Trước khi thảo luận về pin chu kỳ sâu, điều quan trọng là phải hiểu những điều cơ bản về pin, chẳng hạn như chu kỳ và độ sâu xả (DoD).
Chu kỳ là quá trình xả đầy và sạc lại pin. DoD đo công suất được sử dụng trong quá trình xả, với 100% DoD tương đương với mức xả hoàn toàn.
Trạng thái sạc (SoC) phản ánh mức sạc còn lại, trong đó 100% DoD tương ứng với 0% SoC. Hiện tượng phóng điện sâu xảy ra khi sử dụng 80% đến 100% công suất.
Pin chu kỳ sâu là gì?
Pin chu kỳ sâu được thiết kế để xả sâu liên tục 80-100% DoD. Pin tốc độ cao có thể quản lý một vài chu kỳ sâu nếu tốc độ xả và sạc được tuân thủ nghiêm ngặt, nhưng chu kỳ sâu lặp đi lặp lại có thể khiến chúng bị hỏng theo thời gian. Các nhà sản xuất thường khuyến nghị không xả dưới 45% để kéo dài tuổi thọ của pin.
Các loại pin chu kỳ sâu
Có một số loại pin chu trình sâu, mỗi loại có chất liệu, ưu và nhược điểm riêng biệt.
Axit chì bị ngập (FLA)
Pin axit chì ngập nước, loại lâu đời nhất vẫn còn được sử dụng, được gọi là pin ướt chứa chất lỏng chất điện phân. Nó đòi hỏi phải bổ sung nước thường xuyên và phải đứng thẳng do sản sinh ra khí hydro. Yêu cầu bảo trì cao, liên quan đến việc bổ sung nước và làm sạch cặn axit. Mức độ phổ biến của chúng đã giảm do trọng lượng và nhu cầu bảo trì.
Axit chì được điều chỉnh bằng van (VRLA) - Pin gel và AGM
Những loại pin axit chì này sử dụng chất điện phân dạng gel hoặc tấm thủy tinh hấp thụ, loại bỏ nhu cầu bổ sung nước. Chúng đắt hơn pin ngập nước nhưng thường có tuổi thọ ngắn hơn trong các ứng dụng đòi hỏi khắt khe. Chúng không yêu cầu bảo quản thẳng đứng và giảm thiểu rủi ro ăn mòn.
Pin Lithium-Ion
Được coi là tương lai của pin chu kỳ sâu, chúng không cần bảo trì, có thể xả sâu mà không bị hỏng và sạc nhanh. Mặc dù chi phí ban đầu cao hơn có thể khiến một số người dùng nản lòng, nhưng về lâu dài, chúng tồn tại lâu hơn pin axit chì và mang lại nhiều ưu điểm như trọng lượng nhẹ và duy trì nguồn điện trong suốt chu kỳ xả.
Ứng dụng pin chu kỳ sâu
Trước khi chọn pin, hãy xác định xem cần cấp nguồn gì, trong bao lâu, tần suất và công suất cần thiết. Pin chu kỳ sâu phù hợp cho các ứng dụng tuần hoàn trong đó người dùng kiểm soát thời điểm sử dụng pin.
Ví dụ: xe đẩy y tế cách xa ổ cắm sẽ sử dụng nguồn pin khi không được cắm điện. Y tá hoặc bác sĩ kích hoạt nó hàng ngày, đòi hỏi nguồn điện ổn định lâu dài – việc sử dụng xả sâu cần có pin chu kỳ sâu. Tương tự, pin điện thoại di động cung cấp năng lượng cả ngày chỉ với một lần sạc và được sử dụng hàng ngày. Người dùng thường đợi cho đến khi điện thoại của họ cạn pin rồi mới sạc lại (100% DOD/SOC 0%). Nhu cầu nhất quán này cũng đòi hỏi pin chu kỳ sâu.
Công nghệ chu trình sâu cũng áp dụng cho việc sử dụng hàng hải, RV, xe tay ga di động, xe điện và hệ thống năng lượng mặt trời.
Ngược lại, pin tốc độ cao đóng vai trò dự phòng trong trường hợp khẩn cấp. Ví dụ, thang máy sử dụng những loại pin này để cung cấp năng lượng nhanh chóng khi mất điện nhưng có thể cần thay thế trước khi sử dụng. Pin tốc độ cao hoạt động như một chính sách bảo hiểm cho nhu cầu năng lượng đột ngột trong khi pin chu kỳ sâu mang lại hiệu suất đáng tin cậy hàng ngày.
Pin chu kỳ sâu sẽ kéo dài bao lâu?
Tuổi thọ của pin chu kỳ sâu phụ thuộc vào một số yếu tố, trong đó pin axit chì dễ bị hỏng hơn pin lithium.
Bảo trì đúng cách, thực hành sạc và xả đúng cách có thể giúp kéo dài tuổi thọ của pin. Pin axit chì bị ảnh hưởng tiêu cực do tưới nước không đúng cách, xả quá mức, sạc quá mức và sạc dưới mức, làm giảm đáng kể tuổi thọ của chúng. Mặt khác, pin lithium không cần tưới nước và không bị ảnh hưởng bởi trạng thái sạc một phần hoặc sạc dưới mức. Nhiều pin lithium được trang bị hệ thống thông minh Hệ thống quản lý pin (BMS) giúp tăng cường bảo vệ pin và tuổi thọ.
Ngoài ra, nhiệt độ cao hơn làm tăng tốc độ xuống cấp của pin.
Xét về tuổi thọ trung bình, pin lithium iron phosphate thường tồn tại lâu hơn pin axit chì, với hơn 2000 chu kỳ so với 200 chu kỳ tương ứng. Pin lithium duy trì công suất bất kể tốc độ xả, khiến chúng trở nên ưu việt hơn cho các ứng dụng đạp xe sâu. Điều quan trọng là phải xem xét số chu kỳ mà pin có thể chịu đựng thay vì chỉ thời gian để đánh giá tuổi thọ của pin một cách chính xác.
Đối với các ứng dụng chu kỳ sâu có tốc độ xả vượt quá 0,1C (tỷ lệ c là gì?), pin lithium dung lượng thấp hơn thường hoạt động tốt hơn pin axit chì tương đương. Để xác định dung lượng pin của bạn, hãy luôn tham khảo thông số kỹ thuật của nhà sản xuất.
Pin chu kỳ sâu nào có nhiều dung lượng hơn?
Công suất thay đổi đáng kể giữa pin axit chì và pin lithium do tính chất hóa học khác nhau của chúng. Pin lithium cung cấp tới 100% công suất định mức ở bất kỳ tốc độ xả nào, trong khi pin axit chì cung cấp ít năng lượng sử dụng hơn ở tốc độ xả cao hơn.
Cả hai loại đều mất công suất khi thời tiết lạnh, nhưng lithium hoạt động tốt hơn. Ví dụ, dung lượng của pin axit chì giảm tới 50% ở 0°C, so với mức giảm 10% của pin lithium iron phosphate.
Cách sạc pin chu kỳ sâu
Để tối đa hóa tuổi thọ và hiệu suất của pin chu kỳ sâu, hãy sạc pin đúng cách. Việc sạc đúng cách phụ thuộc vào thành phần hóa học, điện áp và dung lượng của pin. Holo Battery cung cấp hướng dẫn về cách sạc pin chu kỳ sâu lithium. Làm theo hướng dẫn này sẽ giúp đảm bảo pin của bạn bền hơn.
Pin chu kỳ sâu so với pin khởi động
Pin chu kỳ sâu giống như vận động viên chạy marathon, cung cấp nguồn điện ổn định trong thời gian dài, lý tưởng để cấp nguồn cho các thiết bị điện tử trên thuyền hoặc RV. Ngược lại, ắc quy khởi động giống như những chiếc xe chạy nước rút, xả năng lượng cao một cách nhanh chóng để khởi động động cơ xe. Pin hai mục đích kết hợp cả hai khả năng, cung cấp năng lượng trong thời gian ngắn và cung cấp liên tục trong một bộ phận duy nhất.
