Guida tecnica alle batterie al piombo: 4 parametri chiave per prestazioni ottimali

Introduzione

La comprensione dei parametri tecnici fondamentali è fondamentale durante la selezionebatterie al piombo(in particolare quelle al gel o al piombo-carbone). Questa guida analizza la tensione nominale, le correnti massime di carica/scarica, la profondità di scarica (DOD), il ciclo di vita e i calcoli di potenza per aiutarti a ottimizzare la durata della batteria e la progettazione del sistema.

1. Tensione nominale

La tensione della batteria è più alta in condizioni di assenza di carico e diminuisce sotto carico.

Una scarica improvvisa di corrente elevata provoca un calo immediato della tensione.

La relazione tra tensione e stato di carica (SOC) mantiene un rapporto approssimativamente lineare solo in condizioni di assenza di carico.

Di seguito sono riportati i valori di riferimento della tensione della batteria e della capacità residua della batteria:

2. Correnti massime di carica/scarica

? Calcoli attuali (C-rate):

C = Capacità della batteria (Ah).

Esempio: Capacità C=100Ah, 0,15C = 0,15 × 100 = 15A.

⚡ Limiti specifici della batteria:

Tipo di batteria Corrente di carica massima Corrente di scarica massima

Piombo-acido gel 0,15C ~3I₁₀ (ad esempio, 3 × 25A = 75A per C₁₀=250Ah)

Piombo-Carbonio 0,25C₁₀* 30I₁₀*

* Esempio:

Ricarica: 0,25C₁₀ = 0,25 × 250Ah = 62,5A

Scarica: 30I₁₀ dove I₁₀ = C₁₀/10 = 25A → 30 × 25A = 750A

⚠️ Regole di progettazione del sistema (calcoli originali):

Corrente di carica (dipendente dal componente):

*Sistema da 5 kW + batteria da 48 V* → Corrente di carica massima ≈ 100 A

Piombo-acido ordinario (0,1C): capacità minima = 1000Ah

Piombo-carbone (0,25C): Capacità minima = 400Ah

Corrente di scarica (dipendente dal carico):

*Carico 10kW + batteria 48V* → Corrente di scarica massima = 200A

Piombo-carbonio batteria(30I₁₀): Capacità minima = >80Ah

Batteria al gel(3I₁₀): Capacità minima = 800Ah

3. Profondità di scarica (DOD) e durata del ciclo:

Ciclo superficiale: 10-30% DOD

Ciclo medio: 40-70% DOD

Ciclo profondo: 80-90% DOD

⏳ Dati sul ciclo di vita:

Tipo di batteria Ciclo di vita

Tradizionale Stazionario 500-600 cicli

Batteria di avviamento 300-500 cicli

Batteria VRLA 1000-1200 cicli

Esempio di piombo-carbonio:

Ciclo di vita del DOD Durata del servizio

50% 4.880 >12 anni

70% 3.760 >10 anni

100% 998 <3 anni

? Intuizione chiave: DOD ottimale = 60-70%

4. Calcolo della potenza della batteria

Potenza teorica = Tensione × Capacità

Esempio: 12V 250Ah → 12 × 250 = 3.000 Wh (3 kWh)

Potenza effettiva utilizzabile = Potenza teorica × DOD

Esempio: 70% DOD → 3.000 Wh × 0,7 = 2.100 Wh (2,1 kWh)

Riepilogo dei punti dati invariati:

Tutti i calcoli del tasso C (0,15C, 0,25C₁₀, 30I₁₀)

Esempi di progettazione del sistema (5kW/48V=100A, 10kW/48V=200A)

Requisiti di capacità (1000Ah, 400Ah, 800Ah)

Numeri di ciclo di vita (4.880 / 3.760 / 998)

Calcolo della potenza (3kWh teorici → 2,1kWh utilizzabili)

Le batterie al piombo-carbone offrono prestazioni superiori in scenari ad alta corrente (carica a 0,25 °C, scarica a 30 °I₁₀) e una maggiore durata del ciclo con DOD parziale. Per sistemi con vincoli di spazio/peso o carichi dinamici, offrono un vantaggio di riduzione della capacità del 40-60% rispetto alle batterie al gel. Adattate sempre il DOD ai vostri requisiti di durata del ciclo per massimizzare il ROI.