Biểu đồ Ragone trực tiếp và Ragone ngược

Biểu đồ Ragone là gì?

Biểu đồ Ragone là một phương pháp tiêu chuẩn để so sánh hiệu suất của các thiết bị lưu trữ năng lượng. Nó hiển thị năng lượng riêng (năng lượng trên mỗi khối lượng, thường tính bằng Wh / kg) so với công suất riêng (công suất trên khối lượng, thường tính bằng W / kg) bằng cách sử dụng các trục logarit. Các thiết bị như pin, siêu tụ điện và pin nhiên liệu có thể được so sánh trên cùng một biểu đồ, minh họa sự đánh đổi giữa năng lượng lưu trữ và năng lượng có thể phân phối.

Biểu đồ Ragone trực tiếp

• Lô Ragone trực tiếp (DirRg) là cách tiếp cận cổ điển được giới thiệu vào những năm 1960.

• Mục đích: Cho biết lượng năng lượng mà một thiết bị lưu trữ có thể cung cấp từ trạng thái sạc đầy như một hàm của tốc độ xả của nó.

• Cách thức hoạt động: Biểu đồ mật độ năng lượng được cung cấp trong quá trình phóng điện so với mật độ công suất phóng điện trung bình.

• Ứng dụng: Thường được sử dụng để dự đoán sản lượng năng lượng có thể sử dụng của pin tùy thuộc vào tốc độ xả của pin (tức là dự đoán phạm vi lái xe từ pin đã sạc đầy tùy thuộc vào tốc độ lái xe hoặc tải).

• Ý nghĩa đường cong: Ở mức tiêu thụ điện năng cao hơn (xả nhanh hơn), tổng năng lượng thường có thể được trích xuất ít hơn do kém hiệu quả và điện áp sụt giảm.

Biểu đồ Ragone ngược

• Plot Reverse Ragone (RevRg) là một khái niệm mới hơn.

• Mục đích: Minh họa lượng năng lượng mà một thiết bị (thường là pin) có thể cung cấp tùy thuộc vào thời gian sạc.

• Cách thức hoạt động: Biểu đồ mật độ năng lượng được cung cấp khi xả (sau khi sạc) so với mật độ công suất sạc trung bình (tốc độ sạc của nó).

• Ứng dụng: Hữu ích để đánh giá các công nghệ mà thời gian sạc cũng quan trọng như công suất xả, chẳng hạn như trong xe điện hoặc các công cụ yêu cầu sạc nhanh.

• Ý nghĩa đường cong: Trả lời câu hỏi: “Có thể lưu trữ bao nhiêu năng lượng có thể sử dụng trong thiết bị nếu được sạc trong một khoảng thời gian cụ thể hoặc ở một tốc độ sạc cụ thể?”.

Ragone trực tiếp và ngược: Sự khác biệt chính

• Trực tiếp: Tập trung vào sản lượng năng lượng ở các tốc độ xả (sử dụng) khác nhau.

• Đảo ngược: Tập trung vào năng lượng có sẵn sau khi sạc ở nhiều tốc độ khác nhau.

Trường hợp sử dụng và mức độ liên quan

• Ragone trực tiếp: Dự đoán phạm vi và hiệu suất cho các thiết bị bắt đầu từ khi được sạc đầy, trong các tình huống tải / nguồn điện khác nhau.

• Đảo ngược Ragone: Đặc biệt phù hợp khi các thiết bị yêu cầu sạc nhanh hơn. Xác định lượng năng lượng có thể được lưu trữ (và phân phối sau đó) khi sạc trong thời gian hạn chế.

Tóm tắt

• Ragone cổ điển (Trực tiếp): Năng lượng có thể được chiết xuất bao nhiêu và nhanh như thế nào từ pin đã sạc đầy.

• Đảo ngược Ragone: Bao nhiêu năng lượng có thể được lưu trữ như một hàm của tốc độ và phương pháp sạc.

Cả hai cách tiếp cận đều giúp hướng dẫn lựa chọn và thiết kế pin cho các nhu cầu thực tế khác nhau, chẳng hạn như tối ưu hóa thời gian chạy dài hơn (trực tiếp) hoặc sạc lại nhanh hơn (ngược lại).