرایندی که در آن تمام انرژی موجود در باتری استفاده می شود بکار می رود همچنین می تواند برای تعیین عمر باتری مورد استفاده قرار گیرد. دو نوع دشارژ باتری عبارتند از دشارژ عمیق و دشارژ نیمه عمیق. 

دشارژ عمیق مربوط به فرایند تخلیه کامل باتری قبل از شارژ مجدد آن است و تخلیه مقداری از باتری و سپس شارژ دوباره آن تا 100 درصد و یا چند درصد بالاتر، دشارژ نیمه عمیق گفته می شود.

چرخه دشارژ باتری

نکات ایمنی در زمان تخلیه باتری

  • گرمای محیطی که باتری در آن قرار دارد عملکرد باتری را افزایش می دهد، اما طول عمر آن را کاهش خواهد داد.
  • کاهش دمای محیط عملکرد باتری را کاهش می دهد، دمای پایین طول عمر باتری را افزایش خواهد داد البته تا قبل از رسیدن به دمای انجماد که موجب یخ زدن الکترولیت گردد. 
  • تخلیه باتری تا عمق زیاد یعنی عمق تخلیه بیشتر از 50 درصد به شدت عمر باتری را کاهش خواهد داد. 

سوالات متداول

پر تکرار ترین سوالات در مورد عمق دشارژ باتری

DOD باتری مخفف کلمه Depth Of Discharge یا به فارسی عمق دشارژ است.

عمق دشارژ باتری درصد تخلیه شده آن را نسبت به ظرفیت کلی باتری بصورت درصد نشان می دهد.

از اینستاگرام یو پی اس کاران

مشاور شما در خرید انواع یو پی اس

در همین رابطه

کارشناسان ما در اولین فرصت پاسخگوی سوالات شما خواهند بود.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

تماس در واتساپ

:: یو پی اس کاران ::

از تماس شما سپاسگذاریم

حداکثر در چند دقیقه پاسخگوی شما هستیم