تحميل ملف المواصفات التقنية (PDF)

دليل عمق التفريغ (DoD) والبطاريات ذات التفريغ العميق: عمر الدورة، وحماية نظام إدارة البطارية (BMS)، والطاقة القابلة للاستخدام في أنظمة تخزين الطاقة بالليثيوم (BESS)

عند تحديد سعة بطارية ثابتة ذات تفريغ عميق أو تشغيلها، يُعبِّر عمق التفريغ (DoD) عن مقدار السعة المرجعية للبطارية أو الطاقة التي يتم تفريغها فعليًّا خلال الدورة. بعبارات هندسية بسيطة: عمق التفريغ (DoD) (%) = الطاقة المفرغة ÷ السعة المرجعية للطاقة × 100%. وهذا أمر مهم لأن عمر الدورة، والطاقة القابلة للاستخدام، ومدة التشغيل الاحتياطي، وعائد الاستثمار (ROI) تنهار جميعها عندما يقارن المشترون القيمة المعلنة بالكيلوواط/ساعة (kWh) دون التحقق من أساس اختبار عمق التفريغ (DoD) المعتمد.

في جميع المشاريع المنشورة ضمن محفظة MegSolid، فإن MEG-Solid-512314FL1 تبلغ السعة المقننة للبطارية الهجينة السكنية ذات الحالة الصلبة 51.2 فولت / 314 أمبير-ساعة / 16.07 كيلوواط-ساعة، مع 8,000 دورة شحن وتفريغ عند عمق تفريغ يبلغ 80٪، و MG 512314 تبلغ السعة التصنيفية للوحدة القابلة للنقل 51.2 فولت / 314 أمبير-ساعة / 16.076 كيلوواط-ساعة، وتبلغ عدد دورات الشحن والتفريغ ≥ 6,000 دورة عند درجة حرارة 25 درجة مئوية ونسبة 80% من نهاية العمر التشغيلي، و ESSA0100B-0215 تبلغ السعة المقدرة للخزانة الخارجية C&I 100 كيلوواط / 215.04 كيلوواط·ساعة مع ≥ 5,000 دورة. إذا كنت تراجع أنظمة تخزين الطاقة المنزلية, أنظمة تخزين الطاقة التجارية والصناعية (C&I) أو أنظمة تخزين الطاقة ذات الحالة الصلبة، ويفصل هذا الدليل بين التشغيل الروتيني للدورات العميقة والتفريغ الزائد الخطير الذي يتجاوز حدود القطع.

رسم بياني توضيحي عن عمق التفريغ يشرح معنى «عمق التفريغ» (DoD)، و«عمق التفريغ» مقترنًا بنسبة الشحن المتبقية (SoC)، وتصميم البطاريات ذات الدورات العميقة، ومحدودية بطاريات الرصاص الحمضية، ولماذا لا تعني نسبة الشحن المتبقية المعروضة عند 0 في المائة حدوث تلف في البطارية

ما هي البطارية ذات التفريغ العميق؟ شرح الفرق بين «التفريغ العميق» (DoD) و«حالة الشحن» (SoC)

عندما يبحث المهندسون عن معنى مصطلح «بطارية ذات تفريغ عميق»، تظهر معنيان مختلفان. ويؤدي الخلط بين هذين المعنيين إلى مواصفات خاطئة، ومقارنات خاطئة للضمان، وإعدادات تشغيل خاطئة.

معنيان هندسيان لمصطلح “التفريغ العميق”

الصيغة الأساسية: عمق التفريغ (DoD) وحالة الشحن (SoC)

على أساس الطاقة المتسقة، يُحسب معدل تفريغ الشحن (DoD) (%) على النحو التالي: الطاقة المُفرغة ÷ سعة الطاقة المرجعية × 100%. وفي إطار نفس خط الأساس المعاير، تكون العلاقة المثالية هي: معدل تفريغ الشحن (DoD) (%) + نسبة الشحن (SoC) (%) = 100%.

كيف يؤثر عمق تفريغ البطارية على عدد دورات الشحن والتفريغ وعلى إجمالي الطاقة المُنتجة على مدار العمر الافتراضي للبطارية

عندما يقارن المشترون عروض البطاريات بناءً على السعر المقدم لكل كيلوواط/ساعة فقط، فإنهم عادةً ما يغفلون عن الرقم الذي يحدد فعليًّا الجدوى الاقتصادية للتخزين: وهو مقدار الطاقة التي يمكن للنظام توفيرها خلال فترة عمق التفريغ (DoD) المعتمدة قبل أن يصل إلى حالة نهاية العمر التشغيلي المحددة.

صيغة معدل النقل التراكمي على مدى العمر التشغيلي وحدود القابلية للمقارنة

بالنسبة لطراز معين من البطاريات تم اختباره عند درجة حرارة محددة (DoD) وعدد دورات مصنّف، يمكن التعبير عن معدل إنتاج الطاقة النظري على مدى العمر الافتراضي بالصيغة التالية: E_lifetime = N_cycles × E_per_cycle.

نموذج MegSolidالجهد والسعة/الطاقة المؤكدةالمواصفات المؤكدة للخلية والحرارةمواصفات عمر الدورة التشغيلية ومعدل تفريغ الشحن (DoD) المنشورةملاحظة بشأن السعة الإنتاجية الهندسية وتحديد الأحجام
MEG-Solid-512314FL1 (للاستخدام المنزلي)51.2 فولت / 314 أمبير-ساعة / 16.07 كيلوواط-ساعة (نطاق التشغيل: 43.2–57.6 فولت؛ حد قطع التيار عند التفريغ: 43.2 فولت)بطارية LiFePO4 هجينة من نوع الحالة الصلبة، 314 أمبير/ساعة8,000 دورة عند عمق تفريغ (DoD) بنسبة 80%عند عمق تفريغ (DoD) يبلغ 80٪، يبلغ استهلاك التيار المستمر (DC) عند بداية العمر التشغيلي (BOL) 12.856 كيلوواط/ساعة لكل دورة؛ ويبلغ الحد الأعلى لإنتاج الطاقة عند بداية العمر التشغيلي (BOL) 102.85 ميجاواط/ساعة من التيار المستمر (DC) قبل انخفاض حالة الصحة (SOH) وخسائر العاكس
MG 512314 (وحدة سكنية متنقلة)51.2 فولت / 314 أمبير-ساعة / 16.076 كيلوواط-ساعة (نطاق التشغيل 40.0–58.4 فولت)بطارية سعة 314 أمبير/ساعة، تذكر صفحة المنتج سعة ≥ 314 أمبير/ساعة عند 0.2C≥ 6,000 دورة عند 25 درجة مئوية، 80% عند نهاية العمر التشغيلي (EOL)تأكيد النسبة المئوية لـ «DoD» في الوثائق الخاضعة للرقابة قبل حساب إجمالي الطاقة المستهلكة (MWh) على مدى العمر الافتراضي
ESSA0100B-0215 (C&I خزانة خارجية)768 فولت، 100 كيلوواط تيار متردد، 215.04 كيلوواط/ساعة، 672–850 فولت تيار مستمر280 أمبير/ساعة LFP، 0.5C، تبريد هوائي ذكي≥ 5,000 دورةتركيبة LFP القياسية بسعة 280 أمبير/ساعة؛ التحقق من حدود عمق التفريغ (DoD) ونهاية العمر التشغيلي (EOL) وفقًا للعقد
Energon 261 (خزانة C&I مبردة بالسائل)832 فولت، 125 كيلو فولت أمبير تيار متردد، 261.24 كيلوواط ساعة، 676–936 فولت تيار مستمر314 أمبير/ساعة LFP، نظام تبريد سائل ذكيالتحقق من دورة الحياة الخاصة بالمشروع، وفترة خدمة (DoD)، ومنحنى حالة الصلاحية (SOH) في الوثائق الخاضعة للرقابةالتحقق من معامل القدرة، وظروف الاختبار، والحد المسموح به للحمل الإضافي
5000INTL (حاوية متعددة الأغراض بطول 20 قدمًا)1,331.2 فولت، 2,700 كيلوواط تيار متردد، 5,015.9 كيلوواط/ساعة، 1,123.2–1,497.6 فولت تيار مستمررمز الخلية SHS180-314؛ نظام تبريد سائل ذكيالتحقق من عمر الدورة التشغيلية على مستوى الحاوية، ومستوى الشحن (DoD)، وفئة الإلكتروليت من خلال الوثائق الخاضعة للرقابةلا تستنتج نوع الإلكتروليت من رمز الخلية وحده
رسم بياني إعلامي يوضح الإنتاجية الإجمالية على مدى العمر التشغيلي، مع قدرة اسمية تبلغ 16.07 كيلوواط/ساعة، وعمق تفريغ (DoD) بنسبة 80 في المائة، و8000 دورة، وإنتاجية تجميعية للتيار المستمر تبلغ 102.85 ميغاواط/ساعة

كيفية مراجعة أوراق بيانات أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) وشروط الضمان الخاصة بوزارة الدفاع الأمريكية (DoD) مقارنةً بعمر الدورة التشغيلية

مخاطر التفريغ المفرط: ماذا يحدث أثناء التفريغ العميق للبطارية بما يتجاوز حدود القطع؟

إن وصول نسبة شحن البطارية (SoC) المعروضة إلى 0% خلال دورة تفريغ عادية لا يعني تلقائيًّا أن البطارية تالفة. في ظل التشغيل العادي، يقوم العاكس ونظام إدارة البطارية (BMS) بإيقاف التفريغ عند الحد الأدنى المسموح به للتشغيل، بينما تظل الشحنة الوقائية موجودة في الخلايا. ولا يبدأ التفريغ الزائد الخطير إلا عندما يتم تفريغ حزمة البطاريات إلى ما دون الحد الأدنى المسموح به، وغالبًا ما يحدث ذلك بسبب بقاء الأحمال موصولة بعد انقطاع التيار أو بقاء البطارية المستنفدة دون شحن لفترة طويلة جدًّا.

الآلية الكهروكيميائية للتفريغ المفرط الشديد

ثلاث وظائف حماية يجب التحقق منها في التصميم الهندسي لأنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS)

نظرًا لأن نطاقات جهد التشغيل المنشورة تختلف عن منطق الحماية الداخلي للأجهزة، يجب على المهندسين التحقق بشكل منفصل من إعدادات احتياطي العاكس، وحماية نظام إدارة البطارية (BMS) من انخفاض الجهد، وبروتوكول استعادة التشغيل في حالات انخفاض الجهد الشديد.

فئة وظائف الحمايةالغرض الهندسيالمعلمات الرئيسية التي يجب التحقق منها وفقًا لوثائق كل طرازبروتوكول التشغيل والاستعادة
1. احتياطي حالة التشغيل (SoC) للعاكسات EMS / الهجينةيوقف التفريغ اليومي الروتيني للتيار المتردد مع ترك هامش قابل للاستخدام فوق الحد الأدنى لجهد البطاريةالحد الأدنى لاحتياطي SoC القابل للبرمجة من قبل المستخدم، وإعداد قطع التيار عند انخفاض الجهد في العاكس، واتصال نظام إدارة البطارية (BMS) عبر شبكة CAN أو RS485يقوم العاكس بإيقاف تفريغ حمل التيار المتردد عند مستوى الاحتياطي المُعد مسبقًا، مع إبقاء مسارات الطاقة الكهروضوئية والشاحن متاحة من أجل العودة إلى الوضع الطبيعي
2. نظام إدارة البطاريات (BMS) لحماية حزمة البطاريات/حامل البطاريات من انخفاض الجهديقوم بفصل التيار أو منع التفريغ إذا وصل جهد البطارية أو الخلية إلى عتبة الحماية المحددة في نظام إدارة البطارية (BMS)نطاق جهد التشغيل المنشور بالإضافة إلى المواصفات المنفصلة لنظام إدارة البطارية (BMS) المتعلقة بانقطاع التيار بسبب انخفاض الجهد (UVP) وعملية الاستعادةلا تفترض أن عملية الاستيقاظ تتم تلقائيًا؛ تحقق من آلية إعادة الضبط والاستعادة الدقيقة لنظام إدارة البطارية (BMS) في الدليل الخاص بالطراز المعني
3. قفل نظام التشغيل في حالة حدوث عطل شديد في انخفاض الجهد الكهربائي، والتوقف التشخيصييمنع الشحن غير الآمن في حالة انخفاض مستوى الشحن في الخلايا إلى ما دون الحد الأدنى المسموح به من قبل الشركة المصنعةعتبة الإغلاق الشديد على مستوى الخلية، والتيار الساكن لنظام إدارة البطارية (BMS)، ومعدل التفريغ الذاتيلا تحاول أبدًا الشحن القسري أو تشغيل المحرك بنفسك؛ افصل الأحمال ودع «MegSolid» أو فنيًّا مؤهلاً يفحص حزمة البطاريات
رسم بياني توضيحي للحماية من الجهد المنخفض يوضح احتياطي العاكس، وحماية نظام إدارة البطارية (BMS) من الجهد المنخفض، وإيقاف التشغيل في حالة حدوث عطل لأنظمة بطاريات الليثيوم

أمثلة على سيناريوهات تكوين احتياطيات وزارة الدفاع (DoD) واحتياطيات نظام العمليات (SoC)

بالنسبة لفرق المشاريع التي تقارن بين المنتجات، فإن السؤال الصحيح ليس “إلى أي مدى يمكن أن تستمر البطارية؟”. بل السؤال الحقيقي هو: “عند أي مستوى من مستوى التفريغ (DoD)، وفي أي ظروف اختبار، وإلى أي حد من حدود نهاية العمر التشغيلي، وبأي منطق حماية؟”. هذه هي الطريقة التي تحافظ بها على الجدوى الاقتصادية لدورة الحياة، بدلاً من شراء رقم رئيسي يبعث على الطمأنينة ولكنه لا معنى له.

إذا كان موقعك يحتاج إلى تنسيق مؤكد بين البطارية والمحول، فقارن بين MEG-Solid-512314FL1, MG 512314, مجموعة خزائن ESSA الخارجية, نظام تخزين الطاقة (ESS) «إينرجون 261» المبرد بالسائل و 5000INTL للتخزين في حاويات مقارنة كل منها بالآخر على أساس هندسي واحد قبل التوقيع على وثيقة الشراء.

الأسئلة الشائعة

عمق التفريغ هو النسبة المئوية من السعة المرجعية للبطارية أو الطاقة التي تم تفريغها خلال دورة شحن وتفريغ واحدة. فإذا قدمت بطارية مرجعية بسعة 10.24 كيلوواط/ساعة طاقة قدرها 9.20 كيلوواط/ساعة على أساس التيار المستمر نفسه، فإن عمق التفريغ يبلغ حوالي 90%. يجب على المشترين التأكد مما إذا كان الأساس هو طاقة التيار المستمر (DC) أو طاقة التيار المتردد (AC) أو أمبير ساعة (Ah)، مع الحفاظ على البسط والمقام على نفس الأساس.

في إطار نفس خط الأساس المرجعي المعاير، نعم: DoD زائد SoC يساوي 100٪. لكن في الواقع العملي، فإن قيمة SoC المعروضة هي تقدير من نظام إدارة البطارية (BMS) يتأثر بعدّ الكولوم، والبحث عن الجهد، ودرجة الحرارة، والمعايرة؛ لذا لا ينبغي اعتبارها معادلة فيزيائية دقيقة في كل لحظة.

لا. في النظام المُهيأ بشكل صحيح، يقوم العاكس أو نظام إدارة البطارية (BMS) بإيقاف التفريغ عند الحد الأدنى المسموح به للتشغيل، بينما لا تزال الشحنة الوقائية موجودة في الخلايا. ويزداد خطر التلف عندما تُترك الحزمة مستنفدة لفترة طويلة أو تُجبر على العمل بجهد أقل من الحد الأدنى لجهد القطع المحدد من قبل الشركة المصنعة.

تُدرج المواصفات المنشورة لطراز MEG-Solid-512314FL1 القيم التالية: 51.2 فولت، 314 أمبير/ساعة، 16.07 كيلوواط ساعة، ونطاق تشغيل يتراوح بين 43.2 فولت و57.6 فولت، وقطع التيار عند 43.2 فولت، و8,000 دورة عند عمق تفريغ (DoD) بنسبة 80%. تنطبق هذه الأرقام على هذا الطراز وعلى أساس الاختبار المذكور فقط.

عند عمق تفريغ (DoD) يبلغ 80٪، تعادل الدورة الواحدة 12.856 كيلوواط/ساعة من طاقة التيار المستمر في بداية العمر التشغيلي. وبضرب هذا الرقم في 8,000 دورة، نحصل على إنتاجية نظرية قصوى للعمر التشغيلي تبلغ 102.85 ميجاواط/ساعة من التيار المستمر، قبل انخفاض حالة الصحة (SOH) وخسائر تحويل العاكس والاستهلاك الإضافي.

لا. لا يوجد معامل تحويل عام يمكنه تحويل عمر الدورة بأمان بين مستويات مختلفة من عمق التفريغ (DoD) عبر التركيبات الكيميائية والمنتجات المختلفة. ويجب أن يكون أي ادعاء بشأن التشغيل عند مستويات أعلى أو أقل من عمق التفريغ (DoD) مدعومًا ببيانات اختبار خاصة بالنموذج وبنود الضمان، وليس باستقراءات تسويقية.

كلاهما من منتجات الفئة 51.2 فولت و314 أمبير/ساعة، لكن نطاقات التشغيل المعلنة وبيانات عدد الدورات تختلف بينهما. يُدرج الطراز MEG-Solid-512314FL1 16.07 كيلوواط ساعة، و43.2 فولت إلى 57.6 فولت، و8,000 دورة عند عمق تفريغ (DoD) بنسبة 80٪، بينما يُدرج الطراز MG 512314 16.076 كيلوواط ساعة، من 40.0 فولت إلى 58.4 فولت، و6,000 دورة أو أكثر عند 25 درجة مئوية و80% من نهاية العمر التشغيلي (EOL). ولا ينبغي اعتبارهما قابلين للتبادل دون التحقق من التطبيق المحدد وتوافق العاكس.

لأن خرج التيار المتردد (AC) يتضمن بالفعل خسائر التحويل الناتجة عن العاكس أو وحدة التحكم في الطاقة (PCS)، وقد يتضمن أيضًا الأحمال الإضافية وتأثيرات انخفاض الجهد. لذا، يجب أن تستند حسابات عمق التفريغ (DoD) إلى أساس متسق. فخلط الطاقة المُقدَّمة بالتيار المتردد (AC) مع الطاقة الاسمية المُدرجة على اللوحة بالتيار المستمر (DC) يؤدي إلى نتائج مشوهة، وقد يؤدي إلى استنتاجات خاطئة بشأن معدل استخدام البطارية.

تحقق من ثلاث طبقات بشكل منفصل: احتياطي حالة التشغيل (SoC) الخاص بالعاكس أو نظام إدارة الطاقة (EMS)، ومنطق الحماية من انخفاض الجهد واستعادة التشغيل في نظام إدارة البطارية (BMS)، وإجراء قفل النظام في حالة حدوث عطل شديد بسبب انخفاض الجهد. تخدم هذه الطبقات الثلاث أغراضًا مختلفة ولا ينبغي الخلط بينها.

قم على الفور بفصل جميع الأحمال الخارجية، وراجع الوثائق الخاصة بالطراز، وحدد ما إذا كانت الوحدة قد وصلت ببساطة إلى حد الإيقاف التشغيلي العادي أم أنها دخلت في حالة عطل أعمق في نظام إدارة البطارية (BMS). لا تقم بتجاوز نظام إدارة البطارية (BMS) أو إجراء شحن قسري. يجب تقييم حزمة البطاريات التي تعرضت لتفريغ مفرط شديد من قِبل شركة MegSolid أو فني مؤهل باستخدام إجراء الاستعادة المعتمد.

يجب على المشترين في الولايات المتحدة التحقق من معايير الاختبار الدقيقة التي تتبعها وزارة الدفاع الأمريكية (DoD)، ونقطة نهاية العمر التشغيلي المعلنة، والطاقة المتاحة التي تعمل بالتيار المتردد بعد خصم خسائر العاكس، ومنطق الحماية من الجهد المنخفض الخاص بكل طراز، وتوافق العاكس أو نظام التحكم في الطاقة (PCS). وينبغي مقارنة عروض البطاريات على أساس هندسي موحد، بدلاً من الاعتماد على السعة المعلنة بالكيلوواط/ساعة وحدها.

يجب أن تؤكد شهادات الكفاءة الأوروبية (EPC) نطاق الجهد المعلن، وقيم الأمبير-ساعة (Ah) والكيلوواط-ساعة (kWh)، ومعدل الشحن C أو P، ودرجة الحرارة المستخدمة في اختبار الدورة، ومعيار نهاية العمر التشغيلي، وما إذا كان الرقم المنشور يتعلق بخلية منفردة أم بنظام كامل. كما يجب أن تتحقق من إعدادات الاتصال بالعاكس وإعدادات استعادة الجهد المنخفض قبل بدء التشغيل.

يجب على المشترين في جنوب أفريقيا من قطاعي C&I مواءمة استراتيجية «DoD» مع النوافذ التعريفية، ومخاطر انقطاع التيار، ودرجة الحرارة المحيطة، والاحتياطي الاحتياطي المطلوب للموقع. ويجب عليهم التأكد من احتياطي مستوى الشحن (SoC) اليومي المعتمد، ونطاق الجهد في نظام إدارة البطارية (BMS)، وعدد كيلوواط/ساعة التيار المتردد القابل للاستخدام فعليًّا بعد خصم خسائر التحويل، بدلاً من الاعتماد على الرقم المذكور على اللوحة التعريفية بمفرده.

شاركنا ملف تعريف حمل موقعك، أو متطلبات انقطاع التيار، أو النافذة الزمنية المستهدفة للتشغيل اليومي، وسيقوم فريقنا الهندسي بمطابقة إعدادات البطارية والمحول وأنظمة الحماية بما يتناسب مع مشروعك.

تركز شركة MegSolid (Hong Kong) Limited على البحث والتطوير والتصميم وتوريد أنظمة تخزين الطاقة عالية الأداء. وبفضل عشر سنوات من الخبرة التقنية المتراكمة، نقدم للعملاء حول العالم أنظمة تخزين طاقة مخصصة في خزانات خارجية، وعواكس منزلية، وحلول طاقة محمولة.
واتساب/ويتشات: +852 59811073

احصل على حل تخزين الطاقة MegSolid الخاص بك خلال 24 ساعة

مباشرةً من شركة مصنعة لبطاريات الحالة الصلبة. احصل على عرض مخصص لنظام تخزين الطاقة (ESS)، وتحليل العائد على الاستثمار، وتوصيات بشأن النظام من فريقنا الهندسي.

ما ستحصل عليه

موثوق بها في جميع أنحاء العالم:

UL، IEC، UN38.3، جمعية تصنيف السفن الصينية (CCS)، GB36276-2023، RoHS

الطرازات الأكثر رواجًا:

التطبيقات:

مصانع · مزارع شمسية · تعدين · جزر · مراكز بيانات

أخبرنا عن مشروعك لنقوم بتصميم النظام لك.