Выбор аккумулятора: Какой аккумулятор лучше для автомобиля?

Как выбрать зарядное устройство для аккумулятора?

1. 1. Заряжать аккумулятор можно максимальным ток до 30% от его номинальной емкости, а желательно 10%. Это означает, что то значение в Ампер-часах которое указано на аккумуляторе нужно разделить на 10 — получится ток заряда рекомендуемый, а максимальный разделить на 10 и умножить на 3. Пример, для аккумулятора 70 Ач ток заряда рекомендуемый будет 7А, а максимальный 21А. Максимальное значение в 30% допускается при выборе между время зарядки/ресурс аккумулятора.
   2. Не нужно гнаться за мощностью зарядки, лучше взять ток поменьше, но само зарядное устройство качественное. В этой статье описаны основные проблемы зарядных устройств . Именно поэтому, если у вас будет выбор между мощным или качественным, купите лучше качественное. Т.к. аккумуляторы бывают разряженными на 100% крайне редко. Основная задача зарядного устройства — это периодическое обслуживание и поддержание аккумулятора в заряженном состоянии. А это значит, что раз или два раза в год, необходимо производить профилактический заряда. И для этих целей Вам будет достаточен ток 2-5% от номинальной емкости, т.е. для аккумулятора 70А  это 2-4А. При этом, в случае, если Вам потребуется зарядить аккумулятор полностью, вы потратите на это не 10-12 часов, как с более мощным зарядным устройством, а 15-18 часов. Например, вы поставили на заряд аккумулятор в 18.00 и через 15 часов в 9.00 вы уже сможете воспользоваться им для запуска двигателя и поездки на автомобиле, а вечером повторить процедуру для уверенности в полной зарядке.

1. Зарядное устройство должно обеспечивать заряд современных аккумуляторных батарей. Существуют несколько типов аккумуляторных батарей для которых рекомендуются специальные режимы заряда. Это аккумуляторы AGM, EFB, Ca/Ca. Большинство зарядных устройство умеют заряжать и обслуживать только обычные аккумуляторы. Для AGM батарей рекомендуемое напряжение заряда не более 14.
   7В , а для Ca/Ca — в зависимости от того, что рекомендует производитель АКБ в своей документации. Подробнее описано в статье «как зарядить кальциевый аккумулятор»
2. Если вы все-таки решили заряжать кальциевый аккумулятор до повышенного напряжения 16В, то это стоит производить с обязательным контролем плотности и уровня электролита (для обслуживаемого аккумулятора) , т.к. в любом случае повышение напряжения выше 14.4В ведет к выкипанию электролита. Если батарея не обслуживаемая, то каждый заряд до 16В сопряжен со снижением срока службы АКБ. Да плотность увеличивается, но это связано с уменьшением воды — т.е. увеличением концентрации электролита. Такие «профилактические» заряды до 16В можно проводить, но раз в 7-12 месяцев. Зарядку до 14,4В можно проводить хоть каждый день. Поэтому зарядные устройства с напряжением 14,4В являются наиболее универсальными зарядками и подходят для повседневного использования, даже для AGM аккумуляторов и аккумуляторов специального назначения как Optima и Odyssey

Купить зарядные устройства для AGM, EFB, Ca/Ca аккумуляторов в нашем интернет-магазине

В корзину

₽17 190

В корзину

₽11 100

В корзину

₽15 990

В корзину

Зарядное устройство для кальциевых (16В) аккумуляторов — https://bscharger. ru/ 

Купить аккумуляторные батареи Odyssey в интернет-магазине

₽21 522

В корзину

₽21 672

В корзину

₽22 046

В корзину

₽19 804

В корзину

ODYSSEY® Extreme Series – это аккумуляторные батареи, разработанные и поставляемые компанией EnerSys® стартерного типа, которые обладают уникальными свойствами и эксклюзивными техническими характеристиками. Название данных батарей – это не просто красивая аллегория, а действительная, подтвержденная многими тестами, сущность данной серии аккумуляторов. Данные АКБ позволяют себя эксплуатировать в жестких экстремальных условиях.

Выбор аккумулятора для поломоечных машин

При выборе аккумулятора для поломоечных машин необходимо обратить внимание на следующие параметры:

Емкость. Измеряется в ампер-часах. Чем большей будет емкость, тем больше электричества накапливает аккумулятор и тем дольше будет работать механизм без необходимости подзарядки. Однако необходимо понимать, что емкий аккумулятор заряжается дольше и имеет большие габариты. Он может не поместиться в штатное посадочное место на клининговом оборудовании.

Количество циклов зарядки.

Аккумуляторы тягового типа, работающие в циклическом режиме, могут выдерживать от 400 и более циклов последовательного заряжания и глубокого разряда (до 80% ёмкости батареи). При покупке важно учитывать этот параметр вместе с ценой устройства. Часто более дорогая АКБ может эксплуатироваться дольше, что окупает сделанные при покупке вложения.

Порядок зарядки и технического обслуживания. Источники энергии для клининговой техники необходимо постоянно заряжать. Некоторые устройства требуют специального помещения для заряжания, где можно соблюсти правила техники безопасности. Кроме того, устаревшие и дешевые АКБ нужно обслуживать – контролировать уровень электролита и добавлять дистиллированную воду. Современные устройства хоть и стоят дороже, менее прихотливы в использовании.

Возможность эксплуатации в помещениях. Необходимо приобретать только те устройства, которые в процессе работы не выделяют опасных для человека химических элементов, так как техника для клининга постоянно используется внутри помещений.

Один из важнейших параметров – производитель. Большинство пользователей выбирают изделия раскрученных в нашей стране брендов, не обращая внимания на их эксплуатационные свойства. В результате сталкиваются с проблемами в эксплуатации и необходимостью частой замены АКБ. Покупать необходимо батареи проверенных производителей, которые беспокоятся о своей репутации и гарантируют качество продукции. Именно полная информация о заводе-производителе является гарантией бесперебойной и долгой работы АКБ.

Технология аккумуляторов.

Для установки в клининговую технику можно использовать три типа батарей:

WET –  устройства с жидким электролитом внутри. Выдерживают до 1000 циклов зарядки, но требуют сложного технического обслуживания и заряжания в специальном помещении с эффективным проветриванием.

При опрокидывании техники из этих АКБ может вытечь электролит, что опасно для окружающих.

AGM – устройства, в которых электролит абсорбирован в стекловолокно. Больше подходят для работы в буферном режиме, т.е. как источники бесперебойного (резервного) электропитания. В циклическом режиме выдерживают от силы 400 циклов заряда/разряда при DOD-75%.  Могут эксплуатироваться в наклонном и вертикальном положении и не требуют обслуживания.

GEL – оптимальный выбор для установки в клининговую технику. Электролит в этих аккумуляторах имеет гелевую консистенцию. Устройства также не требуют обслуживания, могут устанавливаться в любом положении. Выдерживают более 700 циклов зарядки с возможностью глубокого (до 80% емкости) разряда . Единственная особенность – необходимость использования качественных зарядных устройств.

Больше информации о потребительских свойствах тяговых аккумуляторов вы найдёте в этой статье. .. 

Приобрести аккумуляторные батареи, специально предназначенные для использования в клининговой технике, вы можете в компании «ПрофАКБ».

Шаг 6: Выбор аккумулятора | The UAV Chronicles

Аккумуляторная батарея является одним из наиболее важных и потенциально летучих компонентов БПЛА. При выборе батареи необходимо учитывать три важные характеристики: напряжение, максимальный ток разряда и емкость. Каждый параметр сильно зависит от химического состава батареи.

Часть 1: Конструкция батареи

На самом базовом уровне батарея состоит из двух отдельных материалов с разным количеством валентных электронов, которые действуют как электроды в дополнение к электролитическому буферу между двумя электродами. Батареи описываются комбинацией используемых элементов. Например, свинцово-кислотные аккумуляторы есть практически в каждом автомобиле. Никель-металлогидридные аккумуляторы — это обычные перезаряжаемые батареи, используемые в большинстве домашних хозяйств. Литий-ионные аккумуляторы используются в большинстве ноутбуков и телефонов. Наиболее распространенным типом аккумуляторов для БПЛА являются литий-полимерные (LiPo). Электроды изготовлены из графита и лития, а электролитом служит полимер. Пары электродов определяют диапазоны напряжения, которые может обеспечить батарея. Для элементов LiPo это примерно от 4,5 В до 3 В. Однако эти напряжения обычно недостаточны.

Для работы электроники БПЛА требуется постоянное напряжение, которое может превышать 4,5 В. Что еще более важно, двигатели нуждаются в более высоком напряжении (как описано ранее). Чтобы достичь этих напряжений, элементы необходимо соединить последовательно, чтобы отрицательные электроды соединялись с положительными, оставляя пустую пару электродов. Батареи LiPo можно купить как с одной ячейкой, так и с 10 ячейками. Например, батарея, продаваемая с 3 ячейками в серии, будет батареей 3S, а 4 ячейки в серии будут батареями 4S.

Полная энергоемкость батареи не менее важна, чем общее напряжение, которое она может обеспечить. Это выражается в ампер-часах (Ач) или миллиампер-часах (мАч). По сути, батарея емкостью 1 Ач может обеспечить 1 ампер электроэнергии в течение 1 часа. Батареи с большими размерами ячеек могут хранить больше энергии. Однако при последовательном соединении все ячейки должны иметь одинаковую емкость. Когда у любого из них заканчивается энергия, батарея перестает функционировать. Ячейки, соединенные параллельно (где подключены одинаковые электроды), увеличивают емкость, но не напряжение. Однако такое расположение батарей для БПЛА встречается редко.

Значение тока, которое может обеспечить батарея, имеет большое значение. Большие двигатели и БПЛА требуют большего тока. На это влияет конструкция клетки. Аккумуляторы имеют рейтинг c, который указывает, сколько тока батарея может обеспечить по отношению к емкости батареи. Аккумулятор емкостью 5 Ач с номиналом 10С может обеспечить силу тока 50 ампер.

При выборе батареи количество элементов должно обеспечивать достаточное напряжение для оптимальной работы БПЛА. C-рейтинг должен быть достаточно высоким, чтобы соответствовать требованиям двигателей. Емкость должна быть достаточно высокой, чтобы обеспечить достаточное время полета, но это должно быть сбалансировано с весом, который батарея большей емкости добавляет к БПЛА.

Аккумуляторы LiPo обычно используются, поскольку они могут обеспечить большую мощность по сравнению с их размером. У них есть один существенный недостаток: нестабильность. Они могут быть чувствительны к ударам, переразряду или чрезмерному заряду. При возникновении таких условий батареи могут воспламениться. Из-за этих недостатков все более популярным становится другой химический состав аккумуляторов, литий-железо-фосфат (LiFe). Он более долговечен, но имеет меньший диапазон напряжения. При хранении или зарядке аккумуляторов LiPo рекомендуется хранить их в огнеупорном контейнере. Ведутся споры о том, при каком напряжении хранить батареи. Общий совет состоит в том, что их следует хранить при номинальном (50%) напряжении, но этот совет оспаривается. Более продвинутые зарядные устройства будут иметь функции для зарядки или разрядки аккумулятора до этого номинального напряжения. Аккумуляторы также необходимо циклировать определенное количество раз, прежде чем они достигнут оптимальной эффективности, и некоторые зарядные устройства будут иметь возможность автоматически перезаряжать аккумулятор.

Часть 2: Анализ батареи

Теперь, когда мы изложили некоторые руководящие (и очень важные!) принципы для батарей, мы изложим наши соображения при выборе батареи. При рассмотрении нескольких параметров мы начнем с параметров, связанных только с оптимизацией, и закончим параметрами, которые необходимо проверить для обеспечения безопасности. Другими словами, мы объясним, как найти аккумулятор, который нам нужен, а затем расскажем, как убедиться, что этот аккумулятор можно безопасно использовать с нашим квадрокоптером.

Напряжение: Одна из первых вещей, которую нужно учитывать, это то, какое напряжение батареи нам нужно. Честно говоря, из того, что мы можем сказать, напряжение, которое вы выбираете для своей батареи, несколько произвольно. Но вот некоторые вещи, чтобы рассмотреть. Если вы хотите построить гоночный дрон, желательна батарея с более высоким напряжением, потому что она увеличивает максимальную скорость вашего дрона.

2. Если вы хотите максимизировать время полета, но не заботитесь о производительности, МОЖЕТ быть желательным более высокое напряжение, если вы можете соотнести некоторый уровень преимущества с вашей плотностью энергии или эффективностью.
3. Мы, вероятно, видели 3S и 4S (т.е. Xiro Xplorer или DJI Phantom) больше всего для больших квадрокоптеров, а затем 1S для маленьких квадрокоптеров (т.е. дронов, которые в основном считаются игрушками).

Мощность и плотность энергии: Вместо того, чтобы заниматься поиском оптимального напряжения, мы занимались поиском оптимальной емкости и плотности энергии. Поскольку электрическая мощность равна IV и, следовательно, накопленная энергия равна IVt (где t — время), то батарея 4S с некоторой емкостью, например, 4000 мАч, будет иметь больше энергии. (3/2)

Теперь, если энергия и вес увеличиваются линейно, мы могли бы получить такую ​​ситуацию.

Вы можете видеть, что справа от перекрестка вы действительно можете ТЕРЯТЬ полетное время. Однако из того, что мы видели, вы на самом деле получаете ПЛОТНОСТЬ энергии по мере увеличения емкости. Поэтому мы не ожидаем, что ситуация будет такой простой, как та, что представлена ​​выше благодаря Google.

Давайте копнем глубже. Вот график сравнения некоторых параметров для аккумуляторов 3S разной емкости. В этих расчетах предполагается, что вес квадрокоптера составляет 700 грамм, не включая батарею, что примерно соответствует тому, что мы разработали для нашего квадрокоптера.

Теперь мы скажем, рассматривая случай зависания, Мощность равна некоторой константе пропорциональности с (мы примем 1 для масштабируемости), умноженной на Тягу, возведенную в 3 раза пополам. И, конечно же, это предполагает, что все остальные параметры, начиная от плотности воздуха и заканчивая эффективностью двигателя, равны. Но при прочих равных это то, что видите.

Провал на кривой массы батареи связан с тем, что мы фактически нашли батарею с большей емкостью и меньшей массой — выброс в этих данных, который мы, тем не менее, хотели включить. Ключевым параметром, который мы хотели бы отметить на этом графике, является время полета. Обратите внимание, что когда мы учитываем все необходимые переменные (насколько нам известно), время полета увеличивается с увеличением емкости батареи. Тем не менее, кажется, что он также увеличивается с меньшей скоростью по мере увеличения размера батареи. Это снижение скорости изменения предполагает, что время полета может достичь пика при некоторой мощности, а затем фактически начать снижаться. Аккумуляторы 3S lipo обычно не превышают примерно 6000 мАч, поэтому мы не ожидаем значительного падения. Для справки позже, вот некоторые точки данных.

Теперь давайте посмотрим на график для 4S lipo аккумуляторов. 4S — это пол для более или менее «высокой емкости», поэтому в конце мы добавим батарею большой емкости, чтобы посмотреть, что произойдет.

Здесь мы видим более выраженное снижение скорости увеличения времени полета. Давайте посмотрим, что произойдет, если мы изменим вес на 300 г. Для больших батарей это будет просто крошечный квадроцикл, поднимающий ОГРОМНУЮ батарею по сравнению с этим, что довольно абсурдно, но давайте все равно посмотрим.

Здесь время полета действительно уменьшилось с батареи 4S 16000mAh до батареи 4S 20000mAh.

Теперь пойдем другим путем. Давайте посмотрим на 1500 г без учета батареи.

Здесь мы видим, что производительность немного улучшается от батареи к батарее. Но общее время полета страдает, потому что общий вес дрона, конечно, значительно тяжелее.

Суть в том, что, основываясь на результатах увеличения размера батареи по отношению к времени полета по мере увеличения размера батареи для заданного веса, вы можете в значительной степени выбрать самую большую батарею, которая разумно поместится на вашем квадрокоптер в чтобы максимально увеличить время полета. Небо — это предел, как это было, и вам, скорее всего, придется иметь дело с физическими ограничениями, прежде чем вам придется иметь дело с ограничениями по весу.

Совместимость двигателей: Последняя тема, которую мы хотели бы затронуть при выборе аккумулятора, — это его совместимость с выбранным вами двигателем. Сначала убедитесь, что двигатель рассчитан на работу с любым напряжением батареи, которое вы выберете. И, наконец, учитывайте эффективность двигателя при работе с этой батареей. Мы не будем делать вид, что полностью понимаем, насколько эффективность двигателя может варьироваться в зависимости от напряжения батареи, кроме предположения, что напряжение батареи (в ее разряженном состоянии) должно быть как можно ближе к напряжению, необходимому для создания удвоенной тяги при зависании (при условии, что вы выстрелили для максимальное отношение тяги к весу 2/1) является наиболее эффективным, поскольку для него потребуется наименьшая ШИМ. И в целом это будет зависеть не только от рассматриваемого двигателя, но и от того, какой винт он вращает. Более короткие пропеллеры, требующие более высоких скоростей вращения, будут стремиться к более высокому напряжению (и, следовательно, батареям с более высоким напряжением по этой логике), а более длинные пропеллеры будут иметь тенденцию к более низкому напряжению (и, следовательно, к батареям с более низким напряжением по этой логике). Это наш удар в этом. Суть здесь в том, что батарея должна обеспечивать напряжение, необходимое для максимальной тяги, независимо от желаемого отношения максимальной тяги к весу.

Цена: Все вышеперечисленное может легко зависеть от цены. Мы просто проиллюстрируем, сказав, что вы, вероятно, не захотите увеличивать стоимость дрона, скажем, с 200 до 400 долларов, чтобы увеличить время полета с 13 до 15 минут.

Первоначальная проверка при выписке и план окончательной проверки: Последняя тема, которую мы хотели бы затронуть, — это проверка того, что ожидаемый максимальный ток разряда батареи не превышает номинальный допустимый ток разряда. Помните, что максимальный номинальный ток для разряда в устойчивом состоянии равен числу C, умноженному на ток-время емкости. Например, батарея 10C емкостью 5200 мАч может непрерывно разряжаться до 52 А. Это важное соображение, когда вы строите более крупные дроны. Вам нужна либо батарея большей емкости, либо более высокий рейтинг C, так как дрон становится тяжелее, потому что для вращения пропеллеров потребуется больше тока для батареи данного напряжения. Помните из анализа двигателя, что ток необходим для создания крутящего момента. Большие пропеллеры потребуют большего крутящего момента и, следовательно, тока. Не забудьте рассмотреть вашу электронику. Скорее всего, они вообще не будут потреблять очень много тока, но все хорошие конструкции покрывают их основы. Было бы настоящим позором повредить аккумулятор, потому что электроника потребляла ток, который ломал спину верблюда. Наконец, если вы еще не прикрепили свою электронику к этому моменту (мы рассмотрим электронику в следующем разделе), просто запланируйте оставить буфер. Если вы планируете построить квадрокоптер только с самым необходимым для полета (без fpv или оборудования для видеосъемки), то вы, вероятно, не будете потреблять больше 10 Вт (около 1 ампера для батареи 3S) по консервативной оценке. По нашим оценкам, наша текущая фаза 1 (только управление полетом) потребляет порядка половины ампера для всей электроники вместе взятых.

Каковы критерии выбора батареи для конструкции с низким энергопотреблением?

Батарея представляет собой электрохимическое устройство, которое может накапливать энергию в виде химической энергии. Это преобразуется в электрическую энергию, когда батарея подключена к цепи из-за потока электронов из-за определенного размещения химических веществ. Для получения дополнительной информации о том, как работают батареи, вы можете прочитать статью, которую мы уже рассмотрели: Знакомство с батареями и их типами.

Батарея не является идеальным конечным источником питания. Энергия, хранящаяся в полностью заряженной батарее, не может быть передана в цифровую схему в полном объеме, потому что количество энергии, которую может обеспечить батарея, зависит от тока, потребляемого самой батареей. Другими словами, чем выше ток разряда, тем выше расход энергии батареи.

Например, щелочные батареи обычно имеют срок службы от семи до 10 лет. Литиевые батареи BR и CR могут работать от 10 до 15 лет, а литий-тионилхлоридные батареи могут работать более 20 лет.  

Общие термины
Прежде чем двигаться дальше, мы должны знать следующие термины.

• Номинальное напряжение: Напряжение полностью заряженного элемента между положительной и отрицательной клеммами аккумулятора.
• Энергия/Емкость батареи: Энергия, запасенная в батарее, называется емкостью батареи.
• Плотность энергии: Плотность энергии — это мера того, сколько энергии содержит батарея по отношению к ее весу. Чем выше плотность энергии батареи, тем дороже технология батареи.
• Скорость саморазряда: Батареи не вечны. Даже если они остаются неиспользованными, электрохимические реакции все равно происходят, медленно естественным образом разряжая батарею. Этот процесс называется скоростью саморазряда.
• Срок годности: Срок годности батареи — это время, в течение которого батарея может храниться без потери своей емкости.
• Срок службы батареи: Время работы от полностью заряженной батареи в мАч.

Расчет срока службы батареи
Срок службы батареи можно рассчитать, используя номинальный входной ток батареи и ток нагрузки цепи. Срок службы батареи обратно пропорционален току нагрузки, что означает, что он будет высоким, когда ток нагрузки низкий, и будет низким, если ток нагрузки высокий.

Емкость батареи можно измерить по следующей формуле:
Срок службы батареи = емкость батареи (мАч)/ ток нагрузки (мА) * 0,9 внешние факторы, которые могут повлиять на срок службы батареи.

Например, аккумулятор емкостью 2500 мАч (2,5 Ач) с устройством, потребляющим 500 мА (0,5 А), у вас есть:
2,5 Ач/0,5 А * 0,9 = 4,5 часа

Классификация аккумуляторов
Существует две классификации аккумуляторов:

Основная батарея. Первичные батареи широко известны как сухие элементы. Первичная батарея — удобный источник питания для портативной электроники и устройств. Они относятся к типу, который «выбрасывается сразу после разрядки». Эти батареи в основном являются источником питания постоянного тока. Ключевыми особенностями первичных батарей являются недорогие, легкие, удобные в использовании и не требующие обслуживания.

Примерами являются угольно-цинковые элементы, батареи с деполяризацией металл-воздух и щелочные элементы на основе цинка-диоксида марганца. Наиболее распространенными первичными батареями являются щелочные батареи 1,5 В (AA, AAA, AAAA, C, D, 9).В).

По химическому составу первичные батареи бывают следующих типов:

По номенклатуре первичные батареи бывают следующих типов.

Батарейки AA
Батарейка AA представляет собой одноэлементную цилиндрическую сухую батарею стандартного размера . Это чрезвычайно распространенная батарея, которая производится многими брендами, такими как Toshiba, Duracell и т. д. Она имеет размеры 50,5 мм в длину и 14,5 мм в диаметре.

Рис. 1 Батарейка АА

 

 

Батарейки ААА
Батарейки ААА меньше по размеру по сравнению с АА, но их емкость намного выше, чем у ААА. Он имеет размеры 44,5 мм в длину и 10,5 мм в диаметре.

Рис. 2 Батарея AAA

 

 

Батарейки AAAA
Батарея AAAA весит на 43 % меньше, на 402 % тоньше и тоньше, чем батарея AAAA. Батарея AAAA имеет длину 42,5 мм и диаметр 8,3 мм. Эти батареи также классифицируются как LR8D425 по IEC и 25A по ANSI/NEDA.

Рис. 3 Батарея AAAA

 

Батарейки C
Батареи C — это широко используемый тип сухих батарей, который обеспечивает надежную и длительную зарядку устройств со средним и высоким энергопотреблением. . Его размеры 500 мм x 26,3 мм.

Батареи D
Батареи D представляют собой большие цилиндрические одноразовые элементы, которые используются для приложений, потребляющих время от времени энергию. Они больше, чем сухие ячейки C. Стандартный размер батареи D имеет приблизительную длину от 58,0 до 61,50 мм.

Рис. 5 D Батарея

Батарея 9 В
Эта батарея имеет прямоугольную форму и имеет защелкивающиеся разъемы в верхней части батареи. Самая распространенная батарея на 9 В в этой линейке обозначается как батарея PP3.

Рис. 6 Батарея 9 В

Батарейки CR123A
Это батарея с цилиндрическими ячейками, которая широко используется для самых разных целей, от медицинских устройств до военной техники. Их обычно называют батареями 123. Высота 34 мм, диаметр 17 мм.

Рис. 7 Батарея CR123A

Батарейки 23A
Батарея A23 имеет цилиндрическую форму и примерно две трети длины батареи AAA. Его размеры составляют 28,2 мм в длину и 10,0 мм в диаметре. Аккумулятор A23 представляет собой 8-элементное устройство с номинальным напряжением 12 В.

Рис. использует литиевую химию. Известно, что по сравнению с обычными батареями AA и AAA литиевые батареи CR2032 обеспечивают более эффективную и стабильную мощность.

Рис. 9 Батарея CR2032

Дополнительная батарея
Дополнительная батарея перезаряжается от электричества. Наиболее распространенной вторичной батареей является свинцово-кислотная батарея, используемая в автомобилях. Примерами являются никель-кадмиевые, никель-металлогидридные и литиевые батареи .

Свинцово-кислотный
Этот аккумулятор состоит из диоксида свинца на аноде и матрицы или губки свинца на катоде. Электролит может быть жидким (серная кислота и дистиллированная вода) или пастообразным или гелевым с клапаном, регулирующим давление.

Рис. 10 Свинцово-кислотная батарея

Никель-кадмиевая батарея
Никель-кадмиевая батарея состоит из кадмиевого анода и катода из гидроксида никеля. Электролит состоит из гидроксида калия. Техника зарядки для этой батареи – постоянным током, так как нет прямой зависимости между напряжением и уровнем заряда.

Рис. 11 Никель-кадмиевая батарея

Никель-металлогидридная
Это батарея, состоящая из анода из гидроксида никеля и катода из гидрида металла. Является модификацией или усовершенствованием никель-кадмиевой батареи. Основные характеристики можно увидеть в таблице ниже.

Рис. 12 Никель-металлогидридная батарея

 

Сульфид натрия
Этот тип батареи с новой технологией имеет серный анод и натриевый катод. Электролит представляет собой керамическое соединение оксида алюминия, используемое в качестве сепаратора и электролита.

Рис. 13 Натриево-сульфидная батарея

 

Литий-ионная
Литий-ионные батареи основаны на соединениях с литием в обоих электродах, как правило, с графитом в катоде и литием в аноде. Процесс заряда-разряда основан на внедрении-извлечении ионов лития, что приводит к преобразованию химической энергии в электрическую.

Рис. 14 Литий-ионный аккумулятор

 

Литий-полимерный
Литий-полимерный аккумулятор является усовершенствованием или модификацией литий-ионного аккумулятора, но его основная характеристика заключается в том, что электролит представляет собой твердый полимер, позволяя создавать крошечные батареи, потому что твердый электролит занимает меньше места, чем жидкий электролит.

Рис. 15 Литий-полимерный аккумулятор

Аккумулятор
Рассмотрим пример. У нас есть три случая:

1-й случай: Выберите батарею для пульта телевизора, которая должна работать в течение 1 года и потреблять очень мало энергии.

Итак, в этом случае, скажем, ИК-светодиод в пульте должен иметь срок службы батареи 1 год. Предположим, что человек нажимает на пульт 100 раз в день, и каждый клик занимает 100 мс. Общее время удаленного использования составит 10000 мс в день. Возьмем аккумулятор на 100 мАч.

Срок службы батареи = емкость батареи (мАч)/ ток нагрузки (мА) * 0,9
Срок службы батареи = 100 (мАч) / 20 (мА) * 0,9
Срок службы батареи = 4,5 часа = 16 200 000 мс
Общее количество дней = 16 200 000   мс / 10000 мс = 1620 дней
Количество лет работы батареи = 1620 / 365 = 4,4 года более четырех лет. Следовательно, мы можем рассматривать батареи АА, ААА или АААА с емкостью меньше или равной 100 мАч.

2-й случай: Выберите батарею для ЭКГ-диагностики коронарных артерий, чтобы ее можно было перемещать вместе с пациентом и чтобы она всегда была включена для отображения жизненно важных органов пациента.

Давайте рассмотрим пример устройства IoT, которое измеряет биосигналы. Он потребляет 77 мА при напряжении 3,8 В. Перед разрядкой он должен работать непрерывно около шести часов.

Срок службы батареи = Емкость батареи (мАч) / Ток нагрузки (мА) * 0,9
Срок службы батареи = 100 (мАч) / 20 (мА) * 0,9
6 часов = Емкость батареи / 77 мА * 0,9
Емкость батареи = 513 мАч

В этом случае мы выберем вторичные батареи, такие как литий-ионные батареи и никель-кадмиевые батареи, которые можно использовать и емкость которых должна быть более 513 мАч.

3-й случай: Мы хотим выбрать батарею, которая должна работать долго, около 10 лет, и потреблять умеренную мощность.

Рассмотрим пример пожарной сигнализации с нагрузкой в ​​режиме ожидания 250 мА, нагрузкой сигнализации 750 мА и периодом ожидания 24 часа с 30 минутами в состоянии тревоги:
Мощность = [(Ток нагрузки в режиме ожидания x Время тока нагрузки в режиме ожидания) + 1,75 x (Аварийный ток нагрузки x Время аварийного тока нагрузки)] x1,25
       Емкость = 1,25((24 x 0,25) + 1,75(0,75 x 0,5))
       = 1,25((6 + 0,66))
= 8,32 А-ч

Исходя из этого результата, для поддержания этой системы в течение требуемого периода времени потребуется как минимум батарея емкостью 9 А-ч.

Для этого случая подберем первичные аккумуляторы, срок годности которых должен быть около 10-15 лет и емкостью 9Ач. Таким образом, мы можем выбрать любой аккумулятор из литий-тионилхлоридного состава, мощность которого соответствует нашим требованиям.

Ключевые соображения
Мы всегда должны знать пиковый ток (это максимальное количество тока, которое выходной сигнал способен обеспечить в течение коротких периодов времени) устройства, поскольку среднее потребление тока не влияет на батарею. Однако пиковый ток может отрицательно сказаться на фактической емкости батареи, особенно если между периодами сильноточной разрядки (пример: пробуждение микроконтроллера) недостаточно времени, чтобы дать батарее отдохнуть (пример: спящий режим микроконтроллера) и восстановиться. .

Чтобы избежать этих периодов разряда с высоким током, вы должны использовать достаточно большой конденсатор для подачи тока на устройство, когда MCU активен. Пока устройство находится в спящем режиме, батарея заряжает конденсатор, а когда устройство становится активным и требует высокой скорости разряда, этот конденсатор будет обеспечивать ток для устройства. Таким образом, батарея не будет испытывать периоды высокой скорости разряда, и эффективность батареи может быть повышена.