معدل C للبطارية هو وحدة تقيس سرعة شحن البطارية أو تفريغها، والمعروف أيضًا باسم معدل الشحن / التفريغ. على وجه التحديد، يمثل معدل C العلاقة المتعددة بين تيار الشحن/التفريغ للبطارية وقدرتها المقدرة. صيغة الحساب هي:
معدل الشحن/التفريغ = تيار الشحن/التفريغ/السعة المقدرة
تعريف: معدل C، والذي يشار إليه أيضًا باسم معدل الشحن/التفريغ، هو نسبة تيار الشحن/التفريغ إلى السعة الاسمية للبطارية. على سبيل المثال، بالنسبة للبطارية ذات السعة المقدرة 100 أمبير، فإن التفريغ عند تيار 20 أمبير يتوافق مع معدل تفريغ قدره 0.2 درجة مئوية.
فهم: يشير معدل التفريغ C، مثل 1C أو 2C أو 0.2C، إلى سرعة التفريغ. ويعني معدل 1C أن البطارية يمكن تفريغها بالكامل خلال ساعة واحدة، بينما يشير 0.2C إلى تفريغ البطارية خلال خمس ساعات. بشكل عام، يمكن استخدام تيارات تفريغ مختلفة لقياس سعة البطارية. بالنسبة لبطارية 24 أمبير، فإن تيار التفريغ 2C هو 48A، في حين أن تيار التفريغ 0.5C هو 12A.
اختبار الأداء: من خلال التفريغ بمعدلات C مختلفة، من الممكن اختبار معلمات البطارية مثل السعة والمقاومة الداخلية ومنصة التفريغ، مما يساعد على تقييم جودة البطارية وعمرها.
سيناريوهات التطبيق: تحتوي سيناريوهات التطبيق المختلفة على متطلبات معدل C مختلفة. على سبيل المثال، تتطلب السيارات الكهربائية بطاريات ذات معدل C مرتفع للشحن/التفريغ السريع، في حين تعطي أنظمة تخزين الطاقة الأولوية لطول العمر والتكلفة، وغالبًا ما تختار الشحن والتفريغ بمعدل C أقل.
أداء الخلية
سعة الخلية: معدل C هو في الأساس نسبة تيار الشحن/التفريغ إلى السعة المقدرة للخلية. وبالتالي، فإن سعة الخلية تحدد بشكل مباشر معدل C. كلما زادت سعة الخلية، انخفض معدل C لنفس تيار التفريغ، والعكس صحيح.
مادة الخلية وهيكلها: تؤثر المواد وبنية الخلية، بما في ذلك مواد القطب الكهربائي ونوع المنحل بالكهرباء، على أداء الشحن/التفريغ وبالتالي تؤثر على معدل C. قد تدعم بعض المواد الشحن والتفريغ بمعدل عالٍ، بينما قد تكون مواد أخرى أكثر ملاءمة للتطبيقات ذات المعدل المنخفض.
تصميم حزمة البطارية
الإدارة الحرارية: أثناء الشحن/التفريغ، تولد مجموعة البطارية حرارة كبيرة. إذا كانت الإدارة الحرارية غير كافية، فسوف ترتفع درجات الحرارة الداخلية، مما يحد من طاقة الشحن ويؤثر على معدل C. لذلك، يعد التصميم الحراري الجيد أمرًا بالغ الأهمية لتعزيز معدل C للبطارية.
نظام مراقبة البطارية (BMS):يقوم نظام BMS بمراقبة البطارية وإدارتها، بما في ذلك التحكم في الشحن/التفريغ، ودرجة الحرارة، وما إلى ذلك. ومن خلال التحكم الدقيق في تيار الشحن/التفريغ والجهد، يعمل نظام BMS على تحسين أداء البطارية، وبالتالي تحسين معدل C.
الظروف الخارجية
درجة الحرارة المحيطة: تعد درجة الحرارة البيئية عاملاً مهمًا في أداء البطارية. في درجات الحرارة المنخفضة، تتباطأ سرعة الشحن، وتكون قدرة التفريغ مقيدة، مما يقلل من معدل C. على العكس من ذلك، في درجات الحرارة المرتفعة، يمكن أن يؤثر ارتفاع درجة الحرارة أيضًا على معدل C.
حالة شحن البطارية (SOC): عندما تكون نسبة SOC للبطارية منخفضة، يميل الشحن إلى أن يكون أسرع، حيث تكون مقاومة التفاعل الكيميائي الداخلي أقل نسبيًا. ومع ذلك، مع اقترابه من الشحن الكامل، تنخفض سرعة الشحن تدريجيًا بسبب الحاجة إلى التحكم الدقيق لتجنب الشحن الزائد.
يعد معدل C ضروريًا لفهم أداء البطارية في ظل ظروف مختلفة. غالبًا ما تُستخدم معدلات C المنخفضة (على سبيل المثال، 0.1C أو 0.2C) في اختبارات الشحن/التفريغ طويلة المدى لتقييم القدرة والكفاءة والعمر الافتراضي. تعمل معدلات C الأعلى (على سبيل المثال، 1C، 2C، أو أكثر) على تقييم أداء البطارية لمتطلبات الشحن/التفريغ السريع، مثل تسريع السيارة الكهربائية أو رحلة الطائرة بدون طيار.
من المهم ملاحظة أن معدل C الأعلى ليس دائمًا أفضل. في حين أن معدلات C المرتفعة تتيح شحن/تفريغ أسرع، إلا أنها تجلب أيضًا جوانب سلبية محتملة مثل انخفاض الكفاءة وزيادة الحرارة وعمر البطارية الأقصر. ولذلك، عند اختيار البطاريات واستخدامها، فإن موازنة معدل C مع معلمات الأداء الأخرى وفقًا للتطبيق والمتطلبات المحددة أمر بالغ الأهمية.
