Номинальный разрядный ток — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Cтраница 1
| Малогабаритные нихель-кадмиевые аккумуляторные батареи. [1] |
Номинальный разрядный ток / разр — указанное в ГОСТ или ТУ значение тока, при разряде которым при нормальной температуре ( / окр 20 С) определяют емкость аккумулятора. Для большинства аккумуляторов номинальный разрядный ток в амперах численно равен 0 1 значения номинг чьной емкости, выраженной в ампер-часах. [2]
| Марганцево-цинковый элемент ( МЦЭ стаканчикового типа. [3] |
Номинальным разрядным током элемента называется наибольший длительный ток, допускаемый при его эксплуатации. Емкостью элемента называется количество электричества, выраженное в ампер-часах ( А — ч), которое можно получить от элемента за весь период его работы.
[4]
| Зависимость минимального напряжения на зажимах аккумулятора СК-1 при кратковременном разряде от величины разрядного тока и состояния аккумулятора. [5] |
Как указывалось выше, номинальным разрядным током 0 5-часового режима аккумулятора С ( СК) при температуре электролита 25 С является ток 25 № а. В конце 0 5-часового разряда и толчке током 50 № а, напряжение на аккумуляторе снижается до 1 56 в. При температуре минус 15 С и предварительном разряде током 9 № а напряжение на аккумуляторе снижается до 1 28 в, при разряде током 2 — № а напряжение при толчке током 50 № а будет менее 1 в на элемент. [6]
Наибольший ток, который можно допустить в элементе, называется номинальным разрядным током, а количество электричества, которое можно получить от элемента за время его работы, называется его емкостью. [7]
Устройство окисно-ртутного гальванического элемента. | Устройство кислотного аккумулятора.
[8] |
Выбирая для питания приемника или другого устройства элементы и батареи, необходимо знать их напряжение, емкость, номинальный разрядный ток ( или наименьшее сопротивление нагрузки), срок сохранности ( для марганцево-цинковых 4 — 18 мес. Рекомендуется выбирать элементы и батареи такой емкости, чтобы потребляемый от них ток составлял не более 50 — 60 % номинального разрядного тока. [9]
| Кривые разряда аккумуляторов типа С ( СК током 25 № при различных температурах электролита.| Зависимость допусти-1 мого тока разряда от температуры электролита. [10] |
Аккумуляторы С ( СК) — 3 и С ( СК) — 8 наиболее употребительны для комплектации аккумуляторных батарей для подстанций, а ток 25 № —
Температура замерзания электролита в зависимости от его удельного веса. | Рекомендуемый удельный вес электролита для различных районов.
[12] |
Под номинальным разрядным током понимается ток десятичасовой разрядки, равный 0 1 QN, при котором гарантируется номинальная емкость аккумуляторной батареи QN — Допускается разрядка батареи током, доходящим при работе на стартер до 3 и даже до 4 QN. Однако разрядка батареи большим током все же вредна: при быстрой разрядке резко и неравномерно меняется объем активной массы, в результате чего происходит коробление пластин и нарушение связи активной массы с. Поэтому следует умеренно пользоваться стартером и хорошо подготавливать холодный двигатель к пуску. Нужно избегать длительного включения стартера при затрудненном пуске двигателя. [13]
Номинальный разрядный ток / разр — указанное в ГОСТ или ТУ значение тока, при разряде которым при нормальной температуре ( / окр 20 С) определяют емкость аккумулятора. Для большинства аккумуляторов номинальный разрядный ток в амперах численно равен 0 1 значения номинг чьной емкости, выраженной в ампер-часах.
[14]
Импульсное пробивное напряжение разрядника, также относящееся к числу его основных нормированных характеристик, характеризует наибольшую величину импульсного напряжения на разряднике в момент перед пробоем его искровых промежутков. В соответствии с изложенным номинальным разрядным током разрядника называется амплитудное значение импульсного тока, протекающего через разрядник после пробоя его искровых промежутков, а расчетным сопровождающим током — максимально возможная амплитуда тока, который по расчету должен протекать через рязрядник при приложении к нему полупериода напряжения промышленной частоты, равного наибольшему допустимому напряжению. [15]
Страницы: 1 2
Контрольно-тренировочный цикл аккумуляторных батарей | Wybor battery
24 октября 2019
Емкость аккумуляторных батарей измеряется в ампер-часах (Ач). При этом на корпусе батарей производители указывают номинальную емкость, которая не всегда равняется реальной.
Последняя может отличаться от номинальной в пределах от 80% для отработавших определенный срок батарей до 110% и выше для новых вводимых в эксплуатацию. Это связано с тем, что в процессе эксплуатации реальная емкость постепенно меняется с сторону уменьшения ввиду воздействия таких факторов, как: условия эксплуатации, время эксплуатации, температурный режим эксплуатации режимы заряда и разряда, наличие и периодичность обслуживания и другие.
Как правило, аккумуляторные батареи считаются работоспособными до отдачи не менее 80% заявленной производителем номинальной емкости. Чтобы выявить этот предел работоспособности в процессе эксплуатации в течение всего срока службы необходимо периодически проводить проверку батарей на соответствие их заявленным характеристикам. Самый главный показатель здесь – это остаточная емкость аккумуляторов или, другими словами, фактическая, или как уже упоминалось ранее, реальная емкость на данный момент времени.
Для проведения контроля фактической емкости герметизированных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей проводится так называемый контрольно-тренировочный цикл (КТЦ), который заключается в подключении контрольной нагрузки к батарее в соответствии с технической спецификацией и разрядными таблицами завода-изготовителя для данного типа батарей до нормативного допустимо полного разряда с последующей фиксацией емкости на данный момент времени.
Периодичность проведения КТЦ не регламентирована, но рекомендуется проводить с регулярностью не реже одного раза в год и по необходимости в тех случаях, когда требуется определить отдаваемую аккумуляторной батареей емкость или оценить пригодность ее к дальнейшей эксплуатации.
КТЦ рекомендовано проводить следующим образом.
Предварительно аккумуляторная батарея должна быть выдержана не менее 6 часов для выравнивания температуры элементов с окружающей средой помещения, где будет производиться КТЦ (20-25°С). Особенно это касается зимнего периода при отрицательных температурах.
Если температура в помещении находится в диапазоне от 18°С до 25°С, выходное напряжение зарядного устройства устанавливается равным номинальному значению зарядного напряжения, указанное производителем для данного типа аккумуляторных батарей. Точность поддержания величины зарядного напряжения при заряде должна быть не хуже ±1%. В большинстве случаев по предписанию производителей заряд батареи осуществляется постоянным напряжением 14,4-15,0В для 12-вольтовых моноблоков.
Далее дать им в течение 1-2 часов отстояться для приведения повышенной температуры после заряда в нормальную в пределах 20-25°С и нормализации повышенного напряжения сразу после заряда в напряжение холостого хода (напряжение разомкнутой цепи).
После этого приступить к последующему контрольному разряду. Разряд осуществляется током 0,1С10 (или 0,1С20) до конечного напряжения 10,8 В (или 10,5 В) в зависимости от спецификации аккумуляторных батарей в соответствии с их разрядными таблицами постоянным током, представленными заводом-изготовителем, а также конечным напряжением разряда в соответствии с этими таблицами.
Отданную аккумуляторной батареей емкость определяют умножением величины разрядного тока в амперах на время разряда в часах. Зафиксированная при этом снятая емкость представляет собой фактическую емкость батареи на данный момент времени.
В качестве примера можно рассмотреть вариант определения тока контрольного разряда герметизированной свинцово-кислотной аккумуляторной батареи CSB серии TPL121500 номинальным напряжением 12В номинальной емкости 150Ач. Исходя из данных таблицы завода-изготовителя ток разряда аккумуляторной батареи при 10-часовом цикле до конечного напряжения 1,80 В/Эл. должен быть равным 15,0 Ампер. Это и есть ток 0,1С10 для данной серии аккумуляторных батарей.
Учитывая, что в таблице конечное напряжение разряда указано в В/элемент, а батарея состоит из 6 элементов, то конечное напряжение для всей аккумуляторной батареи должно составлять 1,80 В/Эл. × 6 Эл. = 10,8 Вольта. То есть, это и есть то конечное напряжение до которого необходимо разряжать эту аккумуляторную батарею при проведении КТЦ.
После контрольного разряда батарею необходимо незамедлительно полностью зарядить в соответствии с Руководством по эксплуатации завода-изготовителя.
Таким образом, контрольно-тренировочный цикл позволяет не только осуществить контроль технического состояния аккумуляторных батарей и проверки отдаваемой ими емкости, но и «исправления» отстающих аккумуляторов.
Батарея считается работоспособной при отдаче на 1 цикле не менее 90-95% емкости от заявленной. Батареи выходят на свою проектную мощность после 3-5 циклов в циклическом режиме эксплуатации или через 3-6 месяцев эксплуатации в буферном режиме.
В дальнейшем в процессе эксплуатации батарея считается работоспособной до отдачи не менее 80% номинальной емкости.
Скорость разряда батареи | Литиевые батареи Lithiumhub Ionic
Что такое C-rate?
C-rate — это единица измерения текущего значения, которое используется для оценки и/или определения ожидаемого эффективного времени работы батареи в условиях переменного заряда/разряда.
Ток заряда и разряда батареи измеряется в C-скорости. Большинство портативных аккумуляторов имеют рейтинг 1С. Это означает, что батарея емкостью 1000 мАч будет обеспечивать 1000 мА в течение одного часа при разряде со скоростью 1С. Та же батарея, разряженная при 0,5°C, обеспечивает ток 500 мА в течение двух часов. При 2C батарея емкостью 1000 мАч будет выдавать 2000 мА в течение 30 минут. 1С часто называют часовым разрядом; 0,5C соответствует двухчасовому разряду, а 0,1C — 10-часовому разряду. Емкость аккумулятора обычно измеряется с помощью анализатора аккумуляторов. Если показания емкости анализатора отображаются в процентах от номинального значения, отображается 100%, если батарея емкостью 1000 мАч может обеспечить этот ток в течение одного часа. Если батареи хватает только на 30 минут до отключения, будет отображаться 50%. Новый аккумулятор иногда обеспечивает более 100% емкости. При разрядке аккумулятора с помощью анализатора аккумуляторов, который позволяет устанавливать различные скорости разряда, наблюдается более высокое значение емкости, если батарея разряжается при более низкой скорости разряда, и наоборот.
При разрядке батареи емкостью 1000 мАч при 2°C или 2000 мА анализатор масштабируется для достижения полной емкости за 30 минут. Теоретически показания емкости должны быть такими же, как и при более медленном разряде, так как выделяется одинаковое количество энергии, только за более короткое время. Из-за внутренних потерь энергии и падения напряжения, из-за которого батарея быстрее достигает отсечки нижнего предела напряжения, показание емкости может быть снижено до 95%. Разрядка той же батареи при 0,5°C или 500 мА в течение двух часов может увеличить показания емкости примерно до 105%. Расхождение в показаниях емкости при разных C-рейтах связано с внутренним сопротивлением батареи.
Для расчета значения тока нагрузки с учетом скорости заряда/разряда его можно получить с помощью;
∴ C-Rate (C) = ток заряда или разряда (A) / номинальная емкость батареи
Кроме того, ожидаемое время работы батареи при данной разрядной емкости может быть получено по формуле;
∴ Часы использования батареи = емкость разряда (Ач) / ток разряда (А)
Способность к разрядке литиевого элемента высокой мощности.
[Пример] В изделиях High Power номинальная емкость модели SLPB11043140H составляет 4,8 Ач. Литий-ионный элемент NMC.
1. Какое состояние тока разряда 1С у этой модели?
∴ Ток заряда (или разряда) (А) = Номинальная емкость аккумулятора * C-скорость = 4,8 * 1(C) = 4,8 А
Это означает, что батарея доступна в течение 1 часа при текущем состоянии разрядки.
2. Значение тока разряда в условиях разрядки 20°C составляет 4,8(A)*20(C)=96A. Эта батарея показывает отличные рабочие характеристики, даже если батарея разряжается в условиях разрядки 20°C. Ниже приведено доступное время работы батареи, когда емкость батареи показывает 4,15 Ач
∴ Часы работы (ч) = Емкость разряда (Ач) / Приложенный ток (А) = 4,15 (Ач) / 96 (А) ≒ 0,043 часа ≒ 2,6 минуты с 96A
Это означает, что аккумулятор можно использовать в течение 2,6 минут (0,043 ч) при токе нагрузки 96 A Батареи представляют собой сложные электрохимические и термодинамические системы, и на их работу влияет множество факторов. Кривые поляризации Кривые разрядки батареи основаны на поляризации батареи, возникающей во время разрядки. Количество энергии, которое может предоставить аккумулятор, соответствующее площади под кривой разряда, тесно связано с условиями эксплуатации, такими как C-скорость и рабочая температура. Поляризационная кривая (кривая разряда) батареи показывает кумулятивное влияние падения ИК-излучения, активационной поляризации, концентрационной поляризации на Vt (потенциал ячейки). Рассмотрение кривой разряда Аккумуляторы были разработаны для широкого спектра применений и обладают широким диапазоном рабочих характеристик. Например, не менее шести основных литий-ионных (Li-ion) химических процессов, каждый из которых имеет свой собственный уникальный набор функций. Кривые разряда обычно отображают Vt по оси Y и SoC (или DoD) по оси X. Поскольку производительность батареи связана с различными параметрами, такими как C-скорость и рабочая температура, каждая химия батареи имеет семейство кривых разряда, основанных на определенном сочетании рабочих параметров. Например, на приведенном ниже графике сравнивается разряд для двух распространенных литий-ионных аккумуляторов со свинцово-кислотным аккумулятором при комнатной температуре и скорости разряда 0,2°C. Форма кривых расхода имеет важное значение для проектировщиков. Кривые разряда литий-ионных аккумуляторов по сравнению со свинцово-кислотными при скорости разряда 0,2°C. Плоская кривая разряда может упростить определенные конструкции приложений, поскольку напряжение батареи остается практически постоянным на протяжении всего цикла разрядки. С другой стороны, наклонная кривая может упростить оценку SoC, поскольку напряжение батареи тесно связано с оставшимся зарядом в ячейке. Однако для литий-ионных элементов с плоскими кривыми разряда оценка SoC требует более сложных методов, таких как кулоновский подсчет, который измеряет ток разряда батареи и интегрирует ток во времени для оценки SoC. Кроме того, мощность элементов с наклонной вниз кривой разряда падает на протяжении всего цикла разряда. Ближе к концу цикла разрядки может возникнуть необходимость увеличить размер батарей для поддержки приложений с высокой мощностью. Повышающий регулятор напряжения часто требуется для питания чувствительных устройств и систем, использующих батареи с круто наклонной кривой разряда. Приведенные ниже кривые разрядки литий-ионной батареи показывают, что эффективная емкость уменьшается, если элемент разряжается с очень высокой скоростью (или, наоборот, увеличивается с низкой скоростью разряда). Напряжение и емкость литий-ионной батареи снижаются при более высоких скоростях C. (Изображение: Richtek) Рабочая температура является важным параметром, влияющим на работу аккумулятора. При очень низких температурах батареи с водными электролитами могут замерзнуть, что ограничивает диапазон рабочих температур. Литий-ионные аккумуляторы подвергаются литиевому покрытию анода при низких температурах, что приводит к необратимому снижению емкости. При высоких температурах химические вещества могут разрушиться, и батарея перестанет функционировать. В промежутке между замораживанием и химическим разрушением производительность батареи обычно сильно зависит от температуры. На приведенном ниже графике показано влияние на производительность литий-ионных аккумуляторов при различных температурах. При очень низких температурах производительность может значительно снизиться. Напряжение и емкость батареи зависят от температуры. (Изображение: Richtek) Графики Рагона График Рагона сравнивает удельную мощность с удельной энергией различных технологий хранения энергии. Например, при рассмотрении аккумуляторов электромобилей удельная энергия относится к запасу хода, а удельная мощность соответствует ускорению. График Рагона, сравнивающий соотношение между удельной энергией и удельной мощностью для различных технологий. Графики Рагона основаны на гравиметрических плотностях энергии и мощности и не содержат никакой информации, относящейся к объемным параметрам. Хотя металлург Дэвид В. Рагон разработал эти графики для сравнения характеристик различных химических элементов аккумуляторов, график Рагона также полезен для сравнения любой группы устройств хранения энергии и энергетических устройств, таких как двигатели, газовые турбины и топливные элементы. Отношение между удельной энергией по оси Y и удельной мощностью по оси X — это количество часов, в течение которых устройство может работать при номинальной мощности. Размер устройства не влияет на это соотношение, поскольку более крупные устройства будут иметь пропорционально большую мощность и энергоемкость. Изокривые, показывающие постоянное время работы на графике Рагона, представляют собой прямые линии. Резюме Важно понимать кривые разряда батареи и различные параметры, составляющие семейства кривых разряда, связанных с каждым конкретным химическим составом батареи. Как читать кривые разряда батареи
Конечно, химия батареи находится в верхней части списка. Тем не менее, такие факторы, как скорость заряда и разряда, рабочая температура, условия хранения, детали физической конструкции и многое другое, играют важную роль при выборе батареи, которая лучше всего подходит для конкретного приложения. Для начала необходимо определить несколько терминов:
EoL можно количественно определить несколькими способами:
Во время разряда батареи испытывают падение Vt. Падение Vt связано с несколькими факторами, в первую очередь:
(Изображение: BioLogic)
(Изображение: Off Grid Ham)
Это называется смещением емкости, и этот эффект характерен для большинства клеточных химических процессов.
Но кривые разряда батареи — это только часть истории, касающейся производительности батареи. Например, чем дальше рабочая температура литий-ионного аккумулятора от комнатной температуры (как при более высоких, так и при более низких температурах), тем больше ухудшается срок службы. Полный анализ всех факторов, влияющих на пригодность различных химических элементов аккумуляторов для конкретных приложений, выходит за рамки данного обзора кривых разряда аккумуляторов. Примером других способов анализа производительности различных батарей является график Рагона.
(Изображение: Researchgate)