مفاهيم هامة في البطاريات important concepts in batteries (الجزء الثاني)
مفاهيم هامة في البطاريات (الجزء الثاني)
نستكمل في موضوع اليوم المفاهيم في عالم البطاريات
7- تيار التدوير البارد Cold Cranking Amp (CCA)
وهو يتواجد بشكل كبير في بطاريات البدء والمعروفة أيضًا باسم SLI (starter light ignition) مثل بطارية السيارة والمولدات الكهربية ويتم تمييزها بـ CCA (Cold cranking amps) او امبيرات التدوير الباردة حيث يشير الرقم إلى التيار بالامبير الذي يمكن للبطارية توصيله عند -18 درجة مئوية (0 درجة فهرنهايت). وتختلف المعايير الأمريكية والأوروبية قليلاً
8- مدة الصلاحية (Shelf life) :-
عندما يتم الاحتفاظ بالبطاريات في وضع التخزين بالمتاجر لفترة طويلة من الزمن ، فهذا هو مدة الصلاحية للبطارية وهي المدة الزمنية التي يمكن أن تظل فيها البطارية في التخزين دون فقدان سعتها ، حتى عندما لا تكون قيد الاستخدام ، عمر البطارية Shelf life
يتأثر بشكل عام بثلاثة عوامل: المواد الكيميائية النشطة الموجودة في الخلايا الداخلية لها ، ودرجة حرارة التخزين وطول الوقت الذي تظل فيه خاملة بدون استخدام.
ومدة الصلاحية Shelf life مخصصة بشكل كبير لنوعية البطاريات الغير القابلة
لإعادة الشحن لأنها تستخدم مرة واحدة فقط اما بالنسبة للبطاريات القابلة لإعادة الشحن حتى إذا كان مدة صلاحيتها أقل فانه لا يزال بإمكاننا إعادة شحنها وهي مخزنة . وفيما يلي جدول يوضح انواع البطاريات الشائعة ومدة صلاحيتها Battery Type | Self-Discharge | Temperature | Shelf Life In Years |
Slow-Medium (retains 75% after 1, 2, or 3 years depending on brand) | -4F° to 122° F (-20° to 50° C) | 5 Years | |
Nickel-Zinc | Fast (loses 13%/month) | -4° to 140° F (-20° to 60° C) | 1 Year |
Fast (loses 10% in 1st 24hrs, then 10%/month) | 22° to 140°F (-30° to 60°C) | 5 Years | |
Rechargeable Alkaline | Very Slow (<0.5%/month) | -4° to 140°F (-20° to 60°C) | 4-7 Years |
Very slow (retains 80% capacity after 5-7 years) | 0-131°F (-18° to 55°C) | 10 Years | |
Very slow (loses 0.6% per year) | -40° to 140°F (-40° to 60°C) | 7-15 Years | |
Carbon Zinc / Zinc Chloride | Fast | 0° to 130°F (-18° to 55°C) | 2-3 Years |
9- دورة الحياة (Cycle life) :-
لنفترض أن البطارية مشحونة بالكامل وتم تفريغها حتى 80٪ من سعتها الفعلية ، ثم يقال أن البطارية اكتملت دورة واحدة ، لذا فإن عدد هذه الدورات التي يمكننا شحن وتفريغ البطارية يحدد دورة حياتها ، فكلما زادت دورة الحياة كلما كانت جودة البطارية أفضل ، ولكن إذا تم تفريغ البطارية مثلا 40 ٪ من سعتها الفعلية مع الأخذ في الاعتبار أن البطارية مشحونة بالكامل في البداية ، فلا يمكن اعتبارها دورة حياة.10- كثافة الطاقة وكثافة القدرة Energy and Power density
كثافة الطاقة Energy density هي كمية الطاقة المخزنة في كتلة معينة او حجم معين اما كثافة القدرة Power densityفهي كمية القدرة في كتلة معينة والفرق بين الاثنين هو نفس الفرق بين بين الطاقة والقدرة ،
فالطاقة هي المقدرة على بذل شغل لذا فبعض المهام تحتاج كمية من الطاقة لاستكمالها بينما القدرة هي معدل بذل الشغل ويمكن ان نمثل كلا منهما بالبطارية والمكثف ، فالبطاريات تحتوي على كثافة طاقة أعلى من المكثفات ، ولكن المكثف لديه كثافة قدرة أعلى من البطارية. يأتي هذا الاختلاف من قدرة البطاريات على تخزين المزيد من الطاقة ، ولكن يمكن للمكثفات أن تمنح الطاقة بسرعة أكبروهذه الخاصية تحدد سعة قدرة او طاقة البطارية لكتلة معينة من الحجم
11- الحالة الصحية للبطارية State-of-health (SoH)
المؤشرات الرئيسية الثلاثة لحالة البطارية الصحية هي:
· السعة Capacity: وهي القدرة على تخزين الطاقة.
· المقاومة الداخلية Internal resistance : وهي القدرة على إيصال التيار .
· التفريغ الذاتي Self-discharge: وهو الذي يعكس السلامة الميكانيكية والظروف المرتبطة بالإجهاد
كما تنقسم SoH (State-of-health) أحيانًا إلى:
· حالة الصحة المطلقة Absolute state-of-health (ASoH) : وهي القدرة على
تخزين الطاقة المحددة عندما تكون البطارية جديدة .
· حالة التخزين النسبية Relative state-of-health (RSoH) : وهي إمكانية التخزين
المتاحة عندما تكون البطارية مستخدمة .
- ملاحظة: ما لم يذكر خلاف ذلك ، يشير RSoH إلى SoH.
12- حالة الشحن State-of-charge (SoC) :
احيانا يعكس مستوى او حالة شحن البطارية SOC إحساسًا زائفًا بالأمان فربما تظهر لنا البطارية الجيدة والضعيفة 100 بالمائة عند شحنهما بالكامل ،وقد نجدان مستوى الشحن ينخفض فجأة ، وتنقسم حالة الشحن SoC أحيانًا إلى:-· حالة الشحن المطلقة Absolute state-of-charge (ASoC) : وهي القدرة على
قبول الشحن المحدد عندما تكون البطارية جديدة .
· حالة الصحة النسبية Relative state-of-health (RSoC) : وهو مستوى الشحن
المتاح مع الأخذ في الاعتبار السعة الضعيفة للبطارية capacity fade.
- ملاحظة: ما لم يذكر خلاف ذلك ، يشير RSoC إلى SoC.
13- حالة الوظيفة State-of-function (SoF) :
وتعكس حالة الوظيفة للبطارية جاهزية البطارية من حيث الطاقة القابلة للاستخدام usable energy وذلك من خلال مراقبة حالة الشحن state-of-charge فيما يتعلق بالسعة المتاحة بالبطارية available capacity ويمكن إظهار ذلك باستخدام مقياس الوقود ثلاثي الحالات tri-state fuel gauge كما بالصورة التالية والذي تنعكس فيه السعة القابلة للاستخدام كطاقة مخزنة في شكل شحن (RSoH) ؛ فهناك الجزء الذي يمكن ملؤه على أنه فارغ والجزء غير القابل للاستخدام الذي لا يمكن استعادته على أنه ميت.
** هذا الرابط من افضل واهم الروابط في مجال البطاريات
https://batteryuniversity.com/learn/ المصادر
· https://components101.com/articles/different-types-of-batteries-and-their-uses
· https://www.pveducation.org/pvcdrom/battery-characteristics/battery-capacity
· https://learn.adafruit.com/all-about-batteries/power-capacity-and-power-capability
· https://learn.sparkfun.com/tutorials/battery-technologies/all
· https://www.upsbatterycenter.com/blog/understanding-battery-shelf-life/
· https://energyeducation.ca/encyclopedia/Energy_density_vs_power_density
· https://batteryuniversity.com/learn/article/battery_definitions
سبحانك اللهم وبحمدك اشهد الا اله الا انت استغفرك وأتوب اليك
تعليقات
إرسال تعليق