放電深度
放電深度(DOD)指從蓄電池取出電量占額定容量的百分比。淺循環蓄電池的放電深度不應超過25%,深循環蓄電池則可釋放80%的電量(Ball& Risser,1988)。因為蓄電池壽命受蓄電池的平均充電狀態所影響,因此我們在設計一個系統時必須協調好電池的循環深度和容量之間的關係。
單體電池或電池的放電深度用於衡量已釋放電荷量。它以A·h形式表達。DOD同樣可以用百分比的形式表示,鉛酸電池通常就是用百分比來表達其DOD。將DOD以A·h形式表達更為有用,這樣荷電狀態(SOC)(以百分比表示)和DOD(以A·h表示)組合與兩項指標都用百分比表示相比能夠傳遞更多信息。這對於個實際容量大於其標稱容量的電池來說是明顯的(例如,標稱為100A·h,實際為105A·h)。當一個額定容量為100A·h的電池釋放了100A·h的電荷量,SOC將會變為0,此時,電池的DOD則可表示為100%或者100A·h。但是如果想將電池全部電荷量都釋放出來,但此時電池的SOC仍舊只是0(因為SOC不能為負值),同時以百分比標註的電池DOD也只能為100%(因為以百分比標註的DOD不能高於100%)。然而,若以A·h表示那么此時DOD將會變為正確的105A·h。知道電池的DOD為105A·h比知道它達到100%更為有用,這是因為即使電池的DOD達到了100%,,仍舊可以從中釋放電能。用A·h表達DOD的另一個重要原因是電池的放電深度與其放電速率無關。
相關概念
荷電狀態
電池或者單體電池的荷電狀態(SOC)是指某個指定時刻,其可用電荷量與滿充狀態下可用電荷量的比值。SOC以百分數的形式表示,100%表示荷電狀態為滿,0表示荷電狀態為空。電池SOC的評估方程通常以電量表方程的形式表示,尤其是電動車中的電池,因為它與汽油車油量表方程類似。須知,電池中的每個單體電池都有其自身的SOC,並且電池本身有其獨立的SOC。
容量
電池有效容量的一個重要限制是充放電停止條件。電池生產商指導用戶在電池電壓降到指定閾值時停止放電。這導致電池可用容量會隨著充放電電流的變化而變化。當以最小的放電電流對電池進行放電時,電池端電壓與其內部電壓或者開路電壓相等,這是電池SOC最好的外部指標。當單體電池達到低關斷電壓時,單體電池真正滿放。當以大電流進行放電時,單體電池的端電壓則因IR跌落的原因大大降低。因此,即使單體電池沒有滿放,端電壓也會達到低關斷電壓。因此普通的觀察人員會認為,電池的容量在大電流放電時會減小。但這並不正確。電池的實際容量並沒有變化,只不過其可用容量受到了大放電電流的影響。如果接著選用較低的放電速率對電池進行放電,那么電池仍舊可以實現滿放。
內阻
電流通過電池內部時受到阻力,使電池的工作電壓降低,該阻力稱為電池內阻。由於電池內阻的作用,電池放電時端電壓低於電動勢和開路電壓;充電時電池的端電壓高於電動勢和開路電壓。電池內阻是化學電源的一個極為重要的參數,它直接影響電池的工作電壓、工作電流、輸出能量和功率等,對於一個實用的化學電源來說,其內阻越小越好。