← المسرد · المنهجيات

معدل الشحن والتفريغ (C-Rate)

معدل الشحن والتفريغ (C-Rate) هو مقياس تيار الشحن أو التفريغ للبطارية نسبةً إلى سعتها الاسمية المقدرة بالأمبير-ساعة، حيث يقوم معدل 1C بشحن أو تفريغ السعة الاسمية بالكامل في ساعة واحدة (مثل 280 A لخلية LFP بسعة 280 Ah)، ويستغرق معدل 0.5C ساعتين، بينما يستغرق معدل 0.33C ثلاث ساعات.

كيف يُقاس ويُحدد في المواصفات

على مستوى الخلية أو وحدة (وحدة بطارية / وحدة كهروضوئية)، يقسم معدل الشحن والتفريغ (C-Rate) التيار المطبق بالأمبير على السعة الاسمية المقدرة بالأمبير-ساعة (I / Cn). وبالنسبة لخلية فوسفات الحديد والليثيوم (LFP) المنشورية القياسية بسعة 280 Ah المستخدمة على نطاق واسع في حوامل التخزين الثابتة الصينية، فإن معدل 1C يعادل 280 A (مدة اسمية قدرها 1 ساعة)، ومعدل 0.5C يعادل 140 A (مدة 2 ساعة)، ومعدل 0.33C يعادل تقريباً 93 A (مدة 3 ساعات)، وتيار التدرج النهائي 0.05C يعادل 14 A.

وعلى مستوى نظام تخزين الطاقة (ESS) الكامل، يعبّر معدل الشحن والتفريغ (C-Rate) عن نسبة خرج نظام تحويل القدرة (PCS) المقدر بالكيلوواط إلى السعة الاسمية لحزمة البطارية بالكيلوواط-ساعة. ونظراً لأن التسخين المقاوم الداخلي يتناسب طردياً مع مربع التيار (I²R)، فإن معدلات C-Rate الأعلى تقلل من الكفاءة الكولومية اللحظية وكفاءة دورة الشحن والتفريغ (RTE)، وتزيد من تدرجات درجة الحرارة الداخلية للخلية، وتسرع من تلاشي السعة الدوري.

أهميته عند التوريد من الصين

عند شراء خلايا LFP أو وحدات حامل (رف البطاريات) أو نظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) في حاويات من المصنعين الصينيين، يتحكم معدل الشحن والتفريغ (C-Rate) في ثلاثة قرارات هندسية وتجارية حاسمة عبر منهجية التكلفة الإجمالية للملكية (TCO) للبطاريات والتخزين لدينا:

  1. تحجيم مدة نظام تحويل القدرة (PCS) إلى البطارية: يجب على المشترين الصناعيين مطابقة معدل الشحن والتفريغ (C-Rate) للنظام مع ملف التفريغ التشغيلي لديهم. على سبيل المثال، تحدد دراسة التكلفة الإجمالية للملكية (TCO) لنظام تخزين الطاقة (ESS) لمصنع تعبئة في الاتحاد الأوروبي بقدرة 750 kWh / 250 kW بنية بمعدل 0.33C (مدة 3 ساعات) بحيث تتمكن خزانة التخزين من الحفاظ على تقليص ذروة الطلب (خفض أحمال الذروة) عبر نافذة تعرفة مسائية مدتها خمس ساعات، في حين تحدد أنظمة الموانئ عالية القدرة أو أنظمة دعم الشبكة عادةً نسبة PCS إلى البطارية بمعدل 0.5C (مدة 2 ساعة) أو 1C (مدة 1 ساعة).
  2. تصنيف السعة في المصنع قبل الشحن: يجب أن تفصح اختبارات نهاية خط الإنتاج (EOL) واختبارات ما قبل الشحن في المصانع الصينية عن معدل C-Rate الدقيق المستخدم لقياس السعة بالأمبير-ساعة، لأن الاختبار بمعدل C-Rate أقل يعطي قراءة سعة أعلى بشكل مصطنع. وفي إجراء التشغيل القياسي (SOP) لتصنيف نهاية خط الإنتاج (EOL) لوحدات البطاريات لممر الصين إلى إسبانيا، يتم شحن وحدات LFP بجهد 51.2 V وسعة 280 Ah بمعدل 0.5C (140 A) حتى 3.65 V/cell مع تدرج تيار 0.05C (14 A)، يليه تفريغ كامل بتيار مستمر بمعدل 1C (280 A) حتى 2.50 V/cell لتصنيف السعة الفعلية المسلمة. وبالمثل، ينفذ إجراء التشغيل القياسي (SOP) لاختبار الاحتفاظ بسعة حزمة البطارية لممر الصين إلى جامايكا (المستند إلى حزم LFP من طراز CATL EnerC+ بسعة 306 Ah) شحناً بتيار مستمر/جهد مستمر بمعدل 0.5C حتى تدرج ≤0.05C وتفريغاً بمعدل 0.5C عند 25±2°C لتأكيد الاحتفاظ بالسعة بنسبة ≥95% قبل التصدير.
  3. الإدارة الحرارية وصلاحية الضمان: يولد التشغيل المستمر فوق معدل 0.5C حرارة كبيرة عبر أطراف الخلايا وقضبان التوصيل المصنوعة من الألومنيوم، مما يتطلب عادةً ألواح تبريد مبردة بالسائل (تحافظ على فرق حرارة ≤3°C بين خلية وأخرى) بدلاً من خزائن التكييف بالهواء القسري (HVAC)، ويتطلب تغطية ضمان صريحة من الشركة المصنعة الأصلية (OEM) للتشغيل بمعدل 1C.

ما يجب تأكيده قبل الشراء