В чем измеряется емкость аккумулятора: Что такое емкость аккумулятора. Автомобиля или телефона, как и в чем измеряется

Содержание

Понимание объёма (мА*ч) и эффективности зарядки портативного аккумулятора Power Bank

Распространённое заблуждение

Единица измерения миллиампер-час (мА*ч) обычно используется для обозначения объёма аккумулятора. Одно из распространённых заблуждений заключается в том, что мы можем измерять объём аккумулятора power bank с помощью объёма аккумулятора смартфона/планшета, чтобы выяснить, сколько раз мы можем использовать этот power bank для их зарядки. Но такой алгоритм не является правильным.

Объём и энергия – это разные понятия

Проще говоря, Ампер-час (мА*ч) – это единица измерения электрического заряда, которая представляет объём аккумулятора, а Ватт-час (Вт*ч) – это единица измерения электрической энергии.

Ватт-час = Ампер-час х Напряжение

Объём в 10400 мАч означает, что этот аккумулятор способен обеспечить суммарный заряд в 10400 мАч при определенном показателе напряжения

Что касается литий-ионного аккумулятора, то большая часть его заряда передаётся с напряжением около 3,7В, поэтому общая мощность аккумулятора на 10400 мАч теоретически составляет 10400 мАч х 3,7 В = 38480 мВт*ч, что равно примерно 38 Вт*ч.

Определение количества циклов зарядки Power Bank

В качестве примера возьмём аккумулятор TL-PB10400_V1.

TL-PB10400_V1 – литий-ионный аккумулятор объёмом в 10400 мАч. Когда мы используем TL-PB10400_V1 для зарядки других устройств, его выходное напряжение равно 5В, как и в случае многих других зарядных устройств.

Таким образом, общий доступный выходной электрический заряд в теории составляет 38480 мВт*ч / 5В = 7696 мАч. Внутренняя схема устройства должна потреблять некоторое количество энергии, поэтому КПД не может быть 100%. Учитывая, что фактический КПД разряда устройства TL-PB10400 составляет около 90% при 1А тока, TL-PB10400 в действительности выдаёт электрический заряд, который равен 7696 мАч * 0.9 = 6926 мАч.

Примечание: эффективность разряда менее 90% при 2А тока.

Теперь вы можете разделить 6926 мАч на объём аккумулятора вашего смартфона, чтобы определить количество возможных циклов зарядки. Например, 6926 мАч может полностью зарядить устройство с аккумулятором в 2600 мАч около 2,5 раз (6926 мАч / 2600 мАч = 2,66 раза). Но это все равно предполагает идеальные условия.

На самом деле, внутренние схемы смартфона/планшета тоже потребляют некоторое количество энергии. В результате только часть заряда Power Bank в конечном итоге попадёт в батарею смартфона/планшета. Таким образом, вы можете получить менее 2,4 циклов из вышеприведённого примера. Помимо этого различные устройства могут иметь разную эффективность зарядки в зависимости от их различной внутренней конструкции, поэтому цикл заряда может отличаться даже у двух устройств имеющих одинаковую емкость батареи.

Кроме того, если смартфон работает или во время заряда включён экран, Wi-Fi модуль, центральный процессор или работают другие компоненты, он потребляет больше энергии, что делает эффективность зарядки еще ниже.

Окончательная эффективность заряда других аккумуляторных устройств (смартфонов/ планшетов) также определяется их собственной конструкцией по тем же принципам, что описаны выше.

Был ли этот FAQ полезен?

Ваш отзыв поможет нам улучшить работу сайта.

Да Нет

Что вам не понравилось в этой статье?

Недоволен продуктом
Слишком сложно
Неверный заголовок
Не относится к моей проблеме
Слишком туманное объяснение
Другое

Как мы можем это улучшить?

Отправить

Спасибо

Спасибо за обращение
Нажмите здесь, чтобы связаться с технической поддержкой TP-Link.

Хитрости измерения емкости аккумуляторов смартфонов и другой мобильной техники | Смартфоны | Блог

Как может показаться на первый взгляд, с емкостью аккумуляторов мобильных устройств все предельно просто и понятно — грубо говоря, чем больше миллиампер-часов (мА·ч) в батарее, тем лучше, и тем дольше проработает девайс. Но подобный показатель, к которому привыкли все или почти все, не всегда отражает реальное положение дел, а значит, что сравнивать данные по емкости аккумуляторов у различных устройств не всегда корректно. Какие же секреты таят современные аккумуляторы, и какие дополнительные показатели могут пролить свет на их реальную емкость? Обо всем этом и пойдет речь в нашей статье, а также будут рассмотрены популярные методы измерения емкости аккумуляторов в домашних условиях.

Параметры аккумуляторов

Самую подробную информацию об аккумуляторе стоит искать на его корпусе или в специальных документах с детальным техническим описанием, именуемых «даташитами» (datasheet), а вот в обычных технических характеристиках устройства едва ли будут указаны все нюансы.

Тип аккумулятора — в современных устройствах обычно используется так называемые литий-полимерные аккумуляторы, которые являются слегка усовершенствованной версией литий-ионных аккумуляторов, а иногда на самом деле отличий никаких и нет, и это не более чем маркетинговая уловка. В бытовом понимании литий-полимерные батареи выделяются лишь тем, что имеют мягкий пластиковый мешочек вместо твердого корпуса.

Limited charge voltage — максимально возможное напряжение аккумулятора, повышение которого вызовет различные проблемы с батареей, вплоть до взрыва. Впрочем, бояться перезаряда не стоит, так как при зарядке должна сработать защита.

Nominal Voltage — среднее или рабочее напряжение аккумулятора, при котором он работает большую часть времени. Показатель стоит воспринимать как усредненное значение.

Typical Capacity — типичное, среднестатистическое значение емкости для используемого аккумулятора. Показатель указывается в мА·ч и/или Вт·ч.

Rated Capacity — минимальная емкость батареи, и тут нужно пояснить, что даже в рамках одной партии емкость аккумуляторов может немного отличаться, что вполне допустимо, а показатель Rated Capacity как раз и дает понять в каких пределах могут быть отклонения. Есть и случаи, когда фактическая емкость оказывается выше заявленной производителем.

В каких значениях измеряется емкость аккумулятора

Так сложилось, что почти все ориентируются на показатель в миллиампер-часах при указании емкости, что удобно как производителям, так и на самом деле и пользователям. Посудите сами, какая цифра выглядит более красивой, 5000 мА·ч или, к примеру, 19.25 Вт·ч? Очевидно, что второй показатель кажется маленьким и неудобным для того, чтобы прижиться у массового пользователя. Но давайте более подробно вникнет в суть терминов.

А·ч (ампер-час) — правильнее ампер-часы называть не единицей измерения емкости, а электрическим зарядом, показывающим, какой ток аккумулятор может выдать за один час. При этом важно знать номинальное напряжение аккумулятора, чтобы получить представление о его возможностях, так как 4000 мА·ч при 3.85 вольтах при переводе в Вт·ч, дадут меньшую емкость, чем 4000 мА·ч, скажем, с 7.4 вольта. Для мобильных устройств стандартным остается номинальное напряжение аккумулятора в 3.7, 3.8 или 3.85 В.

Вт·ч (Ватт-час) — является мерой энергии, показывающей то, сколько энергии будет получено или отдано в течение часа при приеме или отдаче энергии в 1 Вт. Считается, что ватт-часы наиболее точно отражают емкость аккумулятора.

И все-таки не на всех аккумуляторах обозначено значение в ватт-часах, либо оно по каким-то причинам дано неправильно. Но мы и сами можем рассчитать показатель, зная емкость в миллиампер-часах и номинальное напряжение. Достаточно перемножить известные числа, затем поделить их на 1000:

3700 мА·ч («емкость» в миллиампер-часах) x 3.85 В (номинальное напряжение) : 1000 = 14.245 Вт·ч

Бывают случаи, когда производители, вместо номинального напряжения, показатель в мА·ч умножают на максимальное напряжение, что дает более солидную, но неправильную цифру в Вт·ч. По каким причинам это делают непонятно — возможно это ошибка, а может попытка ввести пользователя в заблуждение.

Впрочем, с подсчетом в любом случае не все так просто — ниже приведен график разрядки аккумулятора, по которому видно, что напряжение постепенно падает, а поэтому при умножении на номинальное напряжение получается лишь приблизительная цифра, которая, тем менее, обычно оказывается довольно близка к реальной. Погрешность может составлять около 1 Вт·ч (часто меньше), и почти всегда именно в ватт-часах реальная емкость оказывается меньше заявленной, даже если получится полное соответствие в миллиампер-часах.

Как самостоятельно измерить емкость аккумулятора

Реальную емкость аккумуляторов можно измерить самостоятельно, и самым популярным методом является использование USB-тестера. Обычно такие устройства действительно могут отобразить приблизительную, сравнительно точную емкость, но вариаций тестеров столько, что каких-то однозначных выводов делать не стоит.

Проблема в том, что тестеры подсчитывают только ту емкость аккумулятора, которая используется устройством, тогда как даже после полной разрядки всегда остается некий запас, необходимый для предотвращения глубокого разряда, очень вредного для аккумуляторов. В зависимости от модели мобильного устройства такой запас может составлять несколько сотен мА·ч или около 0.4–1 Вт·ч. Еще одна особенность USB-тестеров заключается в том, что не все они подсчитывают емкость в Вт·ч, а если и делают это, то на достоверность показателей рассчитывать не стоит.

Кроме того, более точные результаты получаются при разрядке, а не при зарядке батареи. И, наконец, в тестерах подсчет в мА·ч обычно происходит при 5 В напряжения, тогда как многие современные смартфоны поддерживают быструю зарядку при более высоком напряжении, в результате чего тестер выдаст низкие показатели емкости. Здесь придется либо использовать при зарядке блок питания, выдающий напряжение не более 5 В, либо самостоятельно пересчитывать результаты с учетом фактического напряжения.

В связи с этим возникает вопрос, есть ли более достоверные методы измерения емкости? Да, есть, правда самое точное оборудование недоступно простым пользователям, так как оно используется на производстве, стоит немалых денег и может иметь огромные размеры. Но есть и бюджетные аналоги в виде электронных нагрузок, которые доступны каждому.

Рассмотрим подобное оборудование на примере EBC-A10, которое способно как заряжать даже глубоко разряженные аккумуляторы, так и разряжать их, что нам и нужно для получения достоверных данных.

Стоит отметить, что правильнее всего измерять емкость батареи, когда она извлечена из устройства или когда отсоединен шлейф, соединяющий ее с основной платой девайса.

Проще всего тестировать съемные батареи, для извлечения которых не нужно разбирать устройство. Вначале добиваемся полной разрядки девайса, так, чтобы он автоматически выключился. После подключаем аккумулятор к электронной нагрузке и дополнительно разряжаем его примерно 30–60 секунд током 0.2 C (20% от заявленной емкости аккумулятора), в результате чего получим напряжение, которое нам пригодится для того, чтобы узнать используемую мобильным устройством емкость батареи.

В аккумуляторах смартфонов напряжение при отключении устройства варьируется примерно от 3.2 до 3.5 вольта.

Затем полностью заряжаем аккумулятор через мобильный девайс и вновь ставим его на разрядку через электронную нагрузку, снова тем же током 0.2 C. В настройках программы EB Tester Software, которая нужна для проведения подсчетов и построения графиков, выставляем разрядку сначала до напряжения, полученного в предыдущем тесте, а затем до значения 2.8 вольта. Меньше уже ставить опасно для аккумулятора — он может перестать заряжаться даже через электронную нагрузку (а именно через нее потом придется заряжаться для получения более высокого напряжения), не говоря уже о смартфонах и планшетах, да и на общее значение емкости это почти никак не повлияет, так как после разрядки примерно до 3 вольт напряжение уменьшается очень быстро.

В итоге получаем емкость как в привычных для многих мА·ч, так и в более правильных Вт·ч, причем программное обеспечение ведет непрерывный подсчет с учетом снижающегося напряжения, и по итогу получаются более точные цифры, чем в том случае, если бы просто умножили номинальное напряжение на заявленные производителем миллиампер-часы.

Итоги

У производителей давно существуют различные маркетинговые хитрости, благодаря которым удается добиться красивых цифр в спецификации под названием «емкость аккумулятора», и лишь изредка в технических характеристиках устройств указывается емкость в Вт·ч, по которой было бы правильнее делать сравнения с другими моделями. Но даже это значение является приблизительным.

Впрочем, явным обманом это трудно назвать, ведь миллиампер-часы (мА·ч) обычному пользователю удобнее для восприятия, а сильно завышенная информация о емкости встречается обычно только в некоторых девайсах от не слишком известных производителей. Правда многое зависит и от вида устройства, и если смартфоны с завышенной в характеристиках емкостью батареи встречаются все реже, то у портативных аккумуляторов реальные показатели пока не всегда соответствует ожиданиям.

Не стоит забывать и том, что большая емкость батареи, насколько бы честной она не была, еще не гарантирует продолжительное время работы устройства, так как многое зависит от оптимизации операционной системы и софта, а также от максимальной яркости дисплея, дополнительных функций и от используемого железа, которое не всегда может быть энергоэффективным.

Стандарт измерения емкости аккумулятора в мАч

Количество электрической энергии, которой аккумулятор, по теории, должен обладать в заряженном состоянии, называется емкостью аккумулятора. Эту величину принято измерять в миллиампер-часах (мAч).

Чем больше емкость аккумулятора, тем дольше любое устройство может работать без подключения к электросети. При эксплуатации аккумулятора всегда необходимо знать его емкость. А чтобы проверить емкость того или иного аккумулятора, необходимо воспользоваться хорошо известным методом, каковым является контрольный разряд.

Суть этого уже ставшего классическим метода заключается в том, чтобы аккумулятор зарядить, а потом разрядить постоянным током. При этом необходимо зафиксировать время до конечного напряжения разряда. Потом уже можно определить остаточную емкость аккумулятора, используя формулу Е [А*час]= I [А] * T [час].

Как правило, ток разряда выбирают таким, чтобы время разряда примерно соответствовало 10 или 20 часам. В данном случае все зависит от того, для какого времени разряда указана номинальная емкость аккумулятора. Потом уже необходимо будет сравнить остаточную емкость. Если на нее приходится менее 70-80% номинальной емкости, то пришло время сменить аккумулятор. Он уже не способен будет хорошо работать.

Как показывает опыт, такой сильный износ приведет к дальнейшему старению аккумулятора. Причем этот процесс обычно происходит стремительно.

Этот метод определения емкости аккумулятора принято считать классическим, хотя ему присущи очевидные недостатки. Он сложен и более трудоемкий. Ко всему, приходится выводить аккумулятор из эксплуатации на определенный срок. И обычно срок этот весьма длительный. А иногда это вообще невозможно.

Для измерения емкости аккумуляторов методом контрольного разряда необходим квалифицированный персонал. Однако мы живем в то время, когда есть альтернативные методы измерения емкости аккумулятора. Есть специальные электронные приборы, которые могут проверить емкость аккумулятора за считанные секунды.

Это так называемые тестеры аккумуляторов и тестеры аккумуляторных батарей, которые, кстати, формально нельзя назвать измерителем емкости аккумулятора. И все-таки именно они быстро оценивают емкость аккумулятора и измеряют его напряжение. Полученных данных вполне достаточно, чтобы сделать точный прогноз срока службы аккумулятора или аккумуляторной батареи.

Что это — емкость аккумулятора?

Аккумулятор — это один из наиболее важных элементов в любом устройстве. Область его применения достаточно широка, начиная от кварцевых часов и заканчивая мощными компенсаторами реактивной мощности на промышленных подстанциях. От способности накапливать электрическую энергию зависит многое, в частности, время работы устройства до момента зарядки аккумулятора. Это время напрямую зависит от такого параметра, как емкость аккумулятора. Чем большее количество запасенной энергии в нем, тем дольше он сможет работать до следующей подзарядки.

В настоящее время наблюдается тенденция к уменьшению размера аккумулятора с одновременным увеличением его емкости. Это достигается за счет применения различных материалов и усовершенствования самой технологии изготовления приборов. На рынке мобильных устройств с успехом используются никель-кадмиевые аккумуляторы, обладающие хорошими эксплуатационными параметрами. Емкость аккумулятора измеряется в соотношении номинального тока на максимальное количество времени. Иными словами, производитель устройства указывает, какое количество времени может работать аккумулятор без подзарядки при номинальном токе нагрузки.

Также необходимо учитывать и особенности эксплуатации аккумуляторов. Обычно производитель сам указывает, в каком режиме необходимо использовать устройство и в каком случае можно производить его подзарядку. Нарушение режима эксплуатации приводит к тому, что со временем емкость аккумулятора падает. Это приводит к быстрому выходу прибора из строя.

Для примера можно сказать, что емкость аккумулятора ноутбука не изменится в течение долгого периода времени, если правильно его эксплуатировать. Не рекомендуется постоянно держать ноутбук подключенным к питающей сети. Это приведет к быстрой потере устройства, так как емкость аккумулятора значительно снизится. Наиболее оптимальным для таких приборов является режим полного заряда аккумуляторной батареи, который сменяется максимально полным ее разрядом. То же самое можно сказать обо всех аккумуляторах на никель-кадмиевой основе.

Некоторые видеокамеры, в основном корейского производства, снабжены специальным устройством, которое полностью и в оптимальном режиме для самого аккумулятора разряжает его после эксплуатации. Полностью разряженный аккумулятор может храниться долгое время, до следующего использования видеокамеры.

Существуют специальные устройства, которые могут измерить емкость аккумулятора. Они определяют этот параметр методом контрольного разряда. Полностью заряженный прибор помещается в устройство, которое начинает замерять ток разряда, напряжение и время разряда. Как только напряжение на аккумуляторе падает до определенной величины, испытание заканчивается. Управление современных измерителей емкости аккумулятора сделано на базе контроллеров. Они достаточно точно определяют требуемый параметр и выдают результат на дисплей. Точно так же можно следить и за самим процессом измерения. Обычно время замера не превышает одного-двух часов.

Как проверить емкость аккумулятора телефона — Евгений Васильев — Хайп

Как измерить емкость батареи смартфона © news.usc.edu

Покупая телефон, особенно китайский, многим хочется узнать, насколько соответствует реальная емкость его аккумулятора заявленной. Многие также желают узнать, насколько износилась батарея их смартфона после определенного периода эксплуатации. Особенно часто такое желание возникает, если девайс начинает держать заряд ощутимо хуже, чем после покупки.

Проверить емкость аккумулятора телефона можно несколькими способами, как программными, так и аппаратными. Первые удобнее, так как требуют только установки приложения и тестирования в нем. Однако проверка аккумулятора на аппаратном уровне, с помощью специального оборудования, иногда бывает точнее.

В чем правильно измерять емкость аккумулятора

Начать стоит с определения единиц, в которых правильно измерять емкость аккумулятора. Многие считают таковыми миллиампер-часы (мАч), что не совсем верно. Измерять в мАч можно только относительную разницу в емкости между двумя батареями одного типа и напряжения.

Дело в том, что электрическая мощность вычисляется путем умножения рабочего напряжения (вольты) на силу рабочего тока (амперы). Единица измерения этой мощности – ватт. Количество энергии – это мощность, которая может быть выдана за период времени (часы). Соответственно, при ее измерении – к вольтам и амперам добавляются часы. Правильная единица измерения емкости аккумулятора – ватт-часы (Втч).

Емкость в ватт-часах – это электрическая мощность, которую аккумулятор может выдавать в течение часа. Соответственно, объем 10 Втч указывает, что при выдаче мощности 10 Вт батарея протянет ровно час, а если снизить нагрузку до 5 Вт – 2 часа, 1 Вт – 10 часов. Напряжение и сила тока сравниваемых аккумуляторов при этом не имеют значения, так как ватт-час – единица самостоятельная, абсолютная.

Измеряя емкость батареи в мАч, мы учитываем только ток (миллиамперы), но не напряжение (вольты). Если два аккумулятора, на 2000 мАч и 4000 мАч, имеют одинаковое напряжение, то второй больше первого ровно вдвое. Но если первый выдает при этом 4 вольта (литий-ионный), а второй – только 2 (свинцово-кислотный, 1 ячейка), то аккумуляторы будут одинаковыми. Ведь если умножить 2000 мАч (2 Ач) на 4 вольта – будет 8000 милливатт-часов (8 Втч), а если умножить 4000 мАч на 2 вольта – в итоге тоже будет 8000 мВтч.

Из-за того, что ампер-часы без учета напряжения в конкретный момент времени не позволяют определить количество энергии, не стоит оценивать объем аккумулятора телефона по показателям мАч, которые выдает USB-тестер.

KWS -V21

Среднее напряжение литиевой батареи смартфона составляет чуть меньше 4 вольт, и показатель мАч в характеристиках указывается для него. Зарядка телефона же обычно производится напряжением 5 вольт (от 5 до 12 при поддержке быстрой зарядки). Поэтому, если за время зарядки от 0 до 100% прибор показал 3000 мАч, а КПД зарядки около 100%, то в батарею залилось 15 Втч энергии.

С учетом понижения напряжения на батарее до 3,8 вольт, это значит, что емкость аккумулятора в единицах, используемых производителем, составляет около 3,94 Ач или 3940 мАч (15 Втч, разделенные на 3,8 вольт). Так что не спешите обвинять китайцев, будто они «не долили» миллиампер-часов, если прибор показывает меньше, чем должно быть.

Как проверить емкость аккумулятора телефона USB-тестером

Как уже говорилось выше, самый простой способ проверить емкость батареи телефона – использовать USB тестер.

USB Safety Tester J7-T

Такой прибор с одной стороны содержит штекер USB, которым вставляется в блок питания, с другой – гнездо USB, в которое смартфон подключается кабелем. Также прибор содержит экран, на которые выводятся показатели тестирования.

RD UM24C — продвинутый тестер аккумулятора смартфона © Rd Tech

Разновидностей USB-тестеров много: от простеньких за пару долларов, умеющих только показывать вольты, амперы и считать мАч – до продвинутых профессиональных в десятки раз дороже. Последние часто оснащаются цветными экранами, умеют считать ватт-часы в готовом виде, поддерживают быструю зарядку, учитывают КПД, могут синхронизироваться с ПК для построения графиков и т.д. Чтобы просто проверить емкость аккумулятора телефона – достаточно и простенького приспособления, вроде того, что на иллюстрации.

KCX-017

KCX-017 — бюджетный тестер батареи смартфона © Megadevice

Чтобы провести замеры – разрядите смартфон «в ноль». Затем подключите тестер в зарядное устройство, к тестеру подсоедините кабелем свой аппарат, и оставьте заряжаться до 100%. Когда батарея зарядится – тестер покажет, сколько энергии в нее залито.

Если прибор умеет показывать ватт-часы – это и есть количество энергии. Чтобы перевести его в мАч, разделите полученное число на напряжение 3,8 вольт, и умножьте на примерно 0,9 (так как КПД редко превышает 90%). То есть, если прибор показывает 10 ватт-часов (10 Wh), то (10/3,8)*0,9=2,37 Ач или 2370 мАч составляет объем батареи. Если заявленная в характеристиках смартфона емкость – 2500 мАч, то износ батареи около 5%.

Если USB тестер измеряет только мАч, то нужно делать поправку на разницу напряжений. Для этого сначала умножьте число мАч на 5 (вольт), а затем полученный результат (это будут милливатт-часы) разделите на 3,8 и умножьте на 0,9.

При показаниях тестера 4669 мАч емкость аккумулятора смартфона составит 4669*5=23345 мВтч, (23345/3,8)*0,9=5529 мАч. То есть, хоть прибор и указал только 4669 мАч, но емкость батареи телефона в единицах, указанных в характеристиках – около 5529 мАч.

Shopper.Life

Как измерить емкость батареи телефона программным способом

Если у вас нет тестера, измерить емкость батареи смартфона можно с помощью специальных приложений. Один из лучших вариантов такого – AccuBattery. Бесплатная версия программы обладает широкой функциональностью и умеет вычислять рабочие параметры аккумулятора. Скачать ее можно в Google Play.

Для тестирования установите программу на смартфон, а затем рязрядите его до выключения. Поставьте устройство на зарядку, включите и запустите приложение. Во вкладке «Зарядка» внизу установите проектную емкость, указанную производителем, если она отображается неправильно. Оставьте устройство заряжаться, желательно, до 100%.

Когда смартфон зарядится – вы можете перейти в программе во вкладку «Здоровье». Там отображается текущий показатель емкости, рассчитанный на основе данных, встроенных в контроллер заряда в телефоне. Программа автоматически рассчитывает степень износа аккумулятора и показывает его.

AccuBattery

Если держать AccuBattery в фоне постоянно – приложение может формировать графики износа, чтобы вы могли определять, насколько быстро деградирует батарея в вашем телефоне.

Минусом AccuBattery, как и любого аналога, является большая зависимость от точности бортовых сенсоров смартфона. Ведь расчеты ведутся на основе показателей вольтметра и амперметра, встроенных в контроллер заряда. Если эти датчики неточны, искажают информацию – то и конечные показатели будут некорректными.

Хуже всего программные методы работают (точнее, на работают) с дешевыми китайскими смартфонами из ценового диапазона около $100. Такие устройства, с целью удешевления, часто лишают полноценных датчиков. Если они и есть (а измерять напряжение и ток умеет любой контроллер батареи на плате смартфона), то доступ к данным сенсорам из операционной системы отсутствует. В таком случае измерить емкость аккумулятора телефона программой не получится.

Помимо тестеров и программ, есть и более точные способы измерения емкости батареи. Имеются полноценные тестеры для проведения замеров на батареях, отключенных от смартфона. Такие часто используются для тестов, например, круглых аккумуляторов форматов 18650, 14500 и тому подобных.

LiitoKala Lii-500

Проведя замеры на батарее, отключенной от смартфона, вы получите наиболее точные показатели емкости. Но так как 90% современных мобильников оснащаются несъемными аккумуляторами, использующими для подключения шлейф вместо контактной площадки (как было раньше), этот метод измерения емкости для них неприменим.

Что такое ампер часы в аккумуляторе — как измерить время работы?

Аккумулятор – это хранилище энергии. Способность накапливать и отдавать энергию – совершаемая работа. Измеряется накопленная энергия единицами емкости ампер-часами(А*ч) или миллиампер-часами (мА*ч). Каждая батарея обладает емкостью – способностью поддерживать работу на одном заряде с постоянной силой тока в течение определенного периода. Эта же величина влияет на количество энергии, принятое от зарядного устройства. Способность накапливать энергию зависит от типа аккумуляторов и их размеров. Чем больше активная масса, тем большая мощность у аккумулятора.

Почему емкость аккумулятора измеряется в ампер часах

Единицы ампер-час нет в системе СИ, она используется только для обозначения энергии в батареях и аккумуляторах. Обозначает величина, энергию, полученную при пропускании тока в 1ампер в течение 60 минут через проводник. По стандарту ГОСТ 2008 г ампер-час определяется, как способность аккумулятора выдавать ток в 200 А при t -18⁰ C за измеренный промежуток времени.

Если на аккумуляторе написано 60 ампер часов, что это значит? Аккумулятор работает в границах рабочего напряжения, например от 14,6 до 10,8 В. Он может передать 50 % тока на пуск двигателя 30 А за 1 минут, силой тока 30 А. За это время мотор заведется и генератор пополнит АКБ энергией, а напряжение упадет до 13 В.

Как перевести показатель ампер в ампер-час, спрашивают в сетях. Никак. Ампер – сила тока. Амперчас – количество энергии, емкость. По другому – бак энергии, из которого отбирается ток в амперах. Чем больше отбирается, тем быстрее закончится запас в баке.

Как долго будет освещать салон автомобиля лампочка в 60 Вт. Чтобы определить, насколько хватит емкости аккумулятора, нужно узнать, сколько ватт в ампер-часе.

1 Вт*ч = 1 В х 1 А*ч, где Вт*ч – энергия Е.

Е = q x U

Это значит, в аккумуляторе запасено энергии 14,6 х 60 = 876 Вт*ч.

Разрядив батарею до 10,8 В оставим неизрасходованной энергию 10,8 х 60 = 648 Вт*ч.

Всего на освещение можно потратить 876 – 648 = 228 вт*ч.

Сколько времени будет освещаться салон от полностью заряженного аккумулятора автомобиля? 228 : 60 = 3 часа 40 минут.

Это наглядный пример, почему забытые потребители в салоне автомобиля садят емкость аккумулятора на ноль за ночь.

Сколько ампер часов в аккумуляторе автомобиля

Емкость батареи – величина переменная, зависит от индивидуальных особенностей аккумулятора. Обычно аккумулятор собирают последовательно, а это значит, емкость измеряется по самой слабой банке. Напряжение суммируется.

Известно, что жидкие кислотные аккумуляторы имеют 6 банок, каждая из них несет напряжение 2,1 – 2,15 В. Емкость – количество энергии в ампер-часах, запасенное в аккумуляторе. Этот показатель – характеристика паспортная.

Найти фактическую емкость можно, измеряя отдачу энергии от полного заряда до минимально возможного разряда при постоянном токе и сопротивлении. Засекается время и сила тока. Их произведение определяет емкость аккумулятора в ампер-часах. Показатель будет отличаться от паспортного, так как емкость аккумулятора постоянно снижается из-за дополнительных химических реакций.

Видео

Что представляет ампер-час, рассказывает видео специалист.

Ёмкость аккумуляторов в mAh и Wh: ammo1 — LiveJournal

Как часто случается в нашем несовершенном мире, общепринятой единицей измерения ёмкости аккумуляторов стала единица, не способная точно отразить ёмкость — миллиампер-часы (mAh, мАч, мА·ч). Многие производители пытались «привить» населению «правильную» единицу измерения — ватт-часы (Wh, Втч, Вт⋅ч), но почему-то она до сих пор не прижилась.

Объясню, почему ватт-часы «правильная единица», а миллиампер-часы (или ампер-часы) «неправильная». Аккумуляторы и аккумуляторные сборки бывают на разное номинальное напряжение, например 1.2, 3.6, 3.7, 7,4, 11.1, 14.8 V. При этом аккумулятор 7.4 V 2000 mAh имеет вдвое большую ёмкость, чем 3.7 V 2000 mAh, с ватт-часами такой путаницы не будет — первый аккумулятор имеет ёмкость 14.8 Wh, второй 7.4 Wh. В данном случае, чтобы получить ватт-часы я просто умножил номинальное напряжение аккумулятора на заряд в ампер-часах (1Ah=1000mAh).

Но это ещё не всё. Давайте посмотрим, как разряжается Li-ion аккумулятор от смартфона Cubot S200.

В процессе разряда напряжение на аккумуляторе меняется. У нашего литий-ионного аккумулятора оно падает от 4.291 V до 3.0 V.

При этом в характеристиках аккумулятора указывается среднее напряжение 3.7 V и заряд в миллиампер-часах для этого напряжения. Реальное количество энергии, которое выдаст аккумулятор, можно посчитать лишь в ватт-часах, умножая текущее напряжение на текущий ток в каждый момент времени и получая итоговое значение ёмкости из суммы этих значений, разделив её на количество таких подсчётов в час.

Анализатор разряжал аккумулятор 36694 секунды, поддерживая постоянный ток разряда 301 mA. Если просто умножить 301 на 36694 и разделить на 3600 (количество секунд в часе) получим 3068 mAh. Умножим это значение на номинальное напряжение аккумулятора 3.7 V и разделим на 1000. Получится 11.35 Wh.

А что же на самом деле?

Анализатор замеряет значения напряжения 10 раз в секунду. Умножив каждое значение напряжения на ток разряда получим мощность во время каждого замера. Сложим значения мощностей всех 366913 замеров и разделим на количество замеров в час (36000).

C вашего позволения, скриншоты 366893 промежуточных строк я приводить не буду. 🙂

Получается значение 11.78 Wh — реальное количество энергии, которое выдал аккумулятор. Если разделить это значение на 3.7V получим расчётный заряд 3184 mAh.

Расхождение реального количества энергии, которую выдал аккумулятор, отличается от расчётного на 3.8%, именно такая ошибка получится, если измерять не ватт-часы, а миллиампер-часы, выданные аккумулятором.

Справедливости ради надо сказать, что у обычных аккумуляторов это расхождение обычно составляет около одного процента.

Именно поэтому все устройства, измеряющие ёмкость аккумуляторов в миллиампер-часах дают лишь приблизительные результаты, ведь напряжение в процессе разряда меняется, а это не учитывается.

Точные результаты могут быть только в ватт-часах при условии, что в процессе разряда делается множество измерений.

Аккумуляторы 101 серии: Как говорить о батареях и соотношении мощности к энергии | Государственные, местные и племенные органы власти

В этой серии статей больше рассказывается об аккумуляторах и соотношении мощности и энергии. Это вторая часть цикла из двух частей. Читайте первую часть цикла.

Поскольку солнечные и другие технологии возобновляемой энергии становятся все более популярными, общественность становится более знакомым с языком фотогальваники (PV).Даже если большинство людей не имеют полного понимания того, как это работает, домовладельцы с фотоэлектрической системой могут знать разницу между номинальной мощностью системы (выраженной в киловатт ) и количеством электроэнергии, которую система фактически производит (выраженной в киловатт-часах ). Домовладельцы могут быть уверены, объясняя, что их 5-киловаттная система производит около 7000 киловатт-часов в год.

С падением цен на аккумуляторы, появлением Tesla Powerwall и другими варианты домашних накопителей энергии от разных производителей, потребители сталкиваются с изучение жаргона еще одной энергетической технологии. В то время как их понимание PV применим, батареи предлагают новые концепции для освоения.

Спецификации аккумуляторной системы обычно указывают мощность в киловаттах (кВт) как а также рейтинг киловатт-часа (кВтч).Разбирающиеся в фотоэнергетике потребители, которые плохо знакомы с накоплением энергии мире рискуют неверно истолковать значимость этих рейтингов, напрямую переводя свое понимание фотоэлектрических систем в аккумуляторные системы. При описании аккумуляторная система (независимо от того, подключена ли она к фотоэлектрическим панелям), необходимо указать отношение мощности к энергии; то есть полностью понять возможности конкретного аккумуляторная система, необходимо знать как мощность в киловаттах, так и мощность в киловатт-часах.

Для батарей номинальная мощность (измеряемая в киловаттах) указывает, какую мощность может течь в или из батареи в любой данный момент. Это похоже на емкость рейтинг фотоэлектрической системы (также измеряется в киловаттах), который указывает, какая мощность теоретически может выйти из фотоэлектрической системы в любой момент. Однако один общий ошибкой является использование термина емкость , когда речь идет о мощности аккумуляторной системы в киловаттах.Более точный термин это номинальная мощность батареи.

Энергетическая оценка или емкость батареи аккумуляторной системы измеряется в киловатт-часах и дает оценку количество энергии, которое может быть сохранено. Энергетическая оценка представляет собой меру того, сколько электроэнергии система может отдать или поглотить в течение часа. Это аналогично выходной энергии фотоэлектрической системы с течением времени (которая также измеряется в кВтч).

Важным отличием является то, что, в отличие от фотоэлектрических систем, аккумуляторные системы разработаны чтобы максимизировать номинальную мощность или номинальную мощность, в зависимости от их предназначения использовать.

Как обсуждалось в предыдущем сообщении в блоге, владельцы аккумуляторных систем могут использовать несколько потоки создания ценности для реализации более коротких периодов окупаемости. Операторы коммерческих зданий могут использовать батареи, чтобы уменьшить плату за коммунальные услуги, а также плату за электроэнергию в пиковые периоды бритье.В PJM Interconnection некоторые операторы аккумуляторных систем за счетчиком заявки на регулирование частоты и получают компенсацию за предоставление этой сетевой услуги. Различные виды конечного использования требуют различных соотношений энергии к мощности.

Если аккумуляторная система будет использоваться в основном для регулирования частоты, Аккумуляторная система должна много раз заряжаться и разряжаться в течение короткого промежутка времени.Система, используемая в этом типе сценария, будет спроектирована с более высокой номинальной мощностью. Если аккумуляторная система будет использоваться в первую очередь для обеспечения сдвига пиковых значений или должна обеспечивать резервное питание на случай отключения сети, аккумулятор должен иметь возможность разряжаться более более длительный период (например, 2–5 часов) и рассчитан на более высокий уровень энергопотребления.

Как сообщает Green Tech Media в отчете Energy Storage Monitor за 3 квартал 2015 г., развертывание накопления энергии в масштабе сети сместился акцент на системы с высокими энергетическими рейтингами (МВтч), чтобы избежать сокращения возобновляемой генерации, к системам с более высокой номинальной мощностью (MW) для обеспечения быстрого регулирования частоты на рынке PJM.

Знание отношения мощности к энергии аккумуляторной системы позволяет лучше понять его предполагаемого использования и возможностей. Понимание того, что аккумуляторные системы разработаны с разным соотношением мощности к энергии помогает человеку понять, почему трудно сравните стоимость двух аккумуляторных систем, даже если в них используется одинаковая химия (например, литий-ионный). В то время как фотоэлектрические системы можно сравнить по их капитальным затратам в $/кВт. (или по стоимости энергии в течение жизненного цикла в долларах за кВтч), различные отношения мощности к энергии аккумуляторных систем делает сравнение яблок с яблоками более проблематичным.Учитывая это, отрасль все еще определяет наиболее точный способ отчетности по аккумуляторным системам и их стоимость — и общественность все еще учится интерпретировать эти отчеты.

Другое чтение:

http://www.greentechmedia.com/articles/read/comparing-energy-storage-its-not-that-simple

Как измерить емкость батареи — методы, защита и покупка?_ Аккумулятор Greenway

　　Это правда, что со временем технологии развивались очень быстрыми темпами.К счастью, нам больше не нужно зависеть от электростанций для зарядки любого электронного устройства. Аккумуляторы сделали нашу жизнь проще, поскольку они быстрые, экономичные, к ним легко получить доступ, а также они работают значительно лучше. Но поскольку сейчас на рынке доступны различные типы батарей, поэтому вам может быть непросто найти некоторые важные ответы. Здесь мы ответили на некоторые важные темы, касающиеся аккумуляторов.

　　Как рассчитать емкость батареи? Один из самых запутанных аспектов работы с батареями – измерение их емкости.Когда дело доходит до емкости батареи, это означает, сколько энергии хранится в ячейке. Емкость батареи обычно выражается в ватт-часах с символом Втч. Проще говоря, ватт-час — это количество напряжения (В), которое предлагает батарея; далее он умножается на то, какой ток, т. е. в амперах, батарея может обеспечить в течение определенного периода времени (обычно это указывается в часах). Таким образом, получается следующая формула:

　　Напряжение (В) X Ток (А) X Часы = WH

　　Теперь важно отметить, что из-за внутренней химии батареи напряжение в батарее остается почти постоянным.Во внутреннюю химию аккумулятора входят щелочные, свинцово-кислотные, литиевые и многое другое. Измерение Amps X Hour постоянно меняется, что обычно печатается на задней или боковой стороне батареи; она выражается в Ач или мАч, обратите внимание, что 1000 мАч = 1 Ач. Поэтому, чтобы найти ватт-часы батареи, вам просто нужно умножить мАч на номинальное значение напряжения.

　　Давайте рассмотрим процесс на примере, предположим, что есть батарея с номинальным напряжением 3 В и емкостью 1 ампер-час, это означает, что емкость батареи составляет 3 Втч.Однако здесь важно отметить, что количество тока, которое может быть получено от батареи, также часто ограничено.

　　Как вы защищаете емкость аккумулятора? Чтобы лучше понять защиту емкости аккумулятора, давайте возьмем в качестве примера мобильные аккумуляторы, поскольку они обычно являются литий-ионными аккумуляторами. Сегодня почти каждый телефон работает на литий-ионном аккумуляторе из-за его огромных преимуществ, но верно то, что емкость аккумулятора мобильного телефона со временем снижается.

　　Причина этого в том, что каждый раз, когда литий-ионный аккумулятор заряжается или разряжается, он теряет то количество энергии, которое может удерживать в течение определенного периода времени.Поэтому, чтобы сохранить емкость любой батареи, есть несколько советов, которые вы можете принять во внимание:

　　?Убедитесь, что ваша батарея не разрядилась до 0% или 100%

　　Есть люди, которые верят в то, что одним из лучших способов продлить срок службы батареи является полная зарядка и разрядка до оптимального уровня. Ну, это не так в большинстве случаев аккумуляторов. Зарядка и разрядка до их оптимального уровня приводит к нагрузке на батареи, и в конечном итоге срок службы батареи сокращается.

　　?Не заряжайте аккумулятор выше 100%

　　Большинство людей оставляют свою батарею заряжаться на ночь, но вы должны полностью избегать этого, потому что это сокращает срок службы батареи. Это связано с тем, что когда батарея остается для зарядки даже после достижения 100%, она испытывает более высокие нагрузки и нагрузку от более высокого напряжения.

　　Вместе с этой проблемой накапливается много тепла, что вредно для здоровья вашей батареи. Поэтому всегда следите за тем, чтобы не ставить аккумуляторы на ночную зарядку.Кроме того, если вы не можете этого сделать, убедитесь, что батарея хранится в прохладном и хорошо проветриваемом месте. Это позволит рассеивать тепло гораздо быстрее.

　　? Медленно заряжать:

　　Нет никаких сомнений в том, что теперь, благодаря технологиям быстрой зарядки, вы можете сэкономить много времени на зарядке аккумуляторов. Но если вы хотите максимально увеличить емкость аккумулятора, заряжайте его медленно. Держите технологию быстрой зарядки на время чрезвычайных ситуаций.

　　Как купить хороший аккумулятор большой емкости? Здесь важно помнить, что ни один конкретный аккумулятор не подходит идеально для каждого применения. Чтобы выбрать и купить правильный аккумулятор для желаемого приложения, вам необходимо определить важные показатели аккумулятора и сравнить их с несколькими вариантами аккумуляторов. Существуют различные аспекты батареи, которые необходимо учитывать при выборе хорошей батареи с большей емкостью, например:

　　Гибкость

　　Безопасность

　　Срок службы

　　Плотность энергии

　　Диапазон температур

　　Коммерческая доступность

　　Плотность мощности

　　Толщина батареи

　　Срок эксплуатации

　　Напряжение

　　Срок годности батареи

　　Стоимость

　　Однако есть и другие важные соображения, которые необходимо учитывать перед покупкой хорошего аккумулятора; некоторые из них упомянуты ниже здесь:

　　?Основной vs.Среднее:

　　Определите, нужна ли вам первичная батарея, то есть одноразовая батарея, или дополнительная батарея, то есть перезаряжаемая батарея, для желаемого применения. Устройства, которые используются время от времени, например игрушки или фонарик, могут использовать основной аккумулятор. С другой стороны, такие устройства, как слуховые аппараты, часы, кардиостимуляторы и т. д., должны использовать аккумуляторную батарею. Если батарея постоянно используется в устройстве в течение длительного периода времени, например, в мобильном телефоне, ноутбуке или смарт-часах, более желательны вторичные батареи.

　　?Энергия против Силы:

　　Как упоминалось ранее, емкость аккумулятора измеряется и обозначается в мАч или Ач. Когда сравниваются разные батареи с разным внутренним химическим составом, уместно также сравнивать энергоемкость. Это поможет вам в покупке хорошей батареи, которая имеет более высокую емкость. Производители аккумуляторов указывают емкость при заданной температуре, предельное напряжение и скорость разряда на самом аккумуляторе. Вы можете рассмотреть эти три важных аспекта, а также скорость разряда батареи, прежде чем принимать окончательное решение относительно батареи.

литий-ионный аккумулятор аккумулятор для электровелосипеда литиевый аккумулятор

Выбор аккумулятора — Номинальные значения Ач и кВтч

Для тех из нас, кому сложно выбирать аккумуляторы и разбираться в характеристиках, мы сочли целесообразным предоставить некоторую информацию о характеристиках, таких как вольты, амперы, ампер-часы (Ач) и киловатт-часы (кВтч)

Ампер-часы (Ач) часто используются для измерения заряда батареи, измеряемого в амперах в течение одного часа.Они обычно используются во всех свинцово-кислотных, свинцово-угольных, AGM и гелевых батареях глубокого цикла и обычно поставляются со скоростью C/10 и C/20.

Где C rate — это скорость, с которой аккумулятор заряжается или разряжается в соответствии с заявленной номинальной емкостью Ач.
Т.е. Для свинцово-кислотного аккумулятора емкостью 200 Ач показатель C/10 равен 200 Ач/10 = 20 А в час. Если батарея разряжается с большей скоростью, емкость в ампер-часах (Ач) и, следовательно, общая доступная энергия разряда будут ниже заявленной емкости в Ач.

Киловатт-часы (кВтч) используются для измерения электрической энергии, измеряемой в киловаттах или ваттах в течение одного часа. Эти номиналы обычно используются для литиевых аккумуляторов, поскольку их номинальный ток в амперах в час (Ач) обычно указывается при скорости заряда/разряда 1С. То есть литий-ионный аккумулятор емкостью 200 Ач обеспечит 200 А в течение 1 часа.

При выборе батарей вам необходимо четко понимать разницу между этими двумя измерениями, чтобы убедиться, что вы сравниваете яблоки с яблоками, прежде чем сделать свой выбор.

Лучше всего преобразовать ампер-часы в киловатт-часы (кВтч), а затем сравнить результаты. Это делается по следующей формуле: киловатт-часы (кВтч) = ампер-часы (Ач) × напряжение батареи (В) ÷ 1000.

Например, переведем 200 Ач при 12 В в кВтч.
(200 Ач x 12 В) ÷ 1000 = 2,4 кВтч или 2400 Вт энергии может быть потреблено за один час.

Итак, что я могу запустить с этой батареей в течение 1 часа? Ну, вы можете использовать свою стиральную машину, холодильник, телевизор и ноутбук в течение одного часа, но тогда батарея будет полностью разряжена, т.е.е.. разряжен до 100%.
Однако срок службы свинцово-угольных батарей в 10-15 лет основан на глубине разряда (DOD) от 40% до 50%, поэтому, чтобы обеспечить 3500 циклов от батареи, вы можете использовать только 40% от 2400 циклов. Wh т.е. 960 Вт в час. На самом деле вы можете использовать свою стиральную машину только в течение получаса, если хотите сохранить аккумулятор в хорошем состоянии, а затем вам придется снова зарядить аккумулятор до 100% емкости, прежде чем использовать его снова.

Номинальные характеристики литиевых батарей

указаны в кВтч, поэтому, если вы используете в качестве примера одну из наших 6.Литиевые аккумуляторы емкостью 13 кВтч, это означает, что у вас есть 6130 Вт энергии, которые можно потреблять за один час.

Так что я могу запустить с этой батареей в течение 1 часа? Вы можете пользоваться стиральной машиной, холодильником, телевизором и ноутбуком в течение 2 часов, а также посудомоечной машиной в течение 1 часа при глубине разряда 100%.
Однако срок службы литиевых батарей в 3500 циклов основан на глубине разряда 80 %, поэтому, чтобы обеспечить 3500 циклов от батареи, вы можете использовать только 80 % от 6130 Втч i.е. 4904 Вт в час. В реальном выражении это означает, что вы могли бы примерно использовать свою стиральную машину, холодильник, телевизор, ноутбук и посудомоечную машину в течение одного часа.

Таким образом, из приведенного выше рисунка ясно видно, что нельзя просто сравнивать ёмкость Ач литиевой аккумуляторной батареи (210 Ач) со свинцово-угольной батареей ёмкостью 200 Ач, поскольку они не обеспечивают одинакового количества энергии для потребления.

Запомните так:
Вольт (В) X Ток (I) = Мощность (Ватт), т.е. 12 В x 200 А = 2400 Вт [Мгновенная номинальная мощность]

Вольт (В) x Ампер-час (Ач) = Энергия (Втч) i.e 12 В x 200 Ач = 2400 Втч [А энергоемкость/рейтинг использования]

Что такое рейтинг C батареи и как рассчитать рейтинг C

Скорость заряда и разряда батареи A контролируется скоростью батареи C. Рейтинг батареи C — это измерение тока, при котором батарея заряжается и разряжается. Емкость батареи обычно оценивается и маркируется как 1C Rate (ток 1C), это означает, что полностью заряженная батарея емкостью 10 Ач должна обеспечивать 10 ампер в течение одного часа.Та же самая батарея емкостью 10 Ач, разряженная при температуре C 0,5C, будет обеспечивать ток 5 А в течение двух часов, а при разрядке при температуре 2C — 20 А в течение 30 минут. Важно знать рейтинг C батареи, так как для большинства батарей доступная запасенная энергия зависит от скорости тока заряда и разряда.

АККУМУЛЯТОРНАЯ ТАБЛИЦА C

На приведенной ниже диаграмме показаны различные значения C Rate аккумуляторов, а также время их службы. Важно знать, что даже при том, что при разрядке батареи с разной скоростью C должны использоваться одни и те же расчеты для одинакового количества энергии, в действительности вероятны некоторые внутренние потери энергии.При более высоких скоростях C часть энергии может быть потеряна и превращена в тепло, что может привести к снижению емкости на 5% и более.

Чтобы получить достаточно хорошие показания емкости, производители обычно оценивают щелочные и свинцово-кислотные батареи как очень низкую температуру 0,05°C или 20-часовую разрядку. Даже при такой медленной скорости разряда свинцово-кислотные батареи редко достигают 100-процентной емкости, поскольку характеристики аккумуляторов переоценены. Производители предоставляют поправки на емкость для корректировки несоответствий, если они разряжаются с более высоким уровнем содержания углерода, чем указано.

КАК РАСЧЕТ C НОМИНАЛЬНОЙ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

Рейтинг C батареи определяется временем, в течение которого она заряжается или разряжается. Вы можете увеличить или уменьшить C Rate, и в результате это повлияет на время, необходимое для зарядки или разрядки аккумулятора. Время заряда или разряда C Rate изменяется в зависимости от рейтинга. 1C соответствует 60 минутам, 0,5C — 120 минутам, а рейтинг 2C — 30 минутам.

Формула проста.

 т = Время
Cr = C Скорость

t = 1 / Cr (для просмотра в часах)
t = 60 минут / Cr (для просмотра в минутах)

0.Пример ставки 5C

2300MAH аккумулятор
2300 мАч / 1000178 2300 мАч / 1000178
0.5C x 2.3a = 1.15a Доступно
1 / 0.5C = 2 часа
60 / 0.5C = 120 минут

Оценка 2C Пример

2300 мАч Батарея
2300 мАч / 1000178 2300 мАч / 1000178 2C X 2.3A = 4.6A Доступно
1 / 2C = 0,5 часа
60 / 2C = 30 минут

30C Скорость примера

Аккумулятор 2300 мАч
2300 мАч / 1000 = 2.3A
30C x 2,3A = 69A в наличии
60 / 30C = 2 минуты

Вы можете увидеть пример скорости 30C в техническом описании силового элемента Power Sonic 26650 LiFePO4

Вы можете использовать приведенную ниже формулу для расчета выходного тока, мощности и энергии батареи на основе ее рейтинга C.

 Er = Номинальная энергия (Ач)
Cr = C Скорость
I = ток заряда или разряда (Ампер)

I = Кр * Эр
Cr = I / Er

КАК УЗНАТЬ НОМИНАЛ C АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

Аккумуляторы меньшего размера обычно оцениваются по рейтингу 1C, который также известен как часовой рейтинг.Например, если ваша батарея имеет маркировку 3000 мАч при часовой ставке, то рейтинг 1C равен 3000 мАч. Как правило, вы найдете показатель C вашей батареи на ее этикетке и в паспорте батареи. Различные химические составы аккумуляторов иногда показывают разные показатели C, например, свинцово-кислотные аккумуляторы обычно рассчитаны на очень низкую скорость разряда, часто 0,05C, или 20-часовую скорость. Химический состав и конструкция вашей батареи будут определять максимальную скорость разряда вашей батареи, литиевые батареи, например, могут выдерживать гораздо более высокие скорости разрядки, чем другие химические вещества, такие как щелочные.Если вы не можете найти рейтинг батареи C на этикетке или в техническом паспорте, мы рекомендуем обратиться непосредственно к производителю батареи.

Емкость литиевой батареи в сравнении со свинцово-кислотной при различных токах разряда

ПРИЛОЖЕНИЯ, ТРЕБУЮЩИЕ ВЫСОКИХ СКОРОСТЕЙ

На рынке появляется все больше приложений и устройств, для которых требуется аккумулятор с высоким коэффициентом разряда C. К ним относятся промышленные и потребительские приложения, такие как радиоуправляемые модели, дроны, робототехника и устройства для запуска транспортных средств. Все эти приложения требуют мощного выброса энергии за короткий промежуток времени.

Большинству пусковых устройств может потребоваться скорость разряда до 35°C, а в радиоуправляемой промышленности используются аккумуляторы с высокой скоростью разряда, используемые при температуре до 50°C! На рынке есть некоторые батареи, которые заявляют о еще более высоких скоростях C, основанных на максимальной скорости импульсного разряда, которая требует, чтобы батарея достигла полной разрядки всего за несколько секунд. Однако большинству приложений не нужны такие высокие скорости C.

Если вам нужна помощь в поиске подходящей батареи для вашего приложения, свяжитесь с одним из инженеров Power Sonic.

Батарея глубокого разряда: все, что вам нужно знать

Категории: Блог, Аккумуляторы

Прежде чем мы углубимся в то, что такое батарея глубокого цикла, сначала важно понять несколько основ батареи: что такое цикл, какова глубина…

Подробнее…

Выбор и зарядка литиевых аккумуляторов для жилых автофургонов

Категории: Блог, Литий

Если вы являетесь владельцем дома на колесах или надеетесь стать им в ближайшее время, вы хорошо осведомлены о различных размерах и вариантах транспортных средств для отдыха, доступных на …

Подробнее…

Что такое сульфатированный аккумулятор и как его предотвратить?

Категории: Блог, Аккумуляторы

Сульфатация – это образование или нарастание кристаллов сульфата свинца на поверхности и в порах активного материала аккумуляторов l…

Подробнее… Эксплуатационные характеристики батареи

— Как определить и протестировать батарею

Спецификации, стандарты и реклама

Аккумуляторы

могут рекламироваться как Long Life, High Capacity, High Energy, Deep Cycle, Heavy Duty, Fast Charge, Quick Charge, Ultra и другие, плохо определенные параметры, и существует несколько отраслевых или юридических стандартов, точно определяющих, что каждый из этих терминов означает.Рекламные слова могут означать все, что хочет продавец. Помимо базовой конструкции батареи, производительность на самом деле зависит от того, как используются батареи, а также от условий окружающей среды, в которых они используются, но эти условия редко, если вообще когда-либо, указываются в рекламе для массового рынка. Для потребителя это может быть очень запутанным или вводящим в заблуждение. Однако сама аккумуляторная промышленность не использует такие расплывчатые термины для определения производительности аккумуляторов, и спецификации обычно включают заявление, определяющее или ограничивающее условия эксплуатации или окружающей среды, в которых может быть обеспечена заявленная производительность.

В следующем разделе описаны основные параметры, используемые для характеристики элементов или батарей, и показано, как эти параметры могут меняться в зависимости от условий эксплуатации.

Кривые нагнетания

Энергетические элементы

были разработаны для широкого спектра применений с использованием множества различных технологий, что обеспечивает широкий диапазон доступных рабочих характеристик.На приведенных ниже графиках показаны некоторые из основных факторов, которые инженер по применению должен учитывать при выборе батареи, чтобы она соответствовала требованиям к производительности конечного продукта.

Химия клетки

Номинальное напряжение гальванического элемента определяется электрохимическими характеристиками активных химических веществ, используемых в элементе, так называемой клеточной химией. Фактическое напряжение, появляющееся на клеммах в любой конкретный момент времени, как и в любой ячейке, зависит от тока нагрузки и внутреннего импеданса ячейки, а это зависит от температуры, состояния заряда и возраста ячейки.

На приведенном ниже графике показаны типичные кривые разряда для элементов, использующих ряд химических элементов при разряде со скоростью 0,2°C. Обратите внимание, что химический состав каждой ячейки имеет собственное характерное номинальное напряжение и кривую разряда. Некоторые химические вещества, такие как ионно-литиевые, имеют довольно плоскую кривую разряда, в то время как другие, такие как свинцово-кислотные, имеют выраженный наклон.

Мощность, выдаваемая элементами с наклонной кривой разряда, постепенно падает на протяжении всего цикла разряда.Это может привести к проблемам с приложениями высокой мощности ближе к концу цикла. Для приложений с низким энергопотреблением, которым требуется стабильное напряжение питания, может потребоваться включение регулятора напряжения, если наклон слишком крутой. Обычно это не вариант для приложений с высокой мощностью, поскольку потери в регуляторе отнимут у батареи еще больше энергии.

Плоская кривая разряда упрощает конструкцию приложения, в котором используется аккумулятор, поскольку напряжение питания остается достаточно постоянным на протяжении всего цикла разряда.Наклонная кривая облегчает оценку состояния заряда батареи, поскольку напряжение элемента можно использовать как меру остаточного заряда в элементе. Современные литий-ионные элементы имеют очень плоскую кривую разряда, и для определения состояния заряда необходимо использовать другие методы

На оси X показаны характеристики ячейки, нормализованные в процентах от емкости ячейки, так что форма графика может быть показана независимо от фактической емкости ячейки.Если бы ось X была основана на времени разряда, длина каждой кривой разряда была бы пропорциональна номинальной емкости элемента.

Температурные характеристики

Производительность ячейки

может резко меняться в зависимости от температуры. В нижнем пределе, в батареях с водными электролитами, сам электролит может замерзнуть, установив нижний предел рабочей температуры. При низких температурах литиевые батареи страдают от литиевого покрытия анода, что приводит к необратимому снижению емкости.В крайнем случае активные химические вещества могут разрушаться, разрушая батарею. В промежутке между этими пределами производительность элемента обычно улучшается с повышением температуры. Дополнительные сведения см. также в разделе «Управление температурным режимом» и «Ресурс батареи».

На приведенном выше графике показано, как производительность ионно-литиевых аккумуляторов ухудшается при снижении рабочей температуры.

Вероятно, более важным является то, что как для высоких, так и для низких температур, чем дальше рабочая температура от комнатной температуры, тем больше снижается срок службы.См. Неисправности литиевых батарей.

Характеристики саморазряда

Скорость саморазряда — это мера того, как быстро ячейка будет терять свою энергию, оставаясь на полке из-за нежелательных химических процессов внутри ячейки. Скорость зависит от химического состава клетки и температуры.

Химия клетки

Ниже показан типичный срок годности некоторых первичных элементов:

Цинк-углерод (Leclanché) от 2 до 3 лет
Щелочные 5 лет
Литий 10 лет и более

Типичные скорости саморазряда обычных перезаряжаемых элементов следующие:

Свинцово-кислотный от 4% до 6% в месяц
Никель Кадмий от 15% до 20% в месяц
Никель-металлогидридный 30% в месяц
Литий от 2% до 3% в месяц

Влияние температуры

Скорость нежелательных химических реакций, которые вызывают внутреннюю утечку тока между положительным и отрицательным электродами элемента, как и все химические реакции, увеличивается с температурой, тем самым увеличивая скорость саморазряда батареи.См. также Срок службы батареи. На приведенном ниже графике показана типичная скорость саморазряда литий-ионной батареи.

Внутренний импеданс

Внутренний импеданс ячейки определяет ее пропускную способность по току. Низкое внутреннее сопротивление позволяет использовать большие токи.

Эквивалентная схема батареи

На схеме справа показана эквивалентная схема для энергоячейки.

Rm — сопротивление металлического пути через ячейку, включая клеммы, электроды и межсоединения.
Ra — сопротивление электрохимического тракта, включая электролит и сепаратор.
Cb — емкость параллельных пластин, образующих электроды ячейки.
Ri — нелинейное контактное сопротивление между пластиной или электродом и электролитом.

Типичное внутреннее сопротивление порядка миллиом.

Влияние внутреннего импеданса

Когда ток течет через элемент, происходит падение напряжения IR на внутреннем сопротивлении элемента, что снижает напряжение на клеммах элемента во время разряда и увеличивает напряжение, необходимое для зарядки элемента, тем самым уменьшая его эффективную емкость, а также уменьшая его заряд /эффективность разряда.Более высокие скорости разряда приводят к более высоким внутренним падениям напряжения, что объясняет кривые разряда с более низким напряжением при высоких скоростях C. См. «Скорость разрядки» ниже.

Внутренний импеданс зависит от физических характеристик электролита: чем меньше размер гранул электролита, тем ниже импеданс. Размер зерна контролируется производителем ячейки в процессе измельчения.

Спиральная конструкция электродов часто используется для увеличения площади поверхности и, таким образом, снижения внутреннего импеданса.Это снижает тепловыделение и обеспечивает более высокую скорость зарядки и разрядки.

Внутреннее сопротивление гальванического элемента зависит от температуры и уменьшается с повышением температуры из-за увеличения подвижности электронов. График ниже является типичным примером.

Таким образом, ячейка может быть очень неэффективной при низких температурах, но эффективность повышается при более высоких температурах из-за более низкого внутреннего импеданса, а также из-за увеличения скорости химических реакций.Однако более низкое внутреннее сопротивление, к сожалению, также приводит к увеличению скорости саморазряда. Кроме того, срок службы ухудшается при высоких температурах. Может потребоваться некоторая форма нагрева и охлаждения для поддержания ячейки в ограниченном диапазоне температур для достижения оптимальной производительности в приложениях с высокой мощностью.

Внутреннее сопротивление большинства химических элементов элементов также имеет тенденцию к значительному увеличению к концу цикла разрядки, поскольку активные химические вещества преобразуются в свое разряженное состояние и, следовательно, эффективно израсходованы.Это в основном отвечает за быстрое падение напряжения на ячейке в конце цикла разрядки.

Кроме того, джоулев эффект нагрева I ² R потерь во внутреннем сопротивлении элемента вызовет повышение температуры элемента.

Падение напряжения и потери I ² R могут быть незначительными для элемента емкостью 1000 мАч, питающего мобильный телефон, но для автомобильного аккумулятора на 100 элементов емкостью 200 Ач они могут быть значительными.Типичное внутреннее сопротивление для литиевого аккумулятора мобильного телефона на 1000 мА составляет от 100 до 200 мОм и около 1 мОм для литиевого элемента на 200 Ач, используемого в автомобильном аккумуляторе. См. пример.

При работе в режиме C падение напряжения на ячейку в обоих случаях составит около 0,2 вольта (чуть меньше для мобильного телефона). Потери I ² R в мобильном телефоне будут составлять от 0,1 до 0,2 Вт. Однако в автомобильной батарее падение напряжения на всей батарее составит 20 В, а потери мощности I ² R, рассеиваемые в виде тепла внутри батареи, будут составлять 40 Вт на элемент или 4 кВт для всей батареи.Это в дополнение к теплу, выделяемому электрохимическими реакциями в клетках.

По мере старения элемента сопротивление электролита имеет тенденцию к увеличению. Старение также приводит к ухудшению состояния поверхности электродов, увеличению контактного сопротивления и одновременному уменьшению эффективной площади пластин, уменьшая их емкость. Все эти эффекты увеличивают внутреннее сопротивление клетки, отрицательно влияя на ее работоспособность.Сравнение фактического импеданса ячейки с ее импедансом, когда она была новой, может быть использовано для измерения или представления возраста ячейки или ее эффективной емкости. Такие измерения намного удобнее, чем фактическая разрядка ячейки, и их можно проводить, не разрушая тестируемую ячейку. См. «Испытания импеданса и проводимости»

Внутреннее сопротивление также влияет на эффективную емкость элемента.Чем выше внутреннее сопротивление, тем выше потери при зарядке и разрядке, особенно при более высоких токах. Это означает, что при высоких скоростях разряда доступная емкость элемента ниже. И наоборот, если он разряжается в течение длительного периода, емкость в ампер-часах выше. Это важно, потому что некоторые производители указывают емкость своих аккумуляторов при очень низкой скорости разряда, из-за чего они выглядят намного лучше, чем они есть на самом деле.

Скорость разряда

Приведенные ниже кривые разряда литий-ионного элемента показывают, что эффективная емкость элемента уменьшается, если элемент разряжается с очень высокой скоростью (или, наоборот, увеличивается при низкой скорости разряда).Это называется смещением емкости, и этот эффект характерен для большинства клеточных химических процессов.

Нагрузка от батареи

Производительность разряда батареи зависит от нагрузки, которую должен питать аккумулятор.

Если разрядка происходит в течение длительного периода в несколько часов, как в некоторых приложениях с высокой скоростью, таких как электромобили, эффективная емкость батареи может быть в два раза больше указанной емкости при скорости C.Это может быть наиболее важно при выборе дорогих аккумуляторов для использования с высокой мощностью. Емкость маломощных аккумуляторов бытовой электроники обычно указывается для разряда со скоростью C, в то время как SAE использует разряд в течение 20 часов (0,05C) в качестве стандартного условия для измерения амперной емкости автомобильных аккумуляторов. На приведенном ниже графике показано, что эффективная емкость свинцово-кислотной батареи с глубоким разрядом почти удваивается при снижении скорости разряда с 1,0 °C до 0.05С. При времени разряда менее одного часа (высокий показатель C) эффективная емкость резко падает.

На эффективность зарядки также влияет скорость зарядки. Объяснение причин этого дано в разделе «Время зарядки».

Из этого графика можно сделать два вывода:

Следует проявлять осторожность при сравнении характеристик емкости батареи, чтобы убедиться, что используются сопоставимые скорости разряда.
В автомобильной технике, если для резкого ускорения или подъема на холм регулярно используются высокие значения силы тока, дальность действия транспортного средства будет уменьшена.

Рабочий цикл

Рабочие циклы различны для каждого приложения. Приложения для электромобилей и гибридных автомобилей налагают на аккумулятор особые переменные нагрузки. См. пример нагрузочного тестирования. Стационарные батареи, используемые в приложениях для хранения энергии распределенных сетей, могут иметь очень большие изменения SOC и много циклов в день.

Важно знать, сколько энергии используется за цикл, и проектировать для максимальной пропускной способности и мощности, а не для среднего значения.

Примечания: Для информации

Типичный небольшой электромобиль потребляет от 150 до 250 ватт-часов энергии на милю при обычном вождении. Таким образом, для пробега в 100 миль при 200 Вт·ч на милю потребуется батарея емкостью 20 кВт·ч.
В гибридном электромобиле используются батареи меньшего размера, но они могут потребоваться для работы при очень высокой скорости разряда до 40°C. Если транспортное средство использует рекуперативное торможение, батарея также должна выдерживать очень высокие скорости зарядки, чтобы быть эффективной. См. раздел о конденсаторах для примера того, как это требование может быть выполнено.

Уравнение Пейкерта

Уравнение Пейкерта — это удобный способ описания поведения клеток и количественной оценки смещения емкости в математических терминах.

Это эмпирическая формула, которая приблизительно показывает, как доступная емкость батареи изменяется в зависимости от скорости разряда. C = I ⁿ T, где «C» — теоретическая емкость батареи, выраженная в ампер-часах, «I» — ток, «T» — время, а «n» — число Пейкерта, константа для данного батарея. Уравнение показывает, что при более высоких токах в батарее остается меньше доступной энергии. Число Пейкерта напрямую связано с внутренним сопротивлением батареи.Более высокие токи означают больше потерь и меньшую доступную мощность.

Значение числа Пейкерта показывает, насколько хорошо батарея работает при непрерывных сильных токах. Значение, близкое к 1, указывает на то, что аккумулятор работает хорошо; чем выше число, тем больше теряется емкость при разряде батареи при больших токах. Число Пейкерта батареи определяется опытным путем. Для свинцово-кислотных аккумуляторов число обычно составляет от 1,3 до 1,4

На приведенном выше графике показано, что эффективная емкость аккумулятора снижается при очень высоких скоростях непрерывного разряда.Однако при прерывистом использовании батарея успевает восстановиться в периоды покоя, когда температура также возвращается к уровню окружающей среды. Из-за этого потенциала восстановления снижение емкости меньше, а эффективность работы выше, если батарея используется с перерывами, как показано пунктирной линией.

Это обратная характеристика двигателя внутреннего сгорания, который наиболее эффективно работает при постоянных постоянных нагрузках.В этом отношении электроэнергия является лучшим решением для транспортных средств доставки, которые подвержены постоянным перебоям в работе.

Участки Рагоне

График Рагона полезен для характеристики компромисса между эффективной мощностью и управляемой мощностью. Обратите внимание, что графики Рагона обычно строятся в логарифмическом масштабе.

На приведенном ниже графике показана превосходная гравиметрическая плотность энергии литий-ионных элементов.Также обратите внимание, что литий-ионные элементы с анодами из титаната лития (Altairnano) обеспечивают очень высокую плотность мощности, но пониженную плотность энергии.

Плотность энергии и мощности — график Рагона

Источник Альтаирнано

На приведенном ниже графике Рагона сравниваются характеристики ряда электрохимических устройств.Это показывает, что ультраконденсаторы (суперконденсаторы) могут обеспечивать очень большую мощность, но емкость хранения очень ограничена. С другой стороны, топливные элементы могут хранить большое количество энергии, но имеют относительно низкую выходную мощность.

Ragone Участок электрохимических устройств

Наклонные линии на графиках Рагона указывают относительное время, необходимое для получения или снятия заряда с устройства.С одной стороны, мощность может подаваться в конденсаторы или извлекаться из них за микросекунды. Это делает их идеальными для получения энергии рекуперативного торможения в электромобилях. С другой стороны, топливные элементы имеют очень плохие динамические характеристики, которым требуется несколько часов для выработки и доставки энергии. Это ограничивает их применение в приложениях для электромобилей, где они часто используются в сочетании с батареями или конденсаторами для решения этой проблемы. Литиевые батареи находятся где-то посередине и представляют собой разумный компромисс между ними.

См. также Сравнение альтернативных накопителей энергии.

Импульсная производительность

Способность подавать импульсы высокого тока является требованием многих аккумуляторов. Токонесущая способность ячейки зависит от эффективной площади поверхности электродов. (См. Компромиссы энергии/мощности). Однако текущий предел устанавливается скоростью, с которой происходят химические реакции внутри клетки.Химическая реакция или «перенос заряда» происходит на поверхности электродов, и начальная скорость может быть довольно высокой, поскольку химические вещества, находящиеся рядом с электродами, трансформируются. Однако, как только это произошло, скорость реакции становится ограниченной скоростью, с которой активные химические вещества на поверхности электрода могут пополняться путем диффузии через электролит в процессе, известном как «массоперенос». Тот же принцип применяется к процессу зарядки и более подробно объясняется в разделе «Время зарядки».Таким образом, импульсный ток может быть значительно выше скорости C, которая характеризует характеристики непрерывного тока.

Срок службы

Это один из ключевых рабочих параметров ячейки, который указывает ожидаемый срок службы ячейки.

Срок службы определяется как количество циклов, которые элемент может выполнить до того, как его емкость упадет до 80 % от исходной заданной емкости.

Каждый цикл заряда-разряда и связанный с ним цикл преобразования активных химических веществ, который он вызывает, сопровождается медленным ухудшением химических веществ в ячейке, которое будет почти незаметно для пользователя. Это ухудшение может быть результатом неизбежных, нежелательных химических воздействий на клетку или рост кристаллов или дендритов, изменяющих морфологию частиц, из которых состоят электроды. Оба этих события могут привести к уменьшению объема активных химических веществ в клетке и, следовательно, ее емкости или к увеличению внутреннего импеданса клетки.

Обратите внимание, что элемент не умирает внезапно в конце указанного срока службы, а продолжает медленно изнашиваться, так что он продолжает нормально функционировать, за исключением того, что его емкость будет значительно меньше, чем была, когда он был новым.

Определенный срок службы является полезным способом сравнения батарей в контролируемых условиях, однако он может не давать наилучшего представления о сроке службы батарей в реальных условиях эксплуатации.Аккумуляторы редко эксплуатируются в последовательных полных циклах зарядки-разрядки, гораздо чаще они подвергаются частичным разрядам различной глубины перед полной перезарядкой. Поскольку в частичных разрядах задействовано меньшее количество энергии, батарея может выдерживать гораздо большее количество неглубоких циклов. Такие циклы использования типичны для гибридных электромобилей с рекуперативным торможением. Посмотрите, как срок службы зависит от глубины разряда (DOD) в разделе Срок службы батареи.

Срок службы также зависит от температуры, как рабочей, так и температуры хранения.Подробнее см. в разделе «Неисправности литиевых батарей».

Общая пропускная способность

Более репрезентативным показателем срока службы батареи является Пропускная способность за весь срок службы . Это общее количество энергии в ватт-часах, которое может быть введено в аккумулятор и извлечено из него за все циклы его срока службы до того, как его емкость упадет до 80% от первоначальной емкости в новом состоянии.Это зависит от химического состава клетки и условий эксплуатации. К сожалению, эта мера еще не используется производителями элементов питания и еще не принята в качестве стандарта аккумуляторной промышленности. Пока он не станет широко использоваться, его нельзя будет использовать для сравнения производительности элементов от разных производителей таким образом, но, когда он доступен, он, по крайней мере, обеспечивает более полезное руководство для инженеров по применению для оценки полезного срока службы используемых батарей. в их конструкциях.

См. также Состояние работоспособности (SOH) и Оценка срока службы батареи

Глубокий разряд

Срок службы уменьшается с увеличением глубины разряда (DOD) (см. «Срок службы батареи»), и многие химические элементы не допускают глубокого разряда, и при полной разрядке элементы могут быть необратимо повреждены.Для максимизации потенциального DOD аккумуляторов глубокого цикла требуются специальные конструкции элементов и химические смеси.

Зарядные характеристики

Кривые зарядки и рекомендуемые методы зарядки включены в отдельный раздел, посвященный зарядке

Измерение состояния заряда литий-ионных аккумуляторов (SoC) — метод кулоновского счетчика

Измерение состояния заряда литий-ионного аккумулятора (SoC)

Существует несколько способов измерения состояния заряда литий-ионного аккумулятора (SoC) или глубины разряда (DoD) литиевого аккумулятора.Некоторые методы довольно сложны в реализации и требуют сложного оборудования (спектроскопия импеданса или ареометр для свинцово-кислотных аккумуляторов).

Здесь мы подробно расскажем о двух наиболее распространенных и простых методах оценки состояния заряда батареи: метод напряжения или метод напряжения разомкнутой цепи (OCV) и метод подсчета кулонов .

1/ Оценка SoC с использованием метода напряжения разомкнутой цепи (OCV)

У всех типов аккумуляторов есть одна общая черта: напряжение на их клеммах уменьшается или увеличивается в зависимости от уровня их заряда.Напряжение будет самым высоким, когда аккумулятор полностью заряжен, и самым низким, когда он разряжен.

Эта связь между напряжением и SOC напрямую зависит от используемой аккумуляторной технологии. В качестве примера на приведенной ниже диаграмме сравниваются кривые разряда свинцовой батареи и литий-ионной батареи.

Кривая разрядки лития LiFePO4 и свинца

Видно, что свинцово-кислотные батареи имеют относительно линейную кривую, что позволяет хорошо оценить состояние заряда: по измеренному напряжению можно довольно точно оценить значение соответствующего SoC.

Однако литий-ионные аккумуляторы имеют гораздо более пологую кривую разряда , что означает, что в широком рабочем диапазоне напряжение на клеммах аккумулятора меняется очень незначительно. Литий-железо-фосфатная технология
имеет самую плоскую кривую разряда, что очень затрудняет оценку SoC при простом измерении напряжения. Действительно, разница напряжений между двумя значениями SoC может быть настолько мала, что невозможно с хорошей точностью оценить состояние заряда.

На приведенной ниже диаграмме показано, что разница в измерении напряжения между значением DoD 40 % и 80 % составляет около 6,0 В для 48-вольтовой батареи в свинцово-кислотной технологии , в то время как для 0,5 В для литий-железо-фосфатной батареи !

Оценка Soc лития по сравнению с AGM методом OCV

Однако калиброванные индикаторы заряда могут использоваться специально для литий-ионных аккумуляторов в целом и литий-железо-фосфатных аккумуляторов в частности. Точное измерение в сочетании с смоделированной кривой нагрузки позволяет получить измерения SoC с точностью от 10 до 15% .

Литий-железо-фосфатный калиброванный измеритель SoC

2/ Оценка SoC с использованием метода кулоновского подсчета

Для отслеживания уровня заряда при использовании батареи наиболее интуитивно понятным методом является отслеживание тока путем интегрирования его во время использования элемента. Эта интеграция напрямую дает количество электрических зарядов, вводимых или отводимых от батареи, что позволяет точно определить SoC батареи.

В отличие от метода OCV, этот метод позволяет определить изменение состояния заряда во время использования батареи.Для точного измерения не требуется, чтобы батарея находилась в состоянии покоя.

Кулоновский счетчик

Хотя измерение тока выполняется прецизионным резистором, могут возникать небольшие погрешности измерения, связанные с частотой дискретизации. Чтобы исправить эти предельные ошибки, счетчик кулонов перекалибровывается при каждом цикле нагрузки.

Измерение состояния заряда литий-ионного аккумулятора (SoC), выполненное с помощью подсчета кулонов, допускает погрешность измерения менее 1% , что позволяет очень точно указывать оставшуюся энергию в аккумуляторе.В отличие от метода OCV, подсчет кулонов не зависит от колебаний мощности батареи (которые вызывают падение напряжения батареи), а точность остается постоянной независимо от использования батареи.

Кулоновский счетчик CC150	Кулоновский счетчик CC150 – шунтирующий резистор
Кулоновский счетчик CC150 – шунтирующий резистор	Кулоновский счетчик CC150 — установка на PowerBrick+ 48V 25Ah

Эта статья является исключительной собственностью PowerTech Systems.
Воспроизведение без разрешения запрещено.

Сравнение химических элементов аккумуляторных батарей

Вас может смутить множество различных терминов, обозначающих емкость батареи, таких как Втч, мАч, Ач… Вот несколько советов, которые могут помочь вам понять:

1. Втч означает ватт-час.

Аккумулятор емкостью 100 ватт-часов обеспечивает мощность 100 ватт в течение 1 часа, мощность 20 ватт в течение 5 часов.

Это единица, которую любит использовать BiXPower, поскольку она намного точнее и может сравнивать разные батареи.Аккумулятор на 200 Втч имеет большую емкость, чем аккумулятор на 100 Втч.

2. мАч или Ач означает миллиампер-час (мАч) или ампер-час (Ач).

Это вводящая в заблуждение единица. Когда батарея рассчитана на мАч или Ач, она всегда должна ассоциироваться с напряжением. Емкость аккумулятора 10 Ач при 12 В больше, чем у аккумулятора 10 Ач при 5 В.

Однако на рынке имеется множество литиевых аккумуляторов, в которых не указывается напряжение при заявлении емкости в мАч (или Ач). В этих случаях, скорее всего, они измеряют напряжение элемента литиевой батареи, которое равно 3.6В или 3,7В. По времени 3,6 (или 3,7), а затем разделить на 1000, это будет его точная мощность в ватт-часах. Например, фактическая емкость аккумулятора емкостью 10 000 мА·ч составляет 10 000 x 3,6/1000 = 36 Вт·ч.

Вы можете сравнить два емкости аккумуляторов в ампер-часах, только если они имеют одинаковое напряжение. Если два аккумуляторы имеют разное напряжение, при использовании ватт-часов будет больше точный.

Аккумулятор емкостью 1 ампер-час может обеспечить мощность тока 1 ампер в течение 1 часа.
1 ватт-час = 1 ампер-час x 1 вольт.

Мы рекомендуем сравнивать емкости аккумуляторов в ватт-часах, а не в ампер-часах. Ватт-час является более точной единицей покажите мощность, чем ампер-час, когда сравните батареи с разное выходное напряжение.

3. Емкость аккумулятора и максимальная выходная мощность — это два разных понятия. Аккумулятор емкостью 300 Вт-ч может выдавать только максимальную мощность 100 Вт.

Представьте себе автомобильный бензобак. Емкость — это количество галлонов газа, которое может вместить бак. Выходная мощность — скорость, с которой может двигаться автомобиль. Аккумулятор с большой емкостью Втч (или мАч) похож на автомобиль с большим баком.Автомобиль с большим бензобаком может проехать очень большое расстояние, но это не означает, что автомобиль может двигаться с очень высокой скоростью. Аккумулятор с большой емкостью в ампер-часах может работать долго, но это не означает, что аккумулятор может выдавать большой ток. .

4. Номинальная емкость и фактическая выходная мощность:

Емкость батареи в ватт-часах обычно рассчитывается на основе номинальной емкости элементов батареи. Например, если номинальная емкость ячейки батареи составляет 3,7 В x 2350 мАч = 8,7 Втч, а аккумуляторная батарея состоит из 18 ячеек, то емкость батареи оценивается как 8.7 х 18 = 156,6 Втч.

Емкость элемента батареи оценивается в стандартных условиях испытаний и позволяет сравнивать различные элементы батареи. Однако фактическая выходная мощность элемента батареи в реальных условиях обычно меньше номинальной выходной мощности.

Понимание объёма (мА*ч) и эффективности зарядки портативного аккумулятора Power Bank

Хитрости измерения емкости аккумуляторов смартфонов и другой мобильной техники | Смартфоны | Блог

Параметры аккумуляторов

В каких значениях измеряется емкость аккумулятора

Как самостоятельно измерить емкость аккумулятора

(adsbygoogle=window.adsbygoogle||[]).push({});Итоги

Стандарт измерения емкости аккумулятора в мАч

Что это — емкость аккумулятора?

Как проверить емкость аккумулятора телефона — Евгений Васильев — Хайп

В чем правильно измерять емкость аккумулятора

Как проверить емкость аккумулятора телефона USB-тестером

Как измерить емкость батареи телефона программным способом

Что такое ампер часы в аккумуляторе — как измерить время работы?

Почему емкость аккумулятора измеряется в ампер часах

Сколько ампер часов в аккумуляторе автомобиля

Видео

Ёмкость аккумуляторов в mAh и Wh: ammo1 — LiveJournal

Аккумуляторы 101 серии: Как говорить о батареях и соотношении мощности к энергии | Государственные, местные и племенные органы власти

Другое чтение:

Как измерить емкость батареи — методы, защита и покупка?_ Аккумулятор Greenway

Выбор аккумулятора — Номинальные значения Ач и кВтч

Что такое рейтинг C батареи и как рассчитать рейтинг C

АККУМУЛЯТОРНАЯ ТАБЛИЦА C

КАК РАСЧЕТ C НОМИНАЛЬНОЙ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

0.Пример ставки 5C

Оценка 2C Пример

30C Скорость примера

КАК УЗНАТЬ НОМИНАЛ C АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

ПРИЛОЖЕНИЯ, ТРЕБУЮЩИЕ ВЫСОКИХ СКОРОСТЕЙ

Батарея глубокого разряда: все, что вам нужно знать

Выбор и зарядка литиевых аккумуляторов для жилых автофургонов

Что такое сульфатированный аккумулятор и как его предотвратить?

— Как определить и протестировать батарею

Спецификации, стандарты и реклама

Кривые нагнетания

Химия клетки

Температурные характеристики

Характеристики саморазряда

Внутренний импеданс

Скорость разряда

Участки Рагоне

Плотность энергии и мощности — график Рагона

Ragone Участок электрохимических устройств

Импульсная производительность

Срок службы

Глубокий разряд

Зарядные характеристики

Измерение состояния заряда литий-ионных аккумуляторов (SoC) — метод кулоновского счетчика

Измерение состояния заряда литий-ионного аккумулятора (SoC)

1/ Оценка SoC с использованием метода напряжения разомкнутой цепи (OCV)

2/ Оценка SoC с использованием метода кулоновского подсчета

Сравнение химических элементов аккумуляторных батарей

Добавить комментарий Отменить ответ

Итоги