Емкость батареи формула: Расчет емкости АКБ и основные понятия

Содержание

Расчет емкости аккумуляторной батареи

При расчете системы автономного электроснабжения очень важно правильно выбрать емкость аккумуляторной батареи (АКБ).

Для предварительного расчета Вы можете руководствоваться следующими простыми правилами.

емкость, которую должна выдавать АКБ, рассчитывается исходя из количества электроэнергии в Вт*ч, потребляемого от АКБ в режиме разряда.

Допустим емкость 1 АКБ 100 АЧ, и вольтаж 12 В. Соответственно полная емкость составит 100 АЧ *12 В=1200 Вт*ч. Беда в том, что если разрядить такой АКБ на 100% он выйдет из строя. Поэтому нужно оставлять 30% емкости. Соответствено 100 АЧ * 12 В * 0.7=840 Вт*ч

Если батарей несколько - то количество энергии в них складывается.

в общем случае нужно руководствоваться следующими параметрами: допустимая глубина разряда не должна превышать 30-40% для герметичных необслуживаемых батарей, и не более 50% для стартерных батарей. При циклических режимах работы аккумулятора нужно применять гелевые аккумуляторы или специальные аккумуляторы с жидким электролитом. При буферном режиме работы (т.е. если основное время аккумуляторы находятся в заряженном состоянии и иногда, при пропадании электрической сети, отдают свою энергию) можно применять аккумуляторы AGM. Необходимо учитывать, что степень заряда аккумулятора не зависит жестко от его напряжения. При быстром разряде большими токами допускается более низкое конечное напряжение батарей (до 9,8В), а если аккумулятор разряжается малым током длительное время, то он может быть разряжен на 100% даже при напряжении на нем более 11,5В.

емкость АКБ понижается с понижением температуры Гелевые аккумуляторы меньше теряют емкость при понижении температуры, AGM и стартерные обычно имеют емкость в 2 раза ниже номинальной уже при 0°C и при дальнейшем понижении температуры их полезная емкость резко падает.

срок службы АБ понижается при увеличении температуры окружающей среды выше 25 °C.

Иногда, информация о том до какого напряжения проседает АКБ при разряде разными токами указывает производитель в пасспорте на аккумулятор.

 

 

Предположим, что нам нужно обеспечить работу прибора мощностью 2000 Вт в течении 5 часов - т.е. его потребление будет 10000Вт*ч. и  для этого  мы хотим использовать  аккумуляторы на рабочее напряжение 12В и емкостью 100 АЧ. 

Давайте рассчитаем  сколько таких АКБ нам потребуется.

 

 Количество запасенной энергии у заряженного аккумулятора будет равно:

 

P=RxV=100Ачx12В=1200 Вт.ч

 

Такое количество энергии можно получить при полном разряде полностью заряженного аккумулятора. Но, аккумуляторы могут быть и не полностью заряженными. Кроме того, глубокий полный разряд после небольшого количества циклов заряд-разряд, быстро выведет аккумуляторы из строя. Например, обычный хороший аккумулятор при разряде на 30 % его емкости и последующей сразу после разряда зарядке способен выдержать 1000 таких циклов. Если при разряде отобрать 70% емкости, то количество циклов уменьшится примерно до 200. Поэтому, при расчетах нужно вводить коэффициент, который учитывает глубину разряда.

 

Извлекаемое количество энергии в АКБ равно

 

P=RxVxk

 

P=100Ачx12Вx0.7

 

Соответственно, для определения емкости нужно количество потребляемой энергии разделить на напряжение аккумулятора умноженное на коэффициент емкости.

 

Тогда формула определения необходимой емкости будет иметь такой вид:

 

E=Q / (V x k)

 

Где Е - необходимая общая емкость аккумуляторов в Ач;

 

Q- количество энергии, которую нужно получить от аккумуляторов в Вт.ч;

 

V-напряжение каждого из аккумуляторов;

 

k-коэффициент использования емкости, учитывающий, какую часть энергии всех используемых аккумуляторов можно реально использовать потребителям.

 

Разобравшись с теорией, можно определить необходимую емкость аккумуляторов по заданным параметрам.

 Для того чтобы определить, какую емкость можно отобрать от аккумуляторов, чтобы получить электрическую энергию в количестве 10000 Вт. ч, делим это количество энергии на рабочее напряжение каждого аккумулятора равное 12В. В результате получаем, что надо отобрать 833 А.ч от имеющейся емкости аккумуляторов. Если применить коэффициент емкости равный 0, 7 , учитывающий то обстоятельство , что недопустимо часто полностью разряжать кислотные аккумуляторы, то получаем значение необходимой установленной емкости аккумуляторов равное 1190 Ач.

 

E=10000Вт.ч/(12Вх07)=1190 Ач

 

Поскольку мы в нашем примере хотели использовать АКБ 100 Ач, то в этом случае необходимо будет 12 АКБ  такой емкости.

 

Как рассчитать емкость аккумулятора: различные методики рассчета

Использование батареи сопровождается проверкой ее емкости. Перед тем как рассчитать емкость аккумулятора, требуется изучить методику подсчета. Это позволит быстро и правильно получить результат.

Понятие емкости АКБ

Основной характеристикой аккумулятора считают емкость.

Показатель влияет на несколько других характеристик батарейки:

  • стоимость,
  • сферу использования,
  • допустимый срок эксплуатации.

Значение выражает временной период, на протяжении которого комплектующая способна поддерживать автономное функционирование аппарата, полноценно обеспечивая его энергией.

Также емкость — максимальный размер батарейки, накапливаемый ею за один цикл полной зарядки.

Измеряется показатель в ампер-часах (А · ч), для аккумуляторов небольшой мощности — в миллиампер- часах (мА · ч).

Зависимость изменения значения емкости

На емкость АКБ влияет несколько показателей. Если подключить аккумулятор к защищенной нагрузке, то величина тока останется неизменной. Расчет емкости производится умножением значения времени, требуемого на разрядку батарейки, на постоянный ток разряда.

Расчет емкости АКБ

Между энергией и напряжением аккумулятора существует прямая зависимость. Увеличение одного показателя автоматически активирует рост второго. Расчет электроэнергии заключается в умножении напряжения, постоянного тока и времени разряда между собой.

Показатели энергетической и резервной емкостей также оказывают влияние на изменение объема. Они позволяют применять элементарные формулы для расчета емкости АКБ. Зная эти данные, достаточно разделить значение энергетической – на 4, а резервной – на 2.

Часто возникают трудности с поиском подобной информации. По этой причине определять емкость батареи приходится более сложными методами. Предварительно ознакомьтесь с причинами, позволяющими удостовериться в необходимости проведения процедуры.

Причины расчета емкости батарейки

Существует несколько оснований для такого расчета.

Знать емкость необходимо:

  • при замене АКБ,
  • починке неисправной батареи,
  • покупке и смене элементов аккумуляторов,
  • использовании старой комплектующей для установки на новый аппарат,
  • заимствовании запчастей для монтажа неработающей батарейки,
  • проверке соответствия всех установленных элементов.

Допустимы и другие причины определения емкости батареи. Избежать ошибок при подсчете поможет тщательное изучение нескольких методов. Есть стандартные и специальные способы. Выбор зависит не только от вашего желания и удобства.

Чтобы получить точный результат, потребуется провести тщательный анализ, но в дальнейшем это поможет быстро применять знания в любой ситуации и безошибочно определять емкость батареек.

Способы получения информации о емкости батарейки

Расчет емкости аккумулятора в зависимости от нагрузки и разновидности аппарата возможен в разных вариантах. Изучив их, вы сможете самостоятельно определять емкость источников питания электромобилей, пожарных сигнализаций охранного поста, конденсаторов и прочих инверторов.

Стандартная формула расчета для АКБ

Вариант используют для любой разновидности батарейки.

Расчет производят по формуле

Q = (P t) / V k,,

где P — мощность нагрузки;

t — время резервирования;

V — напряжение батарейки;

k — коэффициент использования АКБ (часть).

В случае неполного заряда батареи используют значение k.

Увеличить время работы любого аккумулятора можно при помощи обеспечения полного разряда аппарата после 100%-й зарядки.

Для ноутбука, используя командную строку

Требуется выполнить ряд последовательных действий для расчета емкости аккумулятора модели 18650 на 220 В:

  • отключить аппарат от электропитания;
  • перейти в меню «Пуск»;
  • в командной строке ввести запрос cmd;
  • кликнуть на появившемся запросе правой кнопкой мыши;
  • в выпадавшем меню выбрать команду «Запустить от имени администратора»;
  • ввести следующее: powercfg.exe-energy-output c:\report.html;
  • кликнуть по кнопке Enter.

После запустится программа-тестировщик, определяющая состояние батареи. На процедуру уйдет около 2 минут. На экране появится информация с основными данными о состоянии АКБ.

При помощи утилиты Battery Care

Программа бесплатная, воспользоваться ею вы можете в любое время. Резервная версия организовывает соединение с системой и позволяет узнать практически все данные о батарейке. Сильной нагрузки не происходит, что помогает быстро получить информацию в свободном доступе.

Процесс осуществляется в несколько действий:

  1. скачать и установить утилиту на ноутбук, планшет или смартфон;
  2. кликнуть по ярлыку для запуска программы;
  3. в появившемся окне перейти во вкладку «Дополнительно».

Вам станет доступно наименование батареи, текущее состояние, емкость и ряд других показателей.

Для аппаратов производства компании Apple

Ранее получить информацию о емкости АКБ было возможно только у сотрудников Genius Bar. Недавно реальным стало использование утилиты CoconutBattery. Бесплатная программа быстро и беспроблемно решает проблему расчета данных.

Приложение проверяет общее состояние аккумулятора и фазы его перезарядки. Утилита поддерживается на моделях смартфонов разных производителей, но чаще используется на iPhone и iPad.

После активации программы на экране появятся данные:

  1. об общем состоянии аккумулятора,
  2. емкости АКБ,
  3. уровне заряда,
  4. циклах перезаряда батареи.

При помощи доступной информации выявляют проблемы, связанные с работой комплектующей.

Используя онлайн-калькулятор

На аккумуляторе указано значение показателя, но оно только помогает рассчитать реальное значение (ток разряда). Каждому присваивается рейтинг. Для подсчета применяют стандартную формулу, носящую название «Пекрета»:

Ср=R(C/R)n,

где C —емкость, указанная на батарейке;

R — присвоенный рейтинг, выраженный в часах;

n – экспонента.

По этому принципу калькулятор производит расчет емкости АКБ. Наименьшее потребление тока обеспечивает наибольшее время работы батарейки. Но вечную работу не сможет обеспечить ни один аккумулятор.

На каких устройствах можно узнать емкость АКБ представленными способами

Получить информацию о емкости батареи при помощи рассмотренных вариантов можно на различных устройствах. Методы помогают рассчитать емкость аккумулятора планшета, телефона, ноутбука, автомобиля, электровелосипеда, ИБП и прочих аппаратов.

Пример расчета емкости батареи представлен на видео.

Емкость аккумулятора может рассчитываться в любое время эксплуатации. Использование одного из методов должно зависеть от разновидности аппарата и источника его питания. На выбор оказывает влияние и необходимое напряжение, время зарядки и разряда. Подробное изучение методологии позволит определять значения быстро и точно, не допуская ошибок и отклонений.

формула расчёта ёмкости аккумуляторной батареи

Необходимость рассчитать ёмкость аккумулятора возникает у разных категорий людей. В первую очередь это касается автомобилистов, ведь это важный параметр машины. Так как устройство имеет свойство портиться, его свойства через какое-то время могут измениться. Большую роль это играет в случаях приобретения автомобиля с пробегом — неизвестно, насколько честен продавец. После аварии запчасти вполне могли быть заменены.

Расчёт ёмкости и мощности

Количество энергии, находящееся в батарее, называют её ёмкостью. Для измерения используют такие единицы:

  • ампер-час;
  • миллиампер-час.

Различаются они только точностью измерения. Например, ёмкость аккумулятора в тысячу миллиампер-час проработает с силой тока в тысячу миллиампер один час, а с показаниями в сто миллиампер — целых 10. Амперы — обобщающая единица, которая включает в себя 1 тыс. частей с приставкой «милли».

Есть два метода измерения ёмкости:

  • Для того чтобы вычислить ёмкость аккумулятора, нужно понять принцип действий. Сначала нужно полностью зарядить устройство, а затем измерить время разряда. Ёмкость — произведение часов на силу тока. Это не очень удобный метод для батарейки, ведь после такого эксперимента её можно будет только утилизировать.
  • Есть и другой способ. Нужно собрать схему, которая разрядит резистор до напряжения в один вольт, силу тока можно посчитать по формуле напряжения, делённого на сопротивление. Чтобы точно измерить время, можно подключить часы, которые перестанут работать при достижении порогового напряжения. Предварительно следует установить их на нулевую отметку. А также следует включить твердотельное реле, которое защитит устройство от полного разряда путём его отключения. Произойдёт это также при достижении минимально допустимого показателя вольт.

Рассчитать мощность аккумулятора можно при помощи той же формулы, однако напряжение и силу тока надо будет знать наверняка. Соберите цепь, включив в неё амперметр и вольтметр. Необходимо просто перемножить показания приборов. Если вольтметра нет, то можно обойтись значениями сопротивления. В таком случае мощность равна квадрату количества ампер, умноженному на число Ом.

Если отсутствует амперметр, то нужно число, измеренное вольтметром, умножить само на себя, а после поделить на сопротивление. Мощность в физическом смысле — это соотношение совершаемой работы на единицу времени.

Контроль саморазряда

Каждый аккумулятор неизбежно теряет заряд. Для контроля расхода ампер часов аккумулятора расчёты обязательно необходимы. Сначала нужно вычислить энергию, которая хранится в накопителе на момент полного заряда. Делать это придётся сразу же после отключения аккумулятора от сети.

Затем нужно оставить его где-то на месяц, а после повторить действия. Если сроки не терпят, то можно подождать всего неделю, а результат умножить на четыре. Нормальными значениями расхода для среднего устройства считается десятая часть от полной ёмкости в неделю либо четыре таких части в месяц.

Если энергия теряется слишком быстро, то следует разобраться с причинами неисправности. Она может быть связана с большими показателями сопротивления. Чтобы снизить значение Ом в сети, надо заменить стальную пружину — держатель аккумулятора. Если шунтировать элемент медным проводом, то это должно изменить ситуацию. Иначе нужно задуматься о полной замене устройства на новое.

Опыт пользователей

Аккумуляторные проблемы волновали меня ещё два года назад, когда у меня не было прав. Сначала никак не мог определить его ёмкость, потом разобрался. В учебном заведении предложили заняться проектом на свободную тему. Я решил изучить соответствие параметров, указанных на батарейках разных производителей, с их реальными характеристиками. Занимался этим как хобби, делал все ради интереса. Не думал, что это пригодится потом, когда я начну водить.

Конечно, я больше не разряжаю аккумуляторы полностью, пользуюсь более совершенными методами. Всегда включаю в сеть твердотельное реле, чтобы не было нужды разрежать накопитель полностью.

Александр Казаков

Это простая процедура, ведь формула ёмкости аккумулятора изучается ещё в восьмом классе. Конечно, не все в школьные годы любят физику и полагают, что она никак не пригодится им в жизни. Но большинство парней, да и девушек тоже, затем садится за руль. При вождении и уходе за автомобилем важно понимать основы механики и электричества, поэтому пренебрегать физикой не стоит. Но кто-то просто забывает полученные знания либо не может применить их на практике.

Впрочем, формулу силы тока иногда знают даже те, кто не учился в школе: I = U/R. Когда этот параметр известен, достаточно умножить его на время работы.

Виктор Шкурапетов

Всегда выполняю измерения, пользуясь полным разрядом. Считаю, что это единственный метод, который даёт достоверный результат, так что рекомендую только его. Конечно, иногда неудобно несколько часов заряжать устройство, в особенности — с большой ёмкостью, как в автомобилях. Однако альтернативы все равно не вижу. Тем более машина — механизм, за исправностью которого нужно внимательно следить. Никто не захотел бы остаться без света ламп ночью или в туман, ведь этому человеку пришлось бы дожидаться либо утра, либо помощи братьев-автомобилистов. Оба варианта — не очень приятное времяпрепровождение.

Андрей Колегов

Величина нужной ёмкости аккумуляторной батареи для ИБП, формула

Расчет ёмкости аккумуляторной батареи для ИБП

Аккумуляторные батареи для ИПБ - это аккумулятор, обеспечивающий постоянное питание и подачу напряжения, когда отключается питающая сеть. Емкость аккумуляторной батареи - это одна из ее самых важных технических особенностей. То есть возможное число электроэнергии, которое скапливается АКБ за цикл подзарядки. Далее рассмотрим способ расчета нужной емкости.

Как все знают, потребленная мощность рассчитывается в Вт, а аккумуляторная батарея для ибп с емкостью в А•ч. Чтобы выяснить емкость аккумуляторов для питания оборудования нужно осуществить определенный расчет. Нагрузка в 500 Вт нуждается в резервировании примерно за 3 ч. Для обыкновенного 12В аккумулятора, величина нужной емкости батареи рассчитывается по следующей формуле:

  • Q= (P• t) / V• k
  • Тут Q – это нужная емкость аккумулятора;
  • P – нынешняя нагрузка;
  • V – напряжение любой из аккумуляторных батарей;
  • t – период резервирования.
  • k – коэффициент применения емкости аккумулятора.

Коэффициент k вводится, потому что АКБ не полностью заряжается. Кроме того, сильное понижение заряда устройства, который следует после нескольких рабочих циклов зарядки и разрядки, становится причиной быстрой порчи батареи. Например, если только приобретенный аккумулятор разряжается на 30% от его всей емкости, затем сразу же осуществлять его зарядку, он может выдержать приблизительно 1000 таких циклов. В случаи уменьшения разряди до 70%, то число этих циклов понизится приблизительно в 200. В результате, выходит, что для питания этой нагрузки за указанный период необходимо:

Q= 500•3/ 12•0,7 = 178,6 А•ч.

Данное значение считается минимальной емкостью аккумулятора для конкретного варианта. В идеальном состоянии рекомендуется взять источник энергии с маленьким запасом. Это необходимо для того, чтобы из раза в раз не разряжать его. Таким образом, удастся сохранить рабочие данные батареи за более длительный промежуток времени.

Q= 178,6•1,2 = 214,3 А•ч.

То есть для того, чтобы решить поставленную задачу нужно купить аккумулятор емкостью не меньше 215 А•ч. Если использовать ИБП и вместе с ним генератор, то размер этого коэффициента лучше понизить до 0,4, так как в подобной связке батареи в основном используются для того, чтобы поддержать питание электроэнергии без перебоя, пока не заработает электростанция.

Как измерить ёмкость аккумулятора

Определение ёмкости аккумулятора. Физический смысл

Ёмкость аккумуляторной батареи определяет количество времени, в течение которого АКБ сможет давать энергию на полезную нагрузку. Емкость аккумуляторной батареи измеряется в ампер-часах. Сама физическая единица показывает, что ёмкость аккумуляторной батареи — это произведением тока разряда аккумулятора (в амперах) на время разряда АКБ (в часах).
Ёмкость аккумуляторной батареи — это физическая величина, которая вместе с напряжением батареи определяет количество энергии, которую способна дать полностью заряженная аккумуляторная батарея. Не следует путать понятия ёмкости аккумуляторной батареи и заряда (заряженность) аккумулятора. Ёмкость определяет потенциал аккумуляторной батареи, то есть количество времени, в течение которого АКБ сможет обеспечить питание нагрузки, если аккумуляторная батарея полностью заряжена.

Реальная ёмкость аккумулятора определяется несколькими факторами: величиной приложенной нагрузки, температурой батареи. Чем больше приложена нагрузка, тем быстрее происходит разряд батареи. Чем ниже температура, тем меньше ёмкости имеет батарея. Ёмкость аккумулятора — величина, зависящая от способа и условий измерения, поэтому её необходимо рассматривать в соответствии с технической документацией к батареи. Обычно производитель определяет длительным способ разряда батареи (в течение 20 часов) при комнатной температуре (20 градусов).

Определение ёмкости аккумулятора методом длительного разряда

Стандартным лабораторным методом определения ёмкости аккумулятора является метод длительного контрольного разряда. В начале аккумуляторную батарею полностью заряжают, а потом разряжают постоянным малым током. Одновременно ведут учёт времени разряда батареи. Ёмкость аккумулятора вычисляют как произведение силы тока на время. Сложность метода состоит в необходимости поддерживать постоянное значение силы тока разряда, для этого используют специальное оборудование.

Бытовым способом измерения ёмкости аккумулятора является метод разряда АКБ с помощью постоянной нагрузки. При этом используют в качестве нагрузки одну или несколько автомобильных ламп, выбирая нагрузку из расчета 1/20 величины номинальной ёмкости. Время засекается по обычным часам. Такой метод имеет неточность, так как напряжение АКБ в течение тестирования снижается, и, следовательно, меняется ток нагрузки. Следует так же опасаться полного (глубокого) разряда АКБ, это может привести к поломке батареи.

Еще один способ измерения ёмкости аккумулятора также основан на использовании метода длительного разряда. В этом случае используется специальная электронная схема и электронные часы, подключенные в схему. Такую схему можно найти на страницах журналов радиолюбителей.

Собрать её сможет опытный радиолюбитель или профессиональный электронщик, для каждого аккумулятора придется подобрать расчетным путём необходимые значения сопротивления нагрузки. Измерение проводится так же в течение 20 часов.

Определение ёмкости аккумулятора с помощью специального электронного тестера

Для быстрого определения ёмкости аккумулятора можно использовать специальные тестеры ёмкости аккумуляторов. Работа таких устройств основана на проведении серии специальных измерений. Для определения ёмкости тестер отправляет несколько зондирующих импульсов в подключенную аккумуляторную батарею. Получив обратный сигнал, тестер проводит их распознание и с помощью микропроцессора делает необходимые вычисления ёмкости аккумулятора. Полученный результат выводится на электронный дисплей устройства.

Одним из таких приборов является тестер ёмкости аккумуляторных батарей SKAT-T-AUTO.

Тестер ёмкости аккумулятора SKAT-T-AUTO является полностью автоматический прибором, не требует специальных знаний для проведения измерений. Тестер предназначен для быстрой оценки технического состояния герметичных и негерметичных свинцово-кислотных АКБ с номинальным напряжением 12 В и номинальной ёмкостью от 1,0 до 120 Ач.

Тестер емкости аккумулятора позволяет определить ёмкость аккумулятора с необходимой для эксплуатации АКБ точностью всего за 15 секунд.  Работа с прибором очень проста. Нужно отсоединить батарею от прибора, в котором она установлена, подсоединить к тестеру с помощью специальных зажимов и нажать всего одну кнопку.

После определения остаточной ёмкости батареи, её сравнивают с номинальной ёмкостью новой батареи, указанной в паспорте изделия. Если остаточная ёмкость батареи менее 50 %, то её необходимо вывести из эксплуатации и провести восстановление или замену батареи.

Читайте также:

определение понятия, как ее посчитать

Практически все устройства, работающие от электрического тока, оснащены аккумуляторными батареями. К ним можно отнести автомобили, ноутбуки, телефоны. Как правило, именно от емкости аккумулятора зависит время работы электрической техники. А сам объем также подвержен влиянию других параметров. Он может со временем уменьшаться при неправильном использовании устройства.

Что обозначает параметр

Характерным параметром для любой батарейки является его объем. Этот параметр обозначает количество времени, во время которого батарея может давать энергию подключенному устройству. Емкость измеряется в амперах, а обозначает этот показатель как ампер-час. Для совсем компактных АКБ обозначение идет в миллиамперах.

Единица измерения емкости ничто иное как произведение тока, при котором разряжается АКБ, на временной промежуток потери накопленного заряда. Иными словами, батарея емкостью в 40 А/ч, способна отдавать 40 Ампер за час работы.

Связь параметра с энергией

Достаточно частое заблуждение в том, что объем АКБ считается показателем, который характеризует энергию накопленной батарейкой. Способность к накоплению заряда является зависимым напрямую от напряжения. Исходя из этого можно сделать вывод — чем большее напряжение батареи, тем больше она способна накопить количество энергозаряда. Электрическая энергия является перемножением тока при заряде, напряжении самой батареи и времени протекании тока. Выражается это все уравнением:

В приведенном примере используются такие обозначения, как:

  • W – числовой показатель накопленной энергии, Джоуль;
  • U – напряжение батареи, Ватт;
  • I – значение постоянного тока, Ампер;
  • Т — Время разряжения батареи, час.

А так как время разряда и постоянный ток дают объем аккумулятора, можно вывести другую формулу энергии:

Эта формула показывает, как связана энергия и объем АКБ. Если подключить последовательно несколько батареек с одинаковым значением объема, то числовое значение энергии представится как перемножение электроэнергии одного элемента помноженное на количество в связке.

Важно! Некоторые производители батарей не указывают емкость в амперах час, а показывают числовое значение запасаемой энергии в Ватт час.

Показатели, влияющие на емкость

Емкость аккумулятора не является одиночным показателем, который независим. На самом деле он прямо зависит от многих параметров АКБ. К ним можно отнести резервную, энергетическую емкость. Они прямо влияют на номинальное значение.

Энергетическая

Такой показатель АКБ, как энергетическая емкость измеряется в Вт/элементах. Этот параметр указывает на то, что аккумулятор способен отдавать заряд на протяжении некого периода времени с постоянной мощностью. Как правило, временной промежуток составляет 1/4 часа или менее. Такой параметр наиболее популярен за рубежом, но сейчас набирает известность и в России.

Для того, чтобы приблизительно рассчитать энергетическую емкость аккумулятора, которая измеряется в Ампер-час, обозначается как Вт/ч, нужно воспользоваться формулой:

В расчете емкости аккумулятора используются такие обозначения, как:

  • Q – энергетическая емкость АКБ, получаемая в ходе расчётов;
  • W – объем аккумулятора, Вт/ч.

По итогу получается простое разделение временного промежутка. При покупке аккумуляторов стоит смотреть на обозначения его энергетического объема.

Резервная

Также у АКБ есть еще один параметр, который характеризует его работоспособность. К ней относится резервный объем батареи. Как правило, такой параметр характерен для аккумуляторов автомобилей.

Эта характеристика говорит о том, что АКБ способно питать движущийся автомобиль, его устройства в то время, когда штатный генератор авто вышел из строя. Резервная измеряется во времени (минуты), за которое разряжается акум с током величиной 25 А.

Для вычисления номинальной емкости АКБ по известным показателям резервной используют следующую формулу:

В уравнении используются такие обозначения емкости:

  • Q – номинальная;
  • Т – резервная.

Емкость аккумулятора и его заряд (заряженность)

Довольно часто пользователи приравнивают такие показатели как объем батареи и ее заряд или заряженность. Это в корне неправильно и считается ошибочным заблуждением.

На самом деле емкость аккумулятора обозначит максимальное значение потенциала батареи. По-другому это говорит о том, что батарея способна накопить некоторое количественное значение энергии при заряжённом состоянии.

А вот заряд АКБ обозначает энергию, которая требуется для питания нагрузки. Из этого вытекает, что обозначения зарядов одной батареи бывает разным, и это подчиняется в первую очередь времени заряженности аккумулятора. А вот объем как в разряженном, так и в заряженном положении не изменяется.

Для лучшего понимания этих сравнений требуется представить бокал, наполненный жидкостью. Объем стакана есть емкость, а вот уже количество воды в нем — это заряд. Значит, что емкость АКБ никак не зависит от количества заряда в нем.

Факторы, влияющие на емкость

Также номинальная емкость может зависеть от других факторов. Например, о тока разряда, температуры эксплуатации, типичного устаревания, износа АКБ.

Ток разряда

Большинство показателей, которые указаны на корпусе батареи от производителя, вычисляются в ходе тестовых замеров. Например, ток разряда замеряют при стандартных временных промежутках как 10, 20 или 100 часов. На корпусе будет соответствующее обозначение объема Q10, 20 и 100, или тока разряда I10, 20 и 100.

И чтобы вычислить показатель тока, который протекает через нагрузку, необходимо просто разделить показатель на количество часов. Например, таким образом:

Но не стоит воспринимать это как пропорциональность тока разряда и времени. Они не являются пропорциональными величинами. Например, при разряжении батареи за 15 минут ток не будет равным произведению Q20 х 4.

Конечное напряжение разряда

При каждом цикле разряда напряжение на батареи падает, а когда числовое значение приблизится к конечной отметке, АКБ следует отключить. Как правило, аккумулятор при достижении этой границы просто перестает питать устройства.

И если аккумулятор способен продолжать питать устройство на достаточно низких показателях напряжения, то его объем, как правило, намного выше тех, которые отключаются на этой же отметке.

Важно! Если продолжать использовать батареи при конечном напряжении разряда, то произойдёт глубокий разряд батареи. Этого не следует допускать слишком часто так как такие условия способствуют износу батареи, конечному выводу из строя.

Износ аккумулятора

У каждой батарейки на корпусе стоит численное обозначение его номинальной емкости. Как правило, это обязательная метка от производителя. Но не всегда указанные значения соответствует действительным показателям. Аккумулятор может терять свой объем по некоторым причинам. Например, такой износ емкости аккумулятора характерен в таких случаях, как:

  • Долгое хранение на складе;
  • Активная эксплуатация;
  • Неправильный заряд, а также разряд устройства.

Даже простая эксплуатация приводит к устареванию батареи. Аккумуляторам свойственно терять свою емкость из-за разрушения внутренних пластин. По этой причине АКБ уже не может вобрать заявленное количество энергии, длительно обеспечивать питание устройств.

Температура

Использование аккумулятора необходимо производить в рекомендуемом диапазоне температур. Но, как правило, часто такие параметры игнорируются по причине невозможности им следовать. Например, нередко на морозе активно пользуются смартфонами и объем от этого падает.

Температура прямо влияет на показатель емкости АКБ. При повышении температуры со стандартных 20 до 40 градусов приведет к повышению номинальной на целых 5 %. А вот понижение до 0 приведет к уменьшению показателя на 15 %. При эксплуатации АКБ при минусовых температурах уменьшает показатель на 25 и больше.

Совет! При использовании аккумулятора при минусовых температурах следует учитывать падение емкости, возможные отклонения в корректности работы устройства.

Как проверить емкость аккумулятора

Довольная частая практика производить измерение параметра объема аккумулятора при покупке устройства бывшего в употреблении. Также некоторые измеряют совершенно новые батареи. Это не обязательно совершать, но полученные данные помогут корректно определить состояние работоспособности АКБ.

Популярный метод измерение — это способ контрольного разряда. Его можно называть классическим, часто применимым. Контрольный разряд — это процедура заключается в полном заряде батарее и последующим разряде при помощи постоянного тока. Во время процедуры засекают промежуток, за который АКБ потеряет заряд. После чего достаточно вставить полученные цифры в стандартную формулу по расчёту емкости аккумулятора:

В формуле используются обозначения:

  • Q – емкость батареи;
  • I – ток, используемый для разряда;
  • Т — время, которое аккумулятор тратит чтобы полностью разрядится.

Важно! Для того, чтобы получить максимально точный результат требуется подобрать показательно постоянного тока таким образом, чтобы общее время для полного разряда составило от 8 до 20 часов.

После расчёта требуется сравнить вычисленное числовое обозначение с указанными цифрами от производителя. Если номинальный показатель аккумулятора больше реального на 60-65 % и более, то АКБ следует заменить. Такое сильное отклонение говорит о том, что батарея сильно изношена и дальнейшая ее эксплуатация приведет к быстрому выходу их строя.

Внимание! Если отклонения в числовых значениях около 30 %, а аккумулятор новый, то такое может говорить о том, что АКБ долго не использовался по назначению. В случае недолгой эксплуатации АКБ такой исход случается при глубоком разряде.

Казалось бы, что метод измерения достаточно прост. Но и у него есть свои недостатки. Среди них числятся:

  • Необходимость прервать использования батареи на длительный срок;
  • Замирение показателей происходит длительный период;
  • Точность расчёта зависит от постоянного наблюдения.

Производители в курсе таких манипуляций и их сложности, именно поэтому многие устройства имеют возможность производит самостоятельную диагносту. Процедура происходит быстро, достаточно несколько секунд, чтобы узнать о состоянии аккумулятор. Но на данный момент технология не совершенна и полученные результаты могут быть далекими от реальности.

Как вычислить емкость, требуемую для питания устройства

Чтобы выяснить требуемый минимальный порог емкости для того или иного устройства, нужно использовать формулу:

В формуле расчёта емкости используются такие обозначения, как:

  • Q – требуемая емкость батареи, Ам*ч;
  • Р – данная нагрузка, Вт;
  • V – напряжение АКБ;
  • Т – время, на протяжении которого необходимо питать устройство в часах;
  • К – коэффициент, обозначающий разрешимо потребления энергии устройством.

Применение коэффициента при расчете необходимо для того, чтобы учесть возможность неполной разрядки батареи. Например, если давать устройству разряжать аккумулятор на 30 % и после этого сразу же заряжать, то это позволит пережить устройству более 1000 циклов. Но использовать треть возможностей не удобно, так как придется постоянно производить подзарядку. Если установить коэффициент 0.7, то батарейка будет разряжаться до 70%.

Например,  в наличие есть нагрузка около 500 Вт, которую необходимо резервировать около трех часов. Для стандартной 12 Вт батарейки получится следующий расчёт емкости аккумулятора:

Таким образом можно получить минимальный порог значения параметра для аккумулятора. Но стоит взять с запасом, процентов на 20.

Важно! Не стоит брать аккумуляторы с излишне большим объемом, это может негативно сказаться на устройстве, которое питается батареей.

 

Емкость аккумулятора — это характерный показатель качества и работоспособности батареи, она зависит от многих параметров. На него следует ориентироваться при приобретении АКБ для различных устройств. Чем больше этот параметр батареи, тем большее количество времени он сможет обеспечивать энергией устройство.

Что такое емкость аккумуляторной батареи. Как измерить емкость аккумулятора.

Емкость аккумуляторов- это количество электрической энергии, которое может отдать полностью заряженный аккумулятор при определенном режиме разряда и температуре от начального до конечного напряжения. Единицей СИ для электрического заряда является кулон (1Кл), но на практике емкость обычно выражается в ампер-часах (Ач).

Емкость измеряют в ампер-часах и определяют по формуле:

C=Ip *tp,гдеС– емкость, Ач;

Ip– сила разрядного тока, А;

tp– время разряда, Ч.

Номинальная емкость- емкость, которую должен отдать новый полностью заряженный аккумулятор в нормальных условиях разряда, указанных в стандарте на этот аккумулятор. При этом напряжение не должно упасть ниже определенной величины.

Так как емкость зависит от разрядного тока и конечного разрядного напряжения, в условном обозначении аккумуляторов указывается емкость, соответствующая определенному режиму разряда. Для стартерных аккумуляторов за номинальную принимается емкость при 20-часовом, стационарных при 10-часовом, тяговых при 5-часовом режимах разряда.

Пример оценки ёмкости батареи 20-ти часовым режимом разряда током 0.05 С20 (током, равным 5% от номинальной ёмкости). Если ёмкость батареи 55Ач, то разряжая ее током 2.75А, она полностью разрядится за 20 часов. Аналогично для батарей ёмкостью 60Ач полный 20-ти часовой разряд произойдет при чуть большем токе разряда - 3А.

Отдача по емкости - отношение количества электричества, полученного от аккумулятора при разряде, к количеству электричества, необходимого для заряда аккумулятора до первоначального состояния при определенных условиях.

Она зависит от полноты заряда. Часть же заряда теряется на газообразование, это уменьшает коэффициент отдачи.

Емкость остаточная– величина, соответствующая количеству электричества, которое может отдать частично разряженный аккумулятор при установленном режиме разряда до конечногонапряжения.

Резервная ёмкость аккумуляторной батареи- время, в течение которого батарея сможет обеспечить работу потребителей в аварийном режиме. Величина резервной ёмкости, выраженная в минутах, последнее время все чаще проставляется изготовителями стартерных аккумуляторных батарей после значения тока холодного старта.

Емкость зарядная- количество электричества, сообщаемое аккумулятору во времязаряда.Зарядная емкость акб всегда больше разрядной из-за потерь энергии на побочные реакции и процессы.

При постоянном токе заряда l зарядная емкость С= I * t, где t - время заряда.

Измерение емкости ведется до падения напряженияхотя бы одного элемента аккумуляторной батареи до величины, регламентированной для конкретного режима разряда.

В течение срока службы емкость акб изменяется. В начале срока службы она возрастает, так как происходит разработка активной массы пластин. В процессе эксплуатации емкость некоторое время держится стабильной, а затем начинает постепенно уменьшаться из-за устаревания активной массы пластин.

Емкость батареи зависит от количества активного материала и конструкции электродов, количества и концентрации электролита, величины тока разряда, температуры электролита, степени изношенности аккумулятора, наличияпосторонних примесей в электролитеи других факторов.

При увеличении тока разряда емкость батареи уменьшается. АКБ при форсированных режимах разряда отдают емкость меньше, чем при разряде более длительными режимами (небольшой величиной тока). Поэтому на аккумуляторах могут быть обозначения при 3,5,6,10,20 и 100 часах разряда. При этом емкости одной и той же батареи будут совершенно разные. Наименьшая будет при 3-х часовом разряде, наибольшая при 100 часовом.

С повышениемтемпературы электролитаемкость растет, но при излишне высоких температурах уменьшается срок их службы.Это происходит потому что, при повышении температуры электролит легче проникает в поры активной массы, так как уменьшается его вязкость и увеличивается внутреннее сопротивление.Поэтому в реакции разряда принимает участие больше активной массы, чем при заряде, производившемся при более низкой температуре.

При низкихже температурах емкость и полезное действиеАКБбыстро уменьшается.

Если увеличить концентрацию (плотность электролита), то емкость также увеличится, но аккумулятор быстро выйдет из строя из-за разрыхления активной массы батареи.

Емкость аккумулятора - обзор

20.2.3 Емкость аккумулятора

Емкость аккумулятора соответствует количеству электрического заряда, который может быть накоплен во время заряда, сохранен во время пребывания в разомкнутой цепи и высвобожден во время разрядки обратимым образом . Он получается путем интегрирования тока разряда, начиная с полностью заряженной батареи и заканчивая процесс разряда при определенном пороге напряжения, часто обозначаемом как напряжение отсечки или U cut_off , достигнутом в момент t cut_off .В этом случае она обозначается как разрядная емкость или C d , а в случае электрохимии свинцово-кислотных аккумуляторов она может быть выражена как

(20,5) Cd = ∫0tcut_offIdt = −2FMPbO2 (mPbO2initial − mPbO2cut_off ) = - 2FMPb (mPbinitial − mPbcut_off)

Уравнение (20.5) показывает, что емкость батареи пропорциональна количеству активных материалов, которые могут быть преобразованы электрохимически, пока напряжение батареи не достигнет порогового значения U cut_off .Знак разрядной емкости отрицательный; однако на практике его значение рассматривается как модуль. Когда батарея разряжается постоянным током, ее емкость определяется формулой C d = I · t d , где t d - продолжительность разряда. Когда последнее выражается в часах, типичной единицей измерения емкости аккумулятора является ампер-час.

Разрядная емкость новой батареи (т. Е. До заметного начала деградации батареи) является функцией температуры и профиля тока разряда.Основным этапом разработки каждого алгоритма управления батареями является оценка зависимости разрядной емкости от тока и температуры. Обычно это делается путем подвергания одной или нескольких идентичных батарей или элементов нескольких циклов заряда / разряда при постоянной температуре с использованием гальваностатического разряда с разными токами разряда и фиксированным режимом полной перезарядки. Процедура повторяется при нескольких разных температурах. При разработке такого плана экспериментов следует учитывать типичную скорость разрушения батареи при циклическом включении.Для аккумуляторов, скорость старения которых в режиме глубокого цикла высока (например, свинцово-кислотные аккумуляторы с тонкими пластинами и решетками, не содержащими сурьмы), количество таких глубоких циклов определения характеристик должно быть меньше, а количество экспериментальных точек на батарею должно быть ограничено. может быть компенсировано тестированием большего количества батарей.

Зависимость разрядной емкости от тока разряда часто соответствует уравнению Пойкерта [2]:

(20.6a) Cd = K · I1 − n

, где K и n - эмпирические константы.Коэффициент n сильно зависит от конструкции электродов. Например, свинцово-кислотные батареи с толстыми пластинами имеют значение n в диапазоне 1,4 [3], а для конструкций с более тонкими пластинами n находится в диапазоне 1,20–1,25 [4]. Для таких технологий, как литий-ионные батареи, где пластины очень тонкие (в диапазоне 0,2–0,3 мм), значение n близко к 1 [5]. В этом случае уравнение Пойкерта и соответствующие экспериментальные данные могут быть представлены с использованием продолжительности разряда t d вместо емкости:

(20.6b) td = K · I − n

Когда экспериментальные данные t d (I) построены в двойных логарифмических координатах, уравнение (20.6b) преобразуется в прямую линию с наклоном, равным к коэффициенту n . Уравнение Пойкерта демонстрирует одну и ту же тенденцию почти для всех типов первичных и аккумуляторных батарей - чем выше ток разряда, тем меньше емкость. Последнее с электрохимической точки зрения соответствует меньшему количеству активных материалов, превращающихся в продукты разряда.В технологии аккумуляторов степень этого преобразования обозначается как «использование активных материалов». Уменьшение использования активных материалов при высоких токах разряда очень часто можно приписать эффектам диффузии. Например, в случае разряда свинцово-кислотной батареи (уравнения (20.1a) и (20.1b)) серная кислота, необходимая для преобразования PbO 2 и Pb в PbSO 4 , должна диффундировать из объема электролита. к геометрической поверхности электрода, а затем внутрь его пористого объема.При высоких токах разряда электролит из объема элемента, расположенного между пластинами батареи, не успевает диффундировать внутри объема пластин, где он быстро истощается из-за электрохимических реакций. Это приводит к развитию локальных градиентов концентрации и появлению диффузной поляризации [6]. Последнее вызывает быстрое снижение напряжения разряда ячейки. По логике вещей, мы можем достичь большей емкости при более высоких токах только в аккумуляторных технологиях, использующих конструкции ячеек с более тонкими пластинами, где диффузия происходит быстрее.

Уравнение Пейкерта имеет различный диапазон применимости для каждой аккумуляторной технологии - для очень высокого и очень низкого тока разряда оно больше не действует. Следует отметить, что точный алгоритм BMS должен также полагаться на набор параметров n и K , измеренных для конкретного типа батареи, используемой в энергетической системе, т. Е. Пара «батарея плюс BMS» ведет себя как ключ и замочная скважина.

Уравнение (20.6b) можно использовать для объяснения терминов «номинальная емкость» и «номинальный ток», которые часто используются в аккумуляторной практике.Здесь «номинальный» соответствует выбору тока, который соответствует заданной продолжительности разряда (или желаемой автономности), или наоборот - как долго мы будем работать от батареи при приложенном токе разряда. Таким образом, ток, соответствующий 20-часовому разряду, обозначается как 20-часовой номинальный ток или I 20 (или I 20h ). Когда последнее умножается на 20 часов, произведение обозначается как 20-часовая номинальная производительность C 20 (C 20h ).

Другой термин, связанный с емкостью батареи, - это «номинальная емкость» (или емкость, указанная на паспортной табличке), обозначенная как C n . Определение C n часто связано с определенным приложением или стандартом тестирования батарей. Например, номинальная емкость свинцово-кислотных аккумуляторов для запуска, освещения и зажигания обычно совпадает с 20-часовой номинальной емкостью C 20h . Номинальная емкость может использоваться для выражения плотности тока заряда и разряда в виде рейтинга C, представленного как отношение между номинальной емкостью и `` целевой '' длительностью разряда или заряда (последняя отличается от реальной продолжительности заряда или продолжительности заряда). увольнять).Таким образом, для тока, предназначенного для зарядки или разрядки аккумулятора в течение 10 часов, плотность тока выражается как C n /10 час. Более высокие токи, такие как C n /1 ч, обозначаются как 1 C, C n 900 10/30 мин как 2 C, C n 900 10/15 мин как 4 C и т. Д. позволяет применять одинаковые условия тестирования к батареям разного размера и надежно сравнивать полученные результаты. Удобство такого подхода связано с большой разницей между возможностями тестирования аккумуляторов в лаборатории, на которую возложена задача разработки BMS, и фактическими размерами установки для аккумулирования энергии.Обычно стенды для проверки аккумуляторных батарей предназначены для проверки ячеек в диапазоне напряжений 0–5 В и тока ± 5–50 А (чем выше ток, тем дороже оборудование). Во многих реальных аккумуляторных установках для хранения возобновляемой энергии и поддержки сети типичный диапазон постоянного напряжения составляет 400 В, а токи могут достигать 500–1000 А в случае, когда используются огромные аккумуляторные элементы, что свидетельствует о том, что BMS фактически экстраполирует лабораторные характеристики элементов и батарей меньшего размера, чтобы контролировать и прогнозировать работу крупногабаритных аккумуляторов энергии.

Емкость аккумулятора | PVEducation

«Емкость батареи» - это мера (обычно в ампер-часах) заряда, накопленного в батарее, и определяется массой активного материала, содержащегося в батарее. Емкость аккумулятора представляет собой максимальное количество энергии, которое может быть извлечено из аккумулятора при определенных условиях. Однако фактические возможности аккумулирования энергии аккумулятора могут значительно отличаться от «номинальной» номинальной емкости, поскольку емкость аккумулятора сильно зависит от возраста и прошлой истории аккумулятора, режимов зарядки или разрядки аккумулятора и температуры.

Единицы емкости аккумулятора: Ампер-часы

Энергия, запасенная в батарее, называемая емкостью батареи, измеряется в ватт-часах (Втч), киловатт-часах (кВтч) или ампер-часах (Ач). Наиболее распространенной мерой емкости батареи является Ач, определяемая как количество часов, в течение которых батарея может обеспечивать ток, равный скорости разряда при номинальном напряжении батареи. Единица измерения в ампер-часах обычно используется при работе с аккумуляторными системами, поскольку напряжение аккумулятора будет меняться в течение цикла зарядки или разрядки.Емкость Втч может быть приблизительно равна емкости Ач путем умножения емкости АН на номинальное (или, если известно, среднее по времени) напряжение батареи. Более точный подход учитывает изменение напряжения путем интегрирования емкости AH x V (t) за время цикла зарядки. Например, 12-вольтовая батарея емкостью 500 Ач позволяет хранить энергию примерно 100 Ач x 12 В = 1200 Втч или 1,2 кВтч. Однако из-за большого влияния скорости зарядки или температуры для практического или точного анализа производители аккумуляторов предоставляют дополнительную информацию об изменении емкости аккумулятора.

Влияние скорости зарядки и разрядки на емкость

Скорость зарядки / разрядки влияет на номинальную емкость аккумулятора. Если батарея разряжается очень быстро (т. Е. Большой ток разряда), то количество энергии, которое может быть извлечено из батареи, уменьшается, и емкость батареи ниже. Это связано с тем, что компоненты, необходимые для возникновения реакции, не обязательно имеют достаточно времени, чтобы переместиться в свои необходимые положения. Только часть всех реагентов превращается в другие формы, и поэтому доступная энергия снижается.В качестве альтернативы, если батарея разряжается очень медленно с использованием низкого тока, из батареи может быть извлечено больше энергии и емкость батареи выше. Следовательно, емкость аккумулятора должна включать скорость зарядки / разрядки. Обычный способ определения емкости батареи - это указать емкость батареи как функцию времени, которое требуется для полной разрядки батареи (обратите внимание, что на практике батарея часто не может быть полностью разряжена).

Температура

Температура батареи также влияет на энергию, которая может быть извлечена из нее.При более высоких температурах емкость аккумулятора обычно выше, чем при более низких температурах. Однако намеренное повышение температуры батареи не является эффективным методом увеличения емкости батареи, так как это также сокращает срок службы батареи.

Возраст и история батареи

Возраст и история батареи сильно влияют на ее емкость. Даже если следовать спецификациям производителя в отношении DOD, емкость аккумулятора будет оставаться на уровне номинальной емкости или приближаться к нему в течение ограниченного числа циклов зарядки / разрядки.История батареи оказывает дополнительное влияние на емкость, так как если батарея была взята ниже ее максимального значения DOD, то емкость батареи может быть преждевременно уменьшена, и номинальное количество циклов заряда / разряда может быть недоступно.

Как рассчитать время работы от аккумулятора

Есть слишком много вопросов, которые вы зададите при разработке устройства с батареей внутри него.

Начальнику просто нужна дешевая и маленькая батарея с ней, но без дополнительной информации о том, сколько времени нужно конечному покупателю, насколько он может быть маленьким.

в этой статье мы покажем вам:

1 Как рассчитать время работы конкретной батареи?
2 Как рассчитать емкость аккумулятора?
3 Калькулятор емкости аккумулятора (инструмент мгновенного расчета)
4 Калькулятор времени работы аккумулятора
5 Как преобразовать ватты в амперы или амперы в ватты или из вольт в ватты

Готовы к вашему дизайну батареи?
Поехали.

В идеальном / теоретическом случае время было бы Время (Ч) = Емкость (Ач) / Ток (А).

Если емкость указана в ампер-часах, а сила тока - в амперах, время будет в часах (зарядка или разрядка).

Смущаетесь?

Итак, как рассчитать, на сколько хватит заряда батареи?

Отбросьте, на сколько хватит заряда батареи калькулятора, и давайте посмотрим, как на самом деле батарея на 10 Ач с током 1 А проработает 10 часов. Или при доставке 10А этого хватило бы всего на 1 час, а при доставке 5А - всего на 2 часа.

Другими словами, у вас может быть «любое время», если, умножив его на ток, вы получите 10 Ач (емкость аккумулятора).

Это так просто.

, так что больше нет проблем с расчетом времени автономной работы.

Для аккумулятора 18650 2500 мАч (2,5 Ач) с устройством, потребляющим 500 мА (0,5 А), у вас есть:

2,5 Ач / 0,5 А = 5 часов

Обратите внимание, что большинство батарей, особенно с цепями, не будут работать до 0 В в качестве источника питания (если оно упадет до нуля, срок службы батареи сократится или даже разрядится, если не зарядить вовремя), То есть ваша схема перестанет работать при заданном напряжении до того, как батарея полностью разрядится.

см. Ниже диаграмму разгрузки

не пойдет в ноль (полностью пустой)

Следовательно, для расчета нам потребуется умножить на 0,8-0,9:

, то есть 2,5 Ач / 0,5 А * 0,9 = 4,5 часа

Что, если вы знаете только ватты, вы заметите, что каждое устройство использует ватт для определения своих основных характеристик.

Лампа 5 Вт,

Ноутбук 20 Вт,

Двигатель 100 Вт,

Уличный светильник мощностью 200 Вт на солнечной энергии

Назовите несколько.

В теории это:

Время разряда = Емкость аккумулятора * Вольт аккумулятора / Ватт устройства.

Скажем, 5 Ач * 3,7 В / 10 Вт = 1,85 часа

С энергоэффективностью 90% для литий-ионных / литий-полимерных аккумуляторов. Тогда
Время разряда = Емкость батареи * Напряжение батареи * 0,9 / Ватт устройства

5 Ач * 3,7 В * 0,9 / 10 Вт = 1,66 часа

Поясним на других примерах:

для батареи 1800 мАч 3,7 В 18650 для питания цифрового устройства 3,7 В 10 Вт, как рассчитать время работы?

для 3.Устройство 7 В 10 Вт , рабочий ток будет 10 ÷ 3,7 = 2,7027 А = 2702,7 мА
Теоретически это: 1800 мАч ÷ 2702,7 мА = 0,666 ч = 40 мин
На самом деле это: 1800 мАч ÷ 2702,7 мА * 0,9 = 0,599 ч = 36 мин

Краткие примечания: 1A = 1000 мА (мА - ток, мАч - емкость)

Или вы можете использовать 3,7 В * 1,8 Ач (1800 мАч) * 0,9 / 10 Вт = 0,599 ч = 36 минут

Другой пример: Аккумулятор 12 В 60 Ач для питания лампы 220 В 100 Вт
Время работы: 12 В * 60 Ач * 0,9 / 100 Вт = 6,48 ч

Как рассчитать количество ампер-часов батареи

Часто нас спрашивают, как рассчитать, сколько ампер-часов необходимо клиенту для работы одного или нескольких устройств.
Итак, мы подготовили несколько заметок по различным темам, например, «Как рассчитать ампер-час батареи» и другим.

Вт = умножение вольт на ампер

Шаг 1. Не торопитесь, и это будет иметь смысл. Следующая информация была скопирована с PowerStream.com

Итак, у вас есть прибор или устройство, например, помпа, и вы хотите знать, какой размер батареи вам нужен?
Хорошо, если потребляемый ток составляет x ампер, время составляет T часов, тогда емкость C в ампер-часах составляет

C = xT

Например, если ваша помпа потребляет 120 мА, а вы хотите, чтобы он работал в течение 24 часов

C (ампер-часы) = 0.12 ампер * 24 часа = 2,88 ампер-часов (продолжайте, вычисления еще не закончены)

Шаг 2. Рекомендации по сроку службы батареи

Нехорошо разряжать батарею до нуля во время каждого цикла зарядки. Например, если вы хотите использовать свинцово-кислотную батарею в течение многих циклов, не следует разряжать ее после 80% заряда, оставив 20% заряда в батарее. Это не только увеличивает количество получаемых циклов, но и позволяет разряжать батарею на 20%, прежде чем вы начнете получать меньшее время работы, чем предусмотрено в конструкции

C ’= C / 0.8 (80% глубина разряда или DOD)

Для приведенного выше примера

C '= 2,88 Ач / 0,8 = 3,6 Ач аккумулятор (продолжайте работу)

Шаг 3: Скорость разряда

Некоторые химические составы аккумуляторов дают гораздо меньше ампер-часов, если вы их быстро разрядите. Это называется эффектом Пейкарта. Это большой эффект для щелочных, углеродно-цинковых, воздушно-цинковых и свинцово-кислотных батарей. Например, если вы используете свинцово-кислотную батарею при 1С, вы получите только половину той емкости, которая была бы у вас, если бы вы использовали 0.05C. Это небольшой эффект для никель-кадмиевых, литий-ионных, литий-полимерных и никель-металлгидридных аккумуляторов.

Для свинцово-кислотных аккумуляторов номинальная емкость (т. Е. Количество AH, нанесенное на боковой стороне аккумулятора) обычно дается для 20-часовой разрядки. Если вы разряжаетесь с медленной скоростью, вы получите расчетное количество ампер-часов из них. Однако при высоких скоростях разряда емкость резко падает. Практическое правило заключается в том, что при скорости разряда в течение 1 часа (т. Е. При потреблении 10 ампер от батареи на 10 ампер-час или 1С) вы получите только половину номинальной емкости (или 5 ампер-часов от батареи на 10 ампер-час). .Графики, подробно описывающие этот эффект для разной скорости разряда, можно использовать для большей точности. Например, таблицы данных, перечисленные в http://www.powerstream.com/BB.htm

Например, если ваш портативный гитарный усилитель потребляет стабильные 20 ампер, и вы хотите, чтобы он работал в течение 1 часа, вы должны начать с Step 1:

C = 20 ампер * 1 час = 20 AH

Затем перейдите к этапу 2

C '= 20 AH / 0,8 = 25 AH

Затем примите во внимание высокую скорость

C' '= 25 / .5 = 50 AH

Таким образом, вам понадобится герметичная свинцово-кислотная батарея на 50 ампер-час для работы усилителя в течение 1 часа при среднем потреблении 20 ампер.

Шаг 4. Что делать, если у вас нет постоянной нагрузки? Очевидно, что нужно сделать, это то, что нужно сделать. Определите среднюю потребляемую мощность. Рассмотрим повторяющийся цикл, каждый из которых длится 1 час. Он состоит из 20 ампер в течение 1 секунды, а затем 0,1 ампер в течение оставшейся части часа. Средний ток рассчитывается следующим образом.

20 * 1/3600 + 0,1 (3599) / 3600 = 0.Средний ток 1044 ампер.

(3600 - количество секунд в часе).
Другими словами, выясните, сколько ампер потребляется в среднем, и используйте шаги 1 и 2. Шаг 3 очень трудно предсказать в случае, когда у вас есть небольшие периоды высокого тока. Хорошая новость: постоянное потребление 1С снижает емкость намного больше, чем короткие импульсы 1С, за которыми следует период отдыха. Таким образом, если средний потребляемый ток составляет около 20 часов, то вы приблизитесь к мощности, прогнозируемой при 20-часовом темпе, даже если вы потребляете его импульсами сильного тока.Фактические данные тестирования трудно получить, не выполнив тест самостоятельно.
Если вам известны ватты, а не амперы, выполните следующую процедуру.

Шаг A: Преобразуйте ватты в амперы.

Фактически, ватты - это основная единица мощности, а ватт-часы - это запасенная энергия. Главное - использовать известные вам ватты для расчета ампер при напряжении батареи.

Например, вы хотите проработать лампочку мощностью 250 Вт 110 В переменного тока от инвертора в течение 5 часов.
Ватт-часов = ватт * часы = 250 ватт * 5 часов = 1250 ватт-часов

Учитывайте эффективность инвертора, скажем, 85%

Ватт-часов = ватт * часы / эффективность = 1250/0.85 = 1470 ватт-часов

Так как ватт = амперы * вольт, разделите ватт-часы на напряжение батареи, чтобы получить ампер-часы емкости аккумулятора

ампер-часы (при 12 вольт) = ватт-часы / 12 вольт = 1470/12 = 122,5 ампер-часов.
Если вы используете батарею с другим напряжением, ампер-часы будут изменены путем деления на напряжение батареи, которое вы используете.

Теперь вернитесь к шагам 2–4 выше, чтобы уточнить расчет.

Как определить AH 12-вольтовой батареи

Существуют различные типы батарей, предназначенные для выполнения определенных функций в зависимости от емкости и скорости разряда данной батареи.Батареи оцениваются на основе этих функций, при этом рейтинговые системы различаются в зависимости от задачи, которую, как ожидается, будет выполнять батарея. Ампер-часы или ампер-часы (АЧ) используются для выражения того, как долго батарея может работать при разряде заданного количества энергии, и используются для оценки аккумуляторов, предназначенных для обеспечения низкого тока в течение длительного периода времени. Если вы хотите определить AH-рейтинг батареи, изначально не рассчитанной в ампер-часах, вы можете сделать это дома с помощью мультиметра и нескольких часов мониторинга.

TL; DR (слишком долго; не читал)

Батареи оцениваются в измерениях в зависимости от задач, которые они должны выполнять. Например, батареи с номиналом в ампер-часах (AH, также называемые ампер-часами) предназначены для обеспечения низкого тока в течение длительного периода. Чтобы определить рейтинг AH 12-вольтовой батареи, используйте мультиметр. Подключите базовый резистор к клеммам батареи, затем контролируйте разряд с течением времени, пока напряжение не упадет до 12 вольт. Затем вы можете использовать измерение тока батареи для расчета рейтинга AH.

Подготовка батареи

Чтобы определить рейтинг AH 12-вольтовой батареи, еще не рассчитанной в ампер-часах, сначала убедитесь, что батарея полностью заряжена. Если аккумулятор не новый, его следует зарядить с помощью зарядного устройства, а затем оставить на несколько часов для устранения поверхностного заряда. С помощью мультиметра измерьте напряжение на двух выводах батареи. Полностью заряженный 12-вольтовый свинцово-кислотный аккумулятор должен иметь напряжение на выводах не менее 12,6 В.Если это так, аккумулятор готов к тестированию.

Проверка разрядки

Подключите резистор примерно 1 Ом и 200 Вт к клеммам аккумулятора. Во время тестирования ваш мультиметр должен отображать ток около 12 ампер, но если это не так, обратите внимание на отображаемый ток. Чтобы рассчитать рейтинг AH вашей батареи, вам нужно будет определить, сколько времени требуется, чтобы батарея разрядилась примерно до 50 процентов емкости. Для этого контролируйте напряжение один раз в час в течение следующих нескольких часов, делая заметки на протяжении всего процесса.

Напряжение должно снижаться примерно на 0,1 В каждые два часа. Если уменьшение происходит быстрее, сопротивление, обеспечиваемое вашим резистором, слишком мало, а ваш ток слишком велик, чтобы обеспечить правильную оценку. Вам нужно будет подключить резистор большего размера, чтобы повторить процедуру проверки. Напряжение аккумулятора должно упасть примерно до 12 вольт примерно через 10 часов. Обратите внимание на точное количество часов, и вы сможете рассчитать рейтинг AH батареи.

Расчет AH

Как только ваша батарея разрядится примерно до половины емкости, вы можете рассчитать номинальную емкость батареи в ампер-часах с помощью простого уравнения.Умножьте ток батареи (измеренный через резистор) на время, необходимое для снижения напряжения до 12 В, чтобы определить номинал для половинного заряда. Умножьте это число на два, чтобы узнать истинный рейтинг AH вашего аккумулятора. Например, если ток вашей батареи составлял 12 ампер, а напряжение достигло 12 вольт ровно через 10 часов, то емкость батареи составляет 12 x 10 x 2 = или всего 240 Ач.

Калькулятор емкости, C-рейтинга, силы тока, заряда и разряда батареи или блока батарей (накопитель энергии)

Калькулятор батарей для любых типов батарей: литиевых, щелочных, LiPo, Li-ION, Nimh или свинцовых батарей

Введите значения вашей собственной конфигурации в белые поля, результаты отображаются в зеленых полях.


Принцип и определения

Емкость и энергия аккумулятора или накопителя

Емкость батареи или аккумулятора - это количество энергии, накопленное в соответствии с определенной температурой, значением тока заряда и разряда и временем заряда или разряда.

Даже при использовании различных технологий аккумуляторов принцип расчета мощности, емкости, тока и времени заряда и разряда (согласно C-rate) одинаков для всех типов аккумуляторов, таких как литиевые, LiPo, Nimh или свинцовые аккумуляторы.

Последовательная и параллельная конфигурация батарей: вычисление общей накопленной энергии (емкости) в соответствии с напряжением и значением AH каждой ячейки

Чтобы получить напряжение последовательно соединенных батарей, необходимо просуммировать напряжение каждой ячейки в серии.

Чтобы получить ток на выходе нескольких батарей параллельно, необходимо суммировать ток каждой ветви.

Внимание: не путайте А и А, Ампер (А) - это единица измерения силы тока, Ампер-час (Ач) - это единица измерения энергии или мощности, например Вт · ч (ватт-час), кВт · ч или джоули.

Общая емкость в Втч одинакова для 2 батарей подряд или двух батарей параллельно, но когда мы говорим в Ач или мАч, это может сбивать с толку.

Пример:
- 2 аккумулятора по 1000 мАч, 1.5 В последовательно будут иметь общее напряжение 3 В и ток 1000 мА, если они будут разряжены в течение одного часа. Емкость в Ампер-часах системы составит 1000 мАч (в системе 3 В). В Wh это даст 3V * 1A = 3 Wh
- 2 батареи по 1000 мАч, 1,5 В, подключенные параллельно, будут иметь общее напряжение 1,5 В и ток 2000 мА, если они будут разряжены за один час. Емкость системы в Ампер-часах составит 2000 мАч (в системе 1,5 В). В Wh он даст 1.5V * 2A = 3 Wh

Вот почему лучше говорить в Wh (ватт-час), чем в Ah (ампер-час), когда вы говорите о емкости пакета батарей с последовательно соединенными элементами. и параллельно, потому что емкость в ватт-часах не связана с напряжением системы, тогда как емкость в ампер-часах связана с напряжением блока батарей.

Номинальная мощность и коэффициент C

C-rate используется для масштабирования тока заряда и разряда батареи. Для заданной емкости C-rate - это мера, указывающая, при каком токе батарея заряжается и разряжается для достижения определенной емкости.
При зарядке 1С (или С / 1) заряжается аккумулятор, рассчитанный, например, на 1000 Ач при 1000 А в течение одного часа, поэтому в конце часа аккумулятор достигает емкости 1000 Ач; разряд 1C (или C / 1) разряжает аккумулятор с такой же скоростью.
Заряд 0,5C или (C / 2) нагружает батарею, рассчитанную, например, на 1000 Ач при 500 А, поэтому для зарядки батареи номинальной емкостью 1000 Ач требуется два часа;
При зарядке 2C заряжается аккумулятор, рассчитанный, например, на 1000 Ач при 2000 А, так что теоретически требуется 30 минут, чтобы зарядить аккумулятор номинальной емкостью 1000 Ач;
Номинал в ампер-часах обычно указывается на батарее.

Последний пример, свинцово-кислотный аккумулятор с номинальной емкостью C10 (или C / 10) 3000 Ач должен заряжаться или разряжаться за 10 часов с ток заряда или разряда 300 А.

Почему важно знать C-rate или C-рейтинг батареи

C-rate - важные данные для аккумулятора, поскольку для большинства аккумуляторов запасенная или доступная энергия зависит от скорости тока заряда или разряда. Обычно, для данной емкости у вас будет меньше энергии, если вы разряжаете в течение одного часа, чем если вы разряжаете в течение 20 часов, и наоборот, вы будете хранить меньше энергии в батарее при токовом заряде 100 А в течение 1 ч, чем при токовом заряде 10 А в течение 10 ч.

Формула для расчета тока, доступного на выходе аккумуляторной системы

Как рассчитать выходной ток, мощность и энергию батареи согласно C-rate?
Самая простая формула:

I = Cr * Er
или
Cr = I / Er
Где
Er = номинальная запасенная энергия в Ач (номинальная емкость аккумулятора указана производителем)
I = ток заряда или разряда в амперах (A)
Cr = C-коэффициент батареи
Уравнение для получения времени заряда или заряда или разряда "t" в зависимости от тока и номинальной емкости:
т = Er / I
t = время, продолжительность заряда или разряда (время работы) в часах
Связь между Cr и t:
Cr = 1 / т
т = 1 / Cr


  • См. Также наш калькулятор аккумулятора для электровелосипеда


  • Время работы аккумулятора и его расчет

    Время работы - это время, на которое хватит заряда свинцово-кислотного аккумулятора при данной нагрузке.Предположим, что аккумулятор полностью заряжен. Как долго это продлится, зависит от трех вещей. Во-первых, механическое состояние батареи, а во-вторых, величина тока, потребляемого нагрузкой. Третий фактор - целостность системы, а именно инвертора и проводов, которые все соединяют.

    Формула для расчета времени работы от батареи

    Мы предполагаем 100% эффективность между батареей и устройством для целей этого обсуждения. Хотя на практике это бывает редко.

    Мы используем формулу: (10-кратная емкость аккумулятора в ампер-часах), разделенная на (нагрузка устройства в ваттах) . Эта информация указана на этикетке свинцово-кислотного аккумулятора и на приборе мелким шрифтом.

    Допустим, мы собираемся в поход и хотим знать, как долго мы можем проработать 100-ваттный телевизор от батареи, рассчитанной на 60 ампер-часов. Используя нашу формулу, вычисляем [(10 X 60) ÷ 100] = максимальное время работы 6 часов. В этих особых обстоятельствах мы рекомендуем подзарядку через четыре часа.Поскольку разряженная свинцово-кислотная батарея вредит ее здоровью и сокращает время работы в будущем.

    Советы для счастливых, здоровых батарей и их владельцев

    Постарайтесь предотвратить полную разрядку свинцово-кислотной батареи. Максимальный разряд зависит от типа аккумулятора. Самый быстрый способ испортить что-то - запустить его «на ровном месте» и оставить в таком состоянии. Будьте особенно осторожны при работе со свинцово-кислотными аккумуляторами. Он содержит кислоту и обладает мощным зарядом.

    При заправке вы находитесь в присутствии летучих паров.Эти пары могут воспламениться при наличии сигареты или искры.

    Поэтому будьте осторожны. Снимите часы, кольца, ожерелья и браслеты.

    Наденьте защитные очки и будьте особенно осторожны, чтобы избежать короткого замыкания между клеммами гаечным ключом.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *