Главная » Разное » Формула емкости аккумулятора: Онлайн-калькулятор времени разряда и работы аккумулятора

Формула емкости аккумулятора: Онлайн-калькулятор времени разряда и работы аккумулятора

| – Комментировать

Содержание

Емкость аккумулятора — что это такое?



1. Емкость аккумулятора – самая важная техническая характеристика аккумулятора

 

Емкость аккумулятора показывает, сколько времени аккумулятор сможет питать подключенную к нему нагрузку. Обычно емкость аккумулятора измеряется в ампер-часах, а для небольших аккумуляторов – в миллиампер-часах.

Сама единица измерения показывает, что емкость аккумулятора является произведением постоянного тока разряда аккумулятора (в амперах, иногда в миллиамперах) на время разряда (в часах):

Е [А * час] = I [А] х T [час]

 

2. Емкость аккумулятора и энергия

 

Вопреки расхожему мнению, емкость аккумулятора не характеризует полностью энергию аккумулятора, т.е. энергию, которая может быть накоплена в полностью заряженном аккумуляторе. Ведь чем больше напряжение аккумулятора, тем больше накопленная в нем энергия. В самом деле, электрическая энергия равна произведению напряжения на ток и на время протекания тока:

 [Дж]= I [А] х U [В] х T [с]

Следовательно, энергия аккумулятора для ИБП равна произведению его емкости на номинальное напряжение:

W [Вт*час]= E [А*час] х U [В]

 

3.

Емкость и энергия аккумуляторной батареи

 

Если несколько аккумуляторов одной емкости соединены последовательно, то емкость получившейся аккумуляторной батареи равна емкости входящих в батарею аккумуляторов. А энергия аккумуляторной батарея является произведением энергии одного аккумулятора на число аккумуляторов.

 

4. Емкость аккумулятора и заряд (заряженность)

 

Иногда путают емкость аккумулятора и заряд (заряженность) аккумулятора.  Емкость показывает потенциал аккумулятора, то, сколько времени он сможет питать нагрузку, если будет полностью заряжен.

Можно провести аналогию со стаканом воды. Емкость (объем) стакана не изменяется в зависимости от того, полный он или пустой. Так и с аккумулятором – в заряженном и разряженном состоянии аккумулятор имеет одну и ту же емкость.

5. Какие еще бывают характеристики емкости свинцового аккумулятора?

 

Энергетическая емкость [Вт/элемент]

Характеристика аккумулятора, показывающая способность аккумулятора разряжаться в режиме постоянной мощности в течение определенного небольшого времени (обычно 15 минут).

Эта характеристика распространена в США, но постепенно распространяется и среди производителей AGM аккумуляторов из других стран. Приближенно оценить емкость аккумулятора в ампер-часах по его энергии в Вт/эл (15 мин) можно по формуле:

Е [А*час] = W [Вт/эл] / 4

 

Резервная емкость

Характеристика автомобильного аккумулятора, показывающая его способность питать электросистему движущегося автомобиля, если генератор автомобиля не работает. Измеряется в минутах разряда аккумулятора током 25 А. Распространена в США (reserve capacity). Приближенно оценить емкость аккумулятора в ампер-часах по его резервной емкости в минутах можно по формуле:

Е [А*час] = T [мин] / 2

 

6. От чего зависит емкость аккумулятора?

 

Ток разряда

Обычно производитель назначает номинальной емкость свинцового аккумулятора для UPS при длительных (10, 20 или 100 часов) разрядах. Емкость аккумулятора при таких разрядах обозначается как С

10, С20 или С100. Мы можем рассчитать ток, протекающий через нагрузку при 20-часовом (например) разряде – I20:

I20 [А] = Е20 [А*час] / 20[час]

Значит ли это, что при 15-минутном (1/4 часа) разряде ток будет равен Е20 х 1/4 ? Нет, это не так. При 15-минутном разряде емкость свинцового аккумулятора обычно составляет чуть менее половины номинальной емкости. Поэтому и ток I0.25 не превышает Е20 х 2. Т.е. ток разряда и время разряда свинцового аккумулятора не пропорциональны друг другу.

 Зависимость времени разряда от тока разряда близка к степенной. Распространена, в частности, формула (закон) Пейкерта (Пекерта) – по имени немецкого ученого Peukert. Пейкерт установил, что:

I p * T = const

Здесь p – число Пейкерта – показатель степени, постоянный для данного аккумулятора или типа аккумуляторов. Формула Пейкерта действует и для современных герметичных свинцовых кислотных аккумуляторов.

Для свинцовых аккумуляторов число Пейкерта обычно изменяется от 1.15 до 1.35. Величину константы в правой части уравнения можно определить по номинальной емкости аккумулятора. Тогда, после нескольких преобразований, получим формулу для емкости аккумулятора E при произвольном токе разряда I:

Е = Eн * (Iн / I)p-1

 Здесь Eн – номинальная емкость аккумулятора, а Iн – ток разряда, при котором задана номинальная емкость (обычно ток 20-часового или 10-часового разряда).

 

Конечное напряжение разряда

По мере разряда напряжение на аккумуляторе падает. При достижении конечного напряжения разряда аккумулятор отключают. Чем меньше конечное напряжение разряда, тем больше емкость аккумулятора. Производитель аккумулятора устанавливает минимальное допустимое конечное напряжение разряда (оно зависит от тока разряда). Если напряжение аккумулятора становится меньше этой величины (глубокий разряд), аккумулятор может выйти из строя.

 

Температура

При повышении температуры от 20° до 40°С емкость свинцового аккумулятора возрастает примерно на 5%. При уменьшении температуры от 20° до 0°С емкость гелевого аккумулятора уменьшается примерно на 15%. При уменьшении температуры еще на 20°, емкость аккумулятора падает еще на 25%.

 

Износ аккумулятора

Емкость свинцового аккумулятора в состоянии поставки может быть чуть больше или чуть меньше номинальной емкости. После нескольких циклов разряд-заряд или нескольких недель пребывания под «плавающим» зарядом (в буфере) емкость аккумулятора увеличивается. При дальнейшей эксплуатации или хранении аккумулятора емкость аккумулятора падает – аккумулятор изнашивается, стареет и в конце концов должен быть заменен новым аккумулятором.

 

7. Как проверить емкость свинцового аккумулятора?

Классическим методом проверки аккумулятора является контрольный разряд. Аккумулятор заряжают, а затем разряжают постоянным током, регистрируя время до конечного напряжения разряда. Дальше определяют остаточную емкость аккумулятора по формуле:

Е [А*час]= I [А] * T [час]

Ток разряда обычно выбирают таким, чтобы время разряда примерно соответствовало 10 или 20 часам (в зависимости от того, для какого времени разряда указана номинальная емкость аккумулятора). Теперь можно сравнить остаточную емкость аккумулятора с номинальной емкостью. Если остаточная емкость составляет менее 70-80% номинальной емкости, аккумулятор выводят из эксплуатации, потому что при таком износе, дальнейшее старение аккумулятора будет происходить очень быстро.

 

Для быстрого теста аккумуляторов сейчас существуют специальные приборы, которые позволяют проверить емкость аккумулятора за несколько секунд.

 

 Пульсар Лимитед – Энергия для Лучшей Жизни!


Расчет реальной емкости аккумулятора в зависимости от нагрузки

Для указания номинальной емкости производители используют расчет выдаваемого аккумулятором тока в течении стандартного времени (если не указано значение этого времени в спецификациях, то оно обычно равно 20 часам для больших аккумуляторов). То есть, если в маркировке аккумулятора указано, что его емкость равна 100А*ч, то это означает, что он может питать нагрузку током 5А в течение 20 часов.

Все бы было хорошо, но имеется одна не очень приятная закономерность: чем больше нагрузка на аккумулятор, тем меньше процент отдаваемой емкости (аккумулятор 100А*ч может выдавать ток 100А не в течении 1 часа, а в течение намного меньшего времени – очень может быть, и 30 минут).

Причина этого явления связана с тем, что внутри аккумулятора ток течет благодаря ионной проводимости. Если ионная проводимость электролита достаточно высока и не несет особого значения, то процесс переноса ионов внутри пластин аккумулятора и преодоление ими фазового раздела поверхность электрода/электролит происходит достаточно медленно. То есть при быстром разряде какая-то часть ионов не успевает выйти из электрода в электролит (или войти из электролита в электрод) за время разряда, что ограничивает выдаваемую аккумулятором емкость.

Математическая модель этого процесса была описана в 1897 году Пекертом (Peukert). Он эмпирически установил, что отношение между разрядным током I и временем разряда аккумулятора T (от полностью заряженного к полностью разряженному) представляет собой константное отношение, и может быть описано формулой:

Cp = In * T

где Cp – емкость Пекерта (константное отношение для данного аккумулятора), а n – экспонента Пекерта. Экспонента Пекерта всегда больше единицы, чем больше n, тем меньше способность аккумулятора отдавать полную емкость при повышенной нагрузке. Наименьшее значение экспоненты Пекерта имеют литий-железные, литий-марганцевые, литий-полимерные и свинцово-кислотные аккумуляторы с электродами рулонного типа. Одно из самых больших значений n у недорогих тяговых свинцово-кислотных батарей.

Экспонента Пекерта обычно расчитывается на основании измерения времени полного разряда (T1 и T2) для двух разных токов(I1 и I2). Для приблизительных расчетов можно использовать таблицы или графики разрядки, предоставляемые производителем аккумулятора. Так как C

p – константа, мы можем записать такое уравнение:

Cp = I1n * T1 = I2n * T2

преобразуя выражение, получаем формулу расчета экспоненты Пекерта:

n = log(T2/T1)/log(I1/I2)

Основываясь на знании значений экспоненты Пекерта и емкости Пекерта можно рассчитывать время работы аккумулятора при определенной нагрузке:

T = Cp/In

Существующие продвинутые мониторы состояния батарей (в составе системы управления батареей, BMS) в своих расчетах, скорее всего, используют данные уравнения. Однако, все не так просто: обычно потребляемый ток меняется во времени, бывают длительные перерывы в работе аккумулятора, а также константные значения емкости и экспоненты Пекерта меняются в процессе работы аккумулятора (и их приходится время от времени пересчитывать для получения реальных показаний монитора). Это особенно ярко видно на примере «цифрового эффекта памяти» в литий-ионных батареях для ноутбуков – при эксплуатации в условиях частичного заряда/разряда отмечается постепенное уменьшение времени работы от аккумуляторной батареи, из-за несоответствия оставшейся емкости, рассчитанной системой управления батареей, реальной. Эффект «цифровой памяти» нивелируется полным зарядом с последующим полным разрядом аккумулятора раз в 30-50 циклов (ноутбуки необходимо разряжать при входе в настройки BIOS, после отключения из-за разряда аккумулятора сразу же зарядить).

Описанная выше система мониторинга достаточно сложна, и многие производители BMS, возможно, довольствуются измерением скорости падения вольтажа на аккумуляторе в процессе разряда. Для систем с примерно постоянной во времени нагрузкой эти BMS должны давать достаточно точные результаты, и, в то же время, могут усиливать эффект «цифровой памяти» при неравномерном потреблении тока.

Я так много описывал феномен уменьшения емкости батареи при разряде большими токами, что чуть было не упустил вопрос, который задал бы мне пытливый читатель: «А куда девается та емкость, которая не была отдана аккумулятором?» Ответ простой: «Остается в аккумуляторе…» То есть, если батарея 100А*ч полностью разрядилась под нагрузкой 50А за час, то и при заряде она потребит около 50А*ч. Если батарея 100А*ч, полностью разряженная током 50А за час, постоит несколько часов, то постепенно восстановится утраченная емкость (за счет диффузии ионов в электродах аккумулятора), и из нее можно будет извлечь еще немного ампер-часов.

Этот эффект обычно используют владельцы электромобилей с недорогими тяговыми свинцово-кислотными аккумуляторами – когда аккумулятор сильно разряжен, а надо проехать еще приличное расстояние, электромобиль останавливают на обочине и ждут какое-то количество времени, пока не восстановится емкость батареи (время достаточно приличное, чтобы на практике усвоить основы философии дзен-буддизма). После совмещения приятного с полезным, можно двигаться дальше до следующей вынужденной стоянки, пока не исчерпается реальная емкость батареи. Эта же причина стоит во главе того факта, что гольф-кары, с их низкой скоростью, могут проехать намного большее расстояние, чем электромобиль с аккумулятором подобной емкости, но едущий с большей скоростью (при езде в реальных условиях также сильно влияет возрастание сопротивления воздуха движению при больших скоростях). То есть, если хочется осваивать дзен-буддизм во время езды в электромобиле на дальние расстояния, то ехать придеться тихо, чтобы дальше быть.

Надеюсь, эта информация была полезной читателю, и будет полезной в будущем. Знание закономерности зависимости емкости аккумулятора от тока разряда позволяет планировать необходимую емкость и тип аккумуляторов на борту электромобиля (или другого автономного мощного потребителя электричества). В настоящее время штудитую JavaScript, и, надеюсь, скоро на нашем горячо любимом сайте появится калькулятор батарей, благо в программировании я не новичок. .. Да, пора прощаться… Заходите еще!!!

Copyright © Дмитрий Спицын, 2007.

Расчёт емкости аккумуляторов

Независимо от типа или варианта соединения, аккумуляторы имеют способность накапливать определённое количество электрической энергии, которая называется ёмкость аккумулятора. Расчёт потребляемой мощности обычно считаем в ваттах, а количество потребляемой энергии в киловатт-часах. Попробуем рассчитать необходимую ёмкость аккумуляторов на конкретном примере.

Предположим, что расход электрической энергии согласно показаниям счётчика равен 100 кВт.ч. Если, при использовании альтернативного источника энергии мы хотим иметь запас энергии, например, на 3 дня, то аккумуляторы должны будут обеспечить энергией в количестве 10 кВт.ч. Но, ёмкость аккумуляторов обозначается в ампер-часах. Необходимо перевести ампер-часы в киловатт-часы. Количество запасённой аккумулятором энергии зависит не только от ёмкости в ампер-часах, но и от напряжения аккумулятора. Для пересчёта умножаем суммарную ёмкость всех работающих аккумуляторов в ампер-часах, на рабочее напряжение аккумулятора (не путать с напряжением холостого хода заряженного аккумулятора). Предположим, что у нас имеется аккумулятор на рабочее напряжение 12 В и ёмкостью 100 А.ч. Тогда количество запасённой энергии у заряженного аккумулятора будет равно:

P = Q · V = 100 · 12 = 1200 Вт.ч = 1,2 кВт.ч

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

Где E – необходимая общая ёмкость аккумуляторов в А.ч.;

Q – количество энергии, которое можно получить от аккумуляторов в Вт.ч.;

V – напряжение каждого из аккумуляторов;

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

Коэффициент использования ёмкости, кроме того, что учитывает, какую часть ёмкости от аккумулятора мы намерены использовать, должен учитывать потери в преобразователе напряжения, если такой имеется, а также учитывать снижение ёмкости аккумулятора со временем и выбирается также с учётом режима работы. Если аккумулятор работает как резервный источник, например, в пожарной сигнализации или подобных устройствах, где очень редко могут быть циклы разряда, то такой аккумулятор можно разряжать практически полностью. У него потери ёмкости увеличиваются со временем по мере старения аккумулятора, а не от большого количества разрядов. Такой аккумулятор рекомендуется менять, когда его ёмкость уменьшится на 20%. Тогда для этого режима работы в формулу подставляем коэффициент 0,8.

Если аккумулятор работает в паре с ветряком, где часто применяются режимы разряда, то рекомендую при расчёте использовать меньшее значение этого коэффициента. При значении этого коэффициента 0,4., с учётом старения аккумулятора и небольших потерь, которые имеет импульсный преобразователь, разряд аккумуляторов составит примерно 50% от паспортной номинальной ёмкости.

При использовании нескольких аккумуляторов количество запасённой в них энергии не зависит от того, какое используется соединение аккумуляторов, последовательное, параллельное или смешанное. Поэтому в формулу определения необходимой ёмкости аккумуляторов, подставляем напряжение одного аккумулятора с учётом того, что в батарее необходимо использовать одинаковые по характеристикам аккумуляторы.

Разобравшись с теорией, можно определить необходимую ёмкость аккумуляторов по заданным параметрам. Для того, чтобы определить, какую ёмкость можно отобрать от аккумуляторов, чтобы получить электрическую энергию в количестве 10 кВт.ч. (10000 Вт.ч.), делим это количество энергии на рабочее напряжение каждого аккумулятора равное 12 В. В результате получаем, что надо отобрать 833 А.ч. от имеющейся ёмкости аккумуляторов. Если применить коэффициент использования ёмкости равный 0,4., учитывающий то обстоятельство, что недопустимо часто полностью разряжать кислотные аккумуляторы, то получаем значение необходимой установленной ёмкости аккумуляторов равное 2 083 А.ч.

Если нагрузка подключена непосредственно (без преобразователя) к одиночному аккумулятору и величина потребляемого тока не меняется, то время работы от аккумулятора можно определить в часах, разделив значение отбираемой ёмкости на потребляемый от аккумуляторов ток. При больших потребляемых токах реальная ёмкость аккумулятора будет меньше паспортной. Для ответственных потребителей необходима периодическая проверка емкости аккумуляторов.

Что такое емкость АКБ. Как определить ёмкость батареи » ООО ПУЛЬСАР

Что такое ёмкость аккумулятора Определение ёмкости батареи

1. Ёмкость – это наиболее важная техническая характеристика АКБ

Значение ёмкости показывает количество времени, в течение которого аккумулятор сможет питать подключенную к нему нагрузку. Чаще всего его ёмкость определяется в ампер/часах, а для маленьких аккумуляторов в миллиампер/часах.

Сама же единица измерения ёмкости равна такому значению: сила постоянного тока батареи (указанная в амперах либо миллиамперах), умноженная на время разряда в часах. Вот точная формула ёмкости аккумулятора:

Е [А * час] = I [А] х T [час]

2. Энергия и ёмкость аккумулятора

Бытует ошибочное мнение, что ёмкость АКБ равна энергии батареи, то есть количеству той энергии, которую может вместить полностью заряженный аккумулятор. Это мнение основывается на том, что уровень напряжения аккумулятора указывает на количество накопленной энергии. Но это не совсем верно! Ведь показатель электроэнергии равен произведению напряжения на ток и на время движения тока:

[Дж]= I [А] х U [В] х T [с]

Исходя из этого следует понимать, что энергия батареи для ИБП равна значению ёмкости аккумулятора умноженного на номинальное базисное напряжение:

W [Вт*час]= E [А*час] х U [В]

3. Ёмкость и энергия АКБ

Когда несколько аккумуляторов с одинаковой ёмкостью соединяют между собой последовательно, то ёмкость полученной АКБ будет равна общей ёмкости используемых аккумуляторов. В то время как энергия этой АКБ равна: энергия одного аккумулятора умноженная на количество применяемых аккумуляторов.

4. Ёмкость и заряд аккумулятора

Зачастую некоторые потребители путают ёмкость батареи и её заряженность. Показатель ёмкости – это потенциал батареи, другими словами время, в течение которого аккумулятор сможет питать нагрузку при полной разрядке.

Если рассмотреть на примере стакана воды, то ёмкость (то есть объём стакана), никак не изменится от количества налитой в него воды. То же самое и с аккумуляторами! Значение их ёмкости всегда одинаковое, и в разряженном и в заряженном состоянии.

 

 

5. Дополнительные параметры ёмкости свинцовых АКБ

Энергетическая ёмкость [Вт/элемент] – этот показатель отражает способность батареи разряжаться на протяжении определенного времени (чаще всего 15 мин) при постоянном уровне мощности. Такую характеристику используют в основном американцы, но в последние годы этот показатель распространен и у изготовителей AGM аккумуляторов в других странах. Чтобы примерно рассчитать ёмкость батареи в ампер/часах по показателю энергии в ВТ/эл (15 мин), применяют такую формулу:

Е [А*час] = W [Вт/эл] / 4

Резервная ёмкость – это показатель автомобильного аккумулятора, характеризующий возможность батареи производить питание всей электросистемы движущейся машины, при условии, когда генератор авто не работает. Измеряется этот параметр током 25 А в минутах разряда батареи. Такой показатель больше распространен на территории Америки. Чтобы примерно определить ёмкость батареи в ампер/часах по её резервной ёмкости в минутах, применяют такую формулу:

Е [А*час] = T [мин] / 2

6. От чего зависит ёмкость аккумулятора

Ток разряда

Как правило, изготовители указывают номинальную базисную ёмкость свинцовой АКБ для UPS при длительных разрядах (10, 20 либо 100 часов). При этом ёмкость будет иметь следующие обозначения: С10, С20 либо С100. Возьмем, к примеру, нагрузку при 20-ти часовом разряде и рассчитаем протекающий ток:

I20 [А] = Е20 [А*час] / 20[час]

Обратите внимание! Это не означает, что при 15-ти минутном разряде (то есть в течение четверти часа), ток будет = Е20 х 1/4! Обычно при таких условиях ёмкость свинцовой АКБ будет примерно немного меньше половины базисной ёмкости. И ток 10.25 не будет превышать значение: Е20 х 2. Следовательно, стоит помнить, что значение тока разряда и времени разряда свинцовой батареи не должны быть пропорциональны друг другу.

Немецкий ученый по фамилии Peukert, разработал формулу расчёта зависимости времени разряда по отношению к уровню тока. Формула Пейкерта такова:

I p * T = const

При этом число Peukert (р) – это величина степени, являющаяся постоянной для определённых аккумуляторов или типа АКБ. Закон Пейкерта работает и для новых модификация свинцовых кислотных батарей.

Для современных свинцовых АКБ число Пейкерта, как правило, варьируется от 1.15 до 1.35. Значение константы, после знака равно, можно установить по заявленной ёмкости аккумулятора. В таком случае, спустя несколько преобразований, можно установить формулу для ёмкости батареи Е при свободном токе разряда I:

Е = Eн * (Iн / I)p-1

В этой формуле значение Eн – это базовая ёмкость АКБ, а Iн – это ток разряда, при котором была задана базовая ёмкость (чаще всего ток 10-ти или 20-ти часового разряда).

Конечное напряжение разряда

При постепенном разряде аккумулятора его напряжение падает. Когда достигается конечное напряжение разряда, АКБ стоит отключить. Каждый производитель указывает минимально возможное конечное напряжение, которое напрямую будет зависеть от тока разряда. В тех случаях, когда напряжение батареи становится ниже установленного значения, аккумулятор может выйти из строя, это бывает при глубоком разряде.

Температура

Ёмкость аккумуляторов может зависеть от температуры. Так, например, при повышении t от 20°С до 40°С ёмкость свинцовой батареи увеличится на 5%. У гелевых АКБ при снижении t от 20°С до 0°С ёмкость может уменьшиться до 15%. А в случаях снижения температуры до -20°С ёмкость уменьшится ещё на 20-25%.

Износ аккумулятора

Ёмкость новой свинцовой АКБ может немного варьироваться в сравнении с номинальным значением, установленным производителем. После прохождения нескольких циклов разряд/заряд или спустя несколько недель эксплуатации в буферном режиме, ёмкость аккумулятора немного увеличится. При длительном использовании либо хранении батареи ёмкость начнет со временем падать, изделие изнашивается, стареет и в итоге его необходимо будет заменить новым аккумулятором.

7. Как проверить ёмкость свинцового аккумулятора

Стандартным способом проверки АКБ является полный контрольный разряд. Батарею сначала заряжают, а потом разряжают, применяя постоянный ток и контролируя время до получения конечного напряжения разряда. Далее следует определить ёмкость аккумулятора, применяя такую формулу:

Е [А*час]= I [А] * T [час]

При этом следует выбрать такой ток разряда, чтобы время приблизительно совпадало с временем разряда, заданной номинальной ёмкости данной батареи. То есть 10 либо 20 часов. После этого необходимо сравнить остаточную ёмкость аккумулятора с базовой. Если в результате окажется, что остаточная ёмкость меньше номинальной на 20-30%, то такой аккумулятор следует убрать из эксплуатации. Износ такого уровня повлечёт очень быстрое старение АКБ.

Контролировать ёмкость традиционным способом довольно неудобно. В особенности, когда нужно проверить ёмкость аккумулятора для лодки. Помимо того, что это сложный и трудоёмкий процесс, он требует изъятие батареи на довольно длительное время. Сейчас есть возможность использовать современный прибор для проверки ёмкости аккумулятора, он позволяет провести необходимое тестирование в течение нескольких секунд.  

Как безошибочно определить емкость аккумуляторной батареи и восстановить ее?

Автор: Виктор

Основные технические параметры автомобильной АКБ значительно влияют на возможность запуска двигателя машины. Один из таких параметров является емкость. Что это за характеристика, как определить емкость аккумуляторной батареи и как при необходимости ее восстановить — ответы на эти и другие вопросы вы можете найти ниже.

Содержание

Открытьполное содержание

[ Скрыть]

Полезные сведения для автовладельцев о емкости автомобильного аккумулятора

Емкость автомобильного аккумулятора является наиболее значимым и основным показателем в работе АКБ, этот показатель измеряется в ампер-часах. Номинальное значение этого параметра должно быть указано в сервисной книжке к автомобилю, а также на корпусе батареи.

Расчет и определение

Как проверить эту характеристику? В учетом данного показателя автовладелец может выявить величину силы тока аккумуляторной батареи, в соответствии с чем происходит разряд АКБ до минимально допустимого напряжения, которое должно быть равно 10.8 вольт. Если на этикетке АКБ указывается параметр в 72 Ач, это говорит о том, что данный девайс позволяет выдавать около 3.6 ампер тока на протяжении двадцати часов. Когда данный цикл закончится, значение напряжения упадет примерно до 10.8 вольт.

Формула определения емкости — Cp = Ik * t, в данном случае:

  • Cp — непосредственно значение емкости, которое нужно вычислить;
  • k — параметр Пейкерта — ученого, рассчитавшего эту формулу;
  • t — значение времени.

Число Пейкерта представляет собой постоянное значение для выявления типа аккумулятора. В частности, если речь идет о свинцовых изделиях, то в данном случае это значение может варьироваться в районе 1. 15-1.35. В любом случае, этот параметр можно выявить в соответствии с номинальной емкостью АКБ.

Также рассчитать необходимый параметр можно и в соответствии с формулой E = En (In/I){p-1}, в данном случае:

  • En — номинальная характеристика;
  • Е — реальная величина;
  • In — характеристика тока разряда.

При вычислении следует учитывать и такую величину, как резервный параметр. В частности, речь идет о временном промежутке, в течение которого аккумулятор может питать электрооборудование и все потребители энергии при отключенном генераторном устройстве. Как правило, для вычисления используется величина в 25 ампер.

Нужно учитывать, что расчет значения емкости должен осуществляться с учетом разных конструктивных и технических особенностей АКБ. В данном случае речь идет об условиях эксплуатации, значении объема активной составляющей, а также о параметре толщины пластин, установленных внутри конструкции. Кроме того, на емкость АКБ также влияют и значение разрядного тока с температурой раствора рабочей жидкости в банках.

Фотогалерея «Схемы для измерителей емкости»

Особенности проверки

Если с расчетом все понятно, то перейдем к вопросу проверки. В любом случае, диагностика производится в соответствии с информацией, указанной ниже. Как вариант, для тестирования можно приобрести специальный измеритель, а сама диагностика может быть произведения путем проведения КТЦ (контрольного тренировочного цикла).

Измеритель можно соорудить и своими руками, для этого вам понадобится специальная схема, приведенная выше. Также следует отметить, что для сборки измерителя потребуется сопротивления, котором можно рассчитать по формуле R = U/I, где U — это параметр напряжения батареи, а I — это значение разрядного тока.

Чтобы соорудить измерительный девайс, который покажет наиболее точные результаты диагностики, нужно правильно подобрать значение разрядного тока. Оно выбирается с учетом номинальной емкости батареи и цикла разряда, последний может составить 10 или 20 часов, в зависимости от аккумулятора. На практике же для разряда АКБ можно использовать обычную лампу с соответствующей мощностью (автор видео — канал transistor815).

Основные аспекты восстановления

Если вы произвели замер необходимого параметра и решили, что ваш аккумулятор нуждается в восстановлении, то выполнить такую задачу можно либо с помощью специалистов, либо самостоятельно. Процедура восстановления не займет много времени, но нужно учитывать, что все следует делать правильно, в соответствии с действиями, описанными ниже. В противном случае есть риск просто уничтожить АКБ.

Итак, как восстановить автомобильный аккумулятор:

  1. В первую очередь вам потребуется новый, свежий раствор электролита, значение его плотности должно быть не более 1. 28 г/см3. Эта жидкость является рабочей для любого обслуживаемого аккумулятора (кстати, в не обслуживаемых батареях восстановить емкость не получится). В растворе электролита необходимо растворить десульфатизирующую присадку, которая позволит в будущем избежать возможной сульфатации пластин в конструкции. Учтите, что для полного растворения присадки в растворе понадобится не менее двух суток. Также желательно учитывать все моменты и нюансы, которые указаны в инструкции к присадке.
  2. Затем, по прошествии 48 часов в банки аккумуляторной батареи необходимо залить свежий раствор рабочей жидкости. Для диагностики показателя плотности вам потребуется ареометр, с его помощью производится замер характеристики. Как сказано выше, в результате манипуляций с присадками плотность должна быть около 1.28 г/см3.
  3. После выполнения этих действий необходимо будет подключить к батарее щупы от зарядного устройства, при этом учтите, что сами банки на АКБ закручивать не нужно. Для того, чтобы процедура восстановления была выполнена правильно, автомобильный аккумулятор необходимо будет зарядить и разрядить как минимум два раза. При этом для заряда следует использовать минимальный ток, его показатель должен составлять не выше 10% от максимального. В процессе восстановления емкости жидкость в банках не должна закипать или греться, это приведет к нежелательным последствиям. В том случае, если показатель напряжения в результате заряда увеличится до 13.8 вольт, вам надо будет произвести диагностику плотности электролита.
  4. Когда циклы разряда и заряда будут завершены, нужно будет произвести корректировку рабочей жидкости, для этого опять нужно будет проверить ее плотность. Если ее показатель не дотягивает до номинального, то в банки конструкции следует добавить дистиллированной воды. Как сказано выше, оптимальный показатель плотности должен быть 1.28 г/см3.
  5. На следующем этапе, когда плотность будет выравнена, надо будет еще раз разрядить АКБ. Для разрядки используется обычная лампа или резистор, при подключении показатель тока следует установить в 1 ампер. Если же вы разряжаете батарею от мотоцикла, в которой 6 вольт, то ток снижается до 0. 5 ампер. В данном случае вам надо будет ждать, пока характеристика напряжения не упадет до 10.2 вольт, но перед этим не забудьте засечь точно время с того момента, как была подключена нагрузка. В итоге полученные данные следует умножить на время, при котором осуществлялся разряд.
    Если в конечном итоге данный показатель оказался значительно ниже нормированного, то процесс разрядки и зарядки автомобильной батареи повторяется еще раз. Этот шаг должен повторяться до того момента, пока характеристика емкости не будет соответствовать стандарту или как минимум, пока не приблизится к нему.
  6. После выполнения всех этих действий процесс может считаться оконченным, а в рабочую жидкость можно добавить еще немного десульфатирующей присадки.
 Загрузка …

Видео «Как своими руками восстановить емкость очень старой АКБ»

Есть ли смысл заниматься восстановлением этой характеристики в изделии, которому более 10 лет — наглядная инструкция по выполнению этого процесса приведена в ролике (автор видео — канал transistor815).

Емкость аккумулятора – основные параметры

1. Емкость демонстрирует, на протяжении какого периода времени, батарея сможет питать подключенный к ней прибор. Для измерения данного параметра используется показатель ампер часов. Для маленьких аккумуляторов применяется величина миллиампер-часов. Что касается самой единицы, то она демонстрирует, что емкость каждого аккумулятора представляет собой произведение постоянного тока на время разряда (измеряется в часах). Формула выглядит так:

Е [А * час] = I [А] х T [час]

2. Зависимость энергии и емкости аккумулятора

Многие думают, что емкость в полной мере отображает энергию батареи, которая может быть накоплена. На самом деле это вовсе не так: чем выше напряжение в батарее, тем больше энергии может быть накоплено. Чтобы в этом убедиться, достаточно посмотреть формулу:

[Дж]= I [А] х U [В] х T [с]

Она характеризует произведение напряжения тока и время его протекания.  Из этого следует, что энергия аккумулятора равняется произведению емкости и номинального напряжения:

W [Вт*час]= E [А*час] х U [В]

3. Энергия аккумулятора и его емкость

Если подключить несколько аккумуляторных батарей в последовательном режиме, то мы получим суммарную емкость. Она будет равна емкости всех аккумуляторов, которые входят в состав батареи. Энергия аккумулятора равна произведению энергии одной батареи на их количество.

4. Заряд и емкость аккумулятора

Многие покупатели путают такие разные параметры, как емкость аккумулятора и его заряд. Мы рассмотрим эту проблему: емкость — это не что иное, как выражение потенциала аккумуляторной батареи и демонстрирует время работы при полной заряженности. Чтобы было понятнее, давайте рассмотрим обычный стакан, в который налита жидкость. Емкость в данном случае равна объему стакана. Этот показатель остается неизменным, несмотря на то есть в нем жидкость или ее нет. Тоже самое можно сказать об аккумуляторной батарее: заряженная и разряженная батарея все равно обладает постоянной емкостью.

5. Рассмотрим другие характеристики емкости, которые касаются аккумулятора

В первую очередь, это емкость энергии (Вт/элемент).

Характеристика аккумуляторной батареи, которая показывает способность аккумулятора разряжаться во время постоянной нагрузки в течение определенного промежутка времени (чаще всего 15 минут). Этот параметр появился на территории США и со временем его приняли на вооружение другие производители. Чтобы провести приблизительные расчеты и оценить емкость аккумуляторной батареи в Ач по его вырабатываемой энергии в Вт/эл, достаточно воспользоваться формулой:

Е [А*час] = W [Вт/эл] / 4

Еще один параметр — запасная, или резервная емкость.

Резервная емкость — это параметр автомобильного аккумулятора, который показывает возможность питать электричеством всю энергосистему автомобиля без включенного генератора. Параметр измеряется в минутах разряда батареи током в 25 Ампер. Чтобы приблизительно выяснить этот параметр, существует специально разработанная формула. Она использует резервную емкость в минутах:

Е [А*час] = T [мин] / 2

6. Еще один важный вопрос — какие параметры влияют на емкость аккумуляторной батареи? В первую очередь это касается тока разряда. Каждый производитель определяет номинальную емкость свинцовых аккумуляторов при разрядах большой длительности (10,20 и 100 часов). В результате емкость моделей обозначается маркировкой С10, С20 или С100. Исходя из этого, можно рассчитать ток, который протекает через нагрузку при 20 часовом разряде: I20

I20 [А] = Е20 [А*час] / 20[час]

И сразу возникает встречный вопрос: правда ли, что при 15-минутном разряде, ток аккумулятора будет равняться Е20 х 4? Нет, это утверждение в корне неверно. При разряде, который длится на протяжении 15 минут, емкость аккумуляторной батареи равняется половине его номинальной емкости. А потому указанные параметры тока I0.25 не могут превышать Е20 х 2. Простыми словами, ток разряда батареи и время разряда не пропорциональны между собой.

Время разряда и ток разряда находится в степенной зависимости. Для этих целей используется специальная формула, которая была разработана Пекертом. Она гласит:

I p * T = const

При этом р — представляет собой число Пекерта и является показателем степени. Оно постоянное для указанного типа аккумуляторных батарей. Формулу можно применять для всех герметичных, свинцово-кислотных аккумуляторных батарей. Если мы говорим о свинцовых аккумуляторах, то число Пекерта равняется 1.15 — 1.35. Величину, которая располагается правой части уравнения, легко можно установить по емкости аккумулятора. Всего несколько вычислений позволяют получить формулу, которая характеризует емкость батареи Е при показателях тока разряда I:

Е = Eн * (Iн / I)p-1

При этом Eн является номинальной емкостью аккумулятора, а показатель Iн — это ток разряда, который находится в зависимости от заданной номинальной емкости (20 или 10 часов разряда).

Еще один важный параметр — конечное напряжение разряда аккумулятора.

По мере того, как батарея разряжается, падает ее напряжение. После достижения конечного напряжения разряда, батарея полностью отключается. Существует определенная зависимость: чем ниже конечное напряжение разряда, тем выше показатель емкости аккумулятора. Производители батарей устанавливают минимально допустимый параметр напряжения разряда. Если напряжение в аккумуляторной батарее становится меньше этой величины (так называемый глубокий разряд), то батарея может полностью выйти из строя.

Температурный режим оказывает влияние на показатели емкости

Если температура возрастает с 20 до 40°С, емкость батареи увеличивается на 5 процентов. Снижение температуры в диапазоне от 20°до 0° С приводит к снижению емкости на 15 процентов. Снижение температуры до -20°С еще больше снижает параметры емкости.

Что касается износа аккумуляторной батареи, то существуют следующие моменты.

Емкость свинцовой аккумуляторной батареи при поставке может отличаться от номинальных показателей. Всего несколько циклов разряда и заряда приводит к тому, что емкость увеличивается. К сожалению, при дальнейшей эксплуатации или при долгом хранении батареи, емкость уменьшается. Со временем батарея нуждается в замене.

7. Проверка емкости свинцового аккумулятора. Классическим способом проверки емкости является проведение контрольного разряда. Для этих целей батарею заряжают постоянным током и проводят регистрацию показателей до конечного напряжения разряда. Остаточная емкость легко вычисляется по формуле:

Е [А*час]= I [А] * T [час]

Ток разряда должен быть таким, чтобы время разряда равнялось 10 или 20 часам работы. После этого можно сравнить полученные показатели остаточной емкости с номинальными значениями. Если полученные данные составляют меньше 80 процентов номинальных показателей, нужна замена аккумулятора. Это делается для того, чтобы дальнейшее старение основных элементов батареи не привело к ее выходу из строя.

Обычные методы измерения емкости аккумуляторов имеют целый ряд недостатков:

  • сложность процесса и трудоемкость,
  • приходится выводить аккумулятор из строя на продолжительный период времени.

Если нужно провести быстрые тесты, то применяют современные приборы. Они проводят измерения за несколько секунд.

Емкость аккумулятора — что это такое?

Характеристика автомобильного аккумулятора, показывающая его способность питать электросистему движущегося автомобиля, если генератор автомобиля не работает. Измеряется в минутах разряда аккумулятора током 25 А. Распространена в США (reserve capacity). Приближенно оценить емкость аккумулятора в ампер-часах по его резервной емкости в минутах можно по формуле:

6. От чего зависит емкость аккумулятора?

Ток разряда

Обычно производитель назначает номинальной емкость свинцового аккумулятора для UPS при длительных (10, 20 или 100 часов) разрядах. Емкость аккумулятора при таких разрядах обозначается как С10, С20 или С100. Мы можем рассчитать ток, протекающий через нагрузку при 20-часовом (например) разряде — I20:

I20 [А] = Е20 [А*час] / 20[час]

 

Значит ли это, что при 15-минутном (1/4 часа) разряде ток будет равен Е20 х 1/4 ? Нет, это не так. При 15-минутном разряде емкость свинцового аккумулятора обычно составляет чуть менее половины номинальной емкости. Поэтому и ток I0.25 не превышает Е20 х 2. Т.е. ток разряда и время разряда свинцового аккумулятора не пропорциональны друг другу.

 

Зависимость времени разряда от тока разряда близка к степенной. Распространена, в частности, формула (закон) Пейкерта (Пекерта) — по имени немецкого ученого Peukert. Пейкерт установил, что:

I p * T = const

 

Здесь p — число Пейкерта — показатель степени, постоянный для данного аккумулятора или типа аккумуляторов. Формула Пейкерта действует и для современных герметичных свинцовых кислотных аккумуляторов.

 

Для свинцовых аккумуляторов число Пейкерта обычно изменяется от 1.15 до 1.35. Величину константы в правой части уравнения можно определить по номинальной емкости аккумулятора. Тогда, после нескольких преобразований, получим формулу для емкости аккумулятора E при произвольном токе разряда I:

Е = Eн * (Iн / I)p-1

 

Здесь Eн — номинальная емкость аккумулятора, а Iн — ток разряда, при котором задана номинальная емкость (обычно ток 20-часового или 10-часового разряда).

 

Конечное напряжение разряда

По мере разряда напряжение на аккумуляторе падает. При достижении конечного напряжения разряда аккумулятор отключают. Чем меньше конечное напряжение разряда, тем больше емкость аккумулятора. Производитель аккумулятора устанавливает минимальное допустимое конечное напряжение разряда (оно зависит от тока разряда). Если напряжение аккумулятора становится меньше этой величины (глубокий разряд), аккумулятор может выйти из строя.

 

Температура

При повышении температуры от 20°до 40° С емкость свинцового аккумулятора возрастает примерно на 5%. При уменьшении температуры от 20°до 0° С емкость гелевого аккумулятора уменьшается примерно на 15%. При уменьшении температуры еще на 20°, емкость аккумулятора падает еще на 25%.

 

Износ аккумулятора

Емкость свинцового аккумулятора в состоянии поставки может быть чуть больше или чуть меньше номинальной емкости. После нескольких циклов разряд-заряд или нескольких недель пребывания под «плавающим» зарядом (в буфере) емкость аккумулятора увеличивается. При дальнейшей эксплуатации или хранении аккумулятора емкость аккумулятора падает — аккумулятор изнашивается, стареет и в конце концов должен быть заменен новым аккумулятором.

 

7. Как проверить емкость свинцового аккумулятора?

Классическим методом проверки аккумулятора является контрольный разряд. Аккумулятор заряжают, а затем разряжают постоянным током, регистрируя время до конечного напряжения разряда. Дальше определяют остаточную емкость аккумулятора по формуле:
Е [А*час]= I [А] * T [час]

 

Ток разряда обычно выбирают таким, чтобы время разряда примерно соответствовало 10 или 20 часам (в зависимости от того, для какого времени разряда указана номинальная емкость аккумулятора). Теперь можно сравнить остаточную емкость аккумулятора с номинальной емкостью. Если остаточная емкость составляет менее 70-80% номинальной емкости, аккумулятор выводят из эксплуатации, потому что при таком износе, дальнейшее старение аккумулятора будет происходить очень быстро.

 

  • сложность и трудоемкость;
  • выведение аккумулятора из эксплуатации на длительный срок.

Для быстрого теста аккумуляторов сейчас существуют специальные приборы, которые позволяют проверить емкость аккумулятора за несколько секунд.

 

 Пульсар Лимитед – Энергия для Лучшей Жизни!

Емкость аккумулятора | PVEducation

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

Единицы емкости аккумулятора: Ампер-часы

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

Влияние скорости зарядки и разрядки на емкость

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

Температура

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

Возраст и история батареи

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

простой и точный способ

Для измерения емкости аккумулятора необходимо разрядить аккумулятор с помощью резистора или любой другой нагрузки до тех пор, пока напряжение не упадет до минимального значения, и записать ток и напряжение на нагрузке во время процесса разрядки.Затем постройте график, используя собранные данные, и по этим данным можно рассчитать емкость аккумулятора. Но есть проблема — во время процесса разрядки ток через нагрузочный резистор падает, поэтому нам нужно будет интегрировать данные с течением времени, поэтому этот метод неточен.

Но если разрядить аккумулятор через источник тока, то узнать емкость аккумулятора можно намного проще и точнее. Но вот другая проблема: напряжение на батарее (1.2 … 3,7 В) недостаточно для питания источника тока. Решить эту проблему можно, применив дополнительный источник напряжения.

Рис. 1. Принципиальная схема для измерения емкости аккумулятора

V1 — элемент или батарея, подлежащие испытанию;
V2 — вторичный источник напряжения (например, источник питания на базе IC 7809 или аналогичный), он должен обеспечивать ток, превышающий ток разряда;
ПВ1 — вольтметр;
LM7805 и R1 — источник тока;
VD1 — защитный диод 1N4004 (на токи менее 1 А).

Принципиальная схема, используемая для измерения емкости аккумулятора, показана на рис. 1. Здесь мы видим, что тестируемая батарея V1 подключена последовательно с источником тока (источник тока основан на регуляторе напряжения LM7805 и резисторе R1) и с другим источником напряжения V2. Обратите внимание на полярность V1 и V2: поскольку они соединены последовательно, их суммарного напряжения достаточно для питания источника тока. Минимальное рабочее напряжение источника тока составляет 7 В (5 В — это напряжение на выходе LM7805, на резисторе R1, а 2 В — минимальное рабочее напряжение между входом и выходом LM7805).Суммарное напряжение V1 и V2 не менее 9 В, больше рабочего напряжения источника тока.

Вместо LM7805 можно использовать любой другой стабилизатор напряжения, например, LM317 (его выходное напряжение 1,25 В, минимальное падение напряжения 3 В). В этом случае рабочее напряжение источника тока составляет 4,25 В, поэтому мы можем использовать источник питания V2 с напряжением 5 В. С LM317 ток можно рассчитать по следующей формуле: I = 1,25 / R1 .

Тогда, например, для тока разряда 100 мА значение R1 будет около 12.5 Ом.

Как измерить емкость аккумулятора

Вначале сопоставьте сопротивление резистора R1, чтобы установить желаемый ток разряда. В большинстве случаев ток разряда равен рабочему току батареи. Учтите, что некоторые регуляторы напряжения LM7805 и другие могут потреблять дополнительный ток 2 … 8 мА, поэтому лучше проверять ток с помощью амперметра. После этого подключите полностью заряженный аккумулятор к плате, включите переключатель SA1 и отметьте время. Следите за показаниями вольтметра (PV1).Когда напряжение аккумулятора достигнет минимального значения, выключите переключатель SA1 и снова запишите время. Помните, что глубокая разрядка может сократить срок службы аккумулятора или повредить его!

Умножив ток разряда (в амперах) на время разряда (в часах), мы можем рассчитать емкость аккумулятора (в амперах в час):

C = I * t

Минимальное напряжение аккумулятора разное для разных типов аккумуляторов. Например, для никель-кадмиевого аккумулятора (NiCd) минимальное напряжение равно 1.0 В, для никель-металлогидридного аккумулятора (NiMH) — 1,1 В, для литий-ионного аккумулятора Li-ion) — 2,5 … 3,0 В. Для каждой конкретной модели аккумулятора этот параметр может отличаться, поэтому проверьте документацию на аккумулятор. аккумулятор.

Рассмотрим практический пример, как измерить емкость аккумулятора.

Измерение емкости аккумулятора NB-11L

Аккумулятор NB-11L (см. Рис. 2.) был приобретен у DealeXtreme за 3,7 доллара (артикул: 169532). Бренд неизвестен. Его маркированная емкость составляет 750 мАч.Но в описании товара на сайте указано всего 650 мАч. Какая реальная емкость этой батареи?

Рис. 2. Литий-ионный аккумулятор неизвестной марки NB-11L с маркированной емкостью 750 мА * ч

Подходит для CAN.NB-11L
3,7 В 750 мАч
Li-ion
Используйте только указанное зарядное устройство

  • Не подключайте неправильно;
  • Не бросать в огонь и не подвергать чрезмерному нагреванию;
  • Не раздавливайте, не прокалывайте, не сжигайте и не замыкайте внешние контакты.
    А.Г.

Нам нужны два контакта для подключения проводов к АКБ. Сделаем их из скрепок. Согните скрепки, как показано на рис. 3 и подключите к «+» и «-» клеммам аккумуляторной батареи (см. Рис. 4.). Вы должны быть очень осторожны, чтобы избежать короткого замыкания, так как это может повредить аккумулятор. Лучше изолировать зажимы и оставить открытыми только кончики.

Рис. 3. Контакты для самостоятельного подключения
к аккумулятору NB-11L

Рис.4. Сделай сам контактами
подключаем к АКБ NB-11L

Для измерения емкости аккумулятора NB-11L ток разряда был установлен на уровне 100 мА. Это означает, что значение R1 чуть больше 50 Ом. Рассеиваемая мощность на резисторе R1 может быть рассчитана по следующей формуле: P = V 2 / R1 , где V — напряжение на R1. В нашем случае P = 5 2 /50=0,5 Вт. Регулятор напряжения LM7805 необходимо использовать с радиатором. Если поблизости нет подходящего радиатора, в качестве радиатора можно использовать стакан с холодной водой — просто окуните LM7805 в воду, но держите штифты выше уровня воды (в случае корпуса TO-220).

После того, как полностью заряженная батарея NB-11L была установлена ​​на испытательной плате и выключатель SA1 был замкнут, напряжение на батарее регистрировалось каждые 30 минут с помощью вольтметра PV1. После этого был составлен график разряда (см. Рис. 5).

Рис. 5. Напряжение на аккумуляторе NB-11L в процессе разряда током 100 мА.

Из графика на рис. 5. видно, что потребовалось почти 5 часов (при токе 0,1 А), чтобы напряжение на батарее упало до 3 вольт.В конце концов, напряжение разряда падает быстрее. Теперь можем рассчитать емкость аккумулятора:

C = I * t = 0,1 * 5 = 0,5 A = 500 мА * ч.

Так что реальная емкость аккумулятора NB-11L неизвестной марки в 1,5 раза меньше заявленной емкости.

НАЗАД

Что такое аккумулятор с высокой плотностью энергии?

Плотность энергии батарей может отображаться двумя разными способами: гравиметрическая плотность энергии и объемная энергия плотность.

Гравиметрическая плотность энергии — это мера того, сколько энергии содержит батарея по отношению к ее весу. Это измерение обычно выражается в ватт-часах на килограмм ( Вт-час / кг). С другой стороны, объемная плотность энергии сравнивается с ее объемом и обычно выражается в ватт-часах на литр ( Вт-час / л ). Обычно мы называем плотность энергии батареи гравиметрической (весовой) плотностью энергии, а ватт-час — это мера электрической энергии, эквивалентная одному часу, одному ватту потребления.

Напротив, плотность мощности батареи является мерой того, насколько быстро может быть доставлена ​​энергия, а не сколько доступно накопленной энергии. Плотность энергии часто путают с плотностью мощности, поэтому важно понимать разницу между ними.

Формула расчета

Плотность энергии батареи можно просто рассчитать по следующей формуле: Номинальное напряжение батареи (В) x номинальная емкость батареи (Ач) / вес батареи (кг) = удельная энергия или удельная энергия (Втч / кг).

Плотность энергии LiCo и LiFePO4 аккумуляторов

Вообще говоря, батареи LiCo имеют плотность энергии 150-270 Втч / кг . Их катод состоит из оксида кобальта и типичного углеродного анода со слоистой структурой, которая перемещает ионы лития от анода к катоду и обратно. Эта батарея популярна благодаря своей высокой плотности энергии и обычно используется в потребительских товарах, таких как сотовые телефоны и ноутбуки.

Аккумуляторы

LiFe , напротив, имеют плотность энергии 100-120 Втч / кг .Хотя это меньше, чем у LiCo батарей, он все же считается более высоким в категории аккумуляторных батарей. В LiFe-батареях используется фосфат железа для катода и графитовый электрод в сочетании с металлической подложкой для анода. Они идеально подходят для тяжелого оборудования и промышленного применения, поскольку лучше выдерживают высокие и низкие температуры.

Заключение

Что касается одиночного элемента, то положительные и отрицательные материалы и производственный процесс батареи будут влиять на плотность энергии, поэтому необходимо разработать более разумные материалы и лучшую технологию производства, чтобы получить более эффективную батарею.

Grepow не только производит батареи LiCo и LiFe, но и производит полутвердые батареи с высокой плотностью энергии 275 ~ 300 Втч / кг , что выше, чем у двух ранее упомянутых батарей, и 15 Снижение веса на % по сравнению с обычными аккумуляторами той же емкости. Они будут идеальным выбором для моделей, которым требуется меньшего веса и более выносливого .

Видео

Аккумулятор Monday Channel

Grepow’s Battery Monday Channel посвящен знанию аккумуляторов и совету по аккумулятору.Если у вас есть какие-либо вопросы по этой теме ( Что такое батарея с высокой плотностью энергии? ) или вы хотите узнать о каких-либо вещах, связанных с батареями, свяжитесь с нами по электронной почте [email protected] .

Официальный сайт

Grepow: https://www.grepow.com/

Grepow Facebook: https://www.facebook.com/grepowbattery

Grepow Linkedin: батарея Grepow

Калькулятор размера солнечной батареи

для автономной работы Калькулятор размера солнечной батареи

для автономной солнечной батареи

Сколько энергии вам нужно?

Выяснить, сколько батарей вам нужно, может быть непросто.

Если у вас недостаточно емкости аккумулятора, у вас заканчивается энергия, и вам нужно добавить резервную солнечную батарею и запустить резервный генератор.

С другой стороны, если вы покупаете слишком много аккумуляторов, вы добавляете ненужные расходы вашей системе из-за дополнительных компонентов, сложности и обслуживания.

Определение размеров солнечных батарей — один из первых шагов при проектировании автономной системы.

Требуемый объем аккумуляторной батареи зависит от потребления энергии. Энергопотребление измеряется в киловатт-часах за период времени.

После оценки ежедневного использования нам необходимо подумать, какой тип батареи будет работать лучше всего, поскольку они обладают уникальными характеристиками производительности и имеют разный размер.

Определение размера вашей аккумуляторной батареи

Точная математика для определения размера вашей аккумуляторной системы основана на вашем ежедневном потреблении энергии и типе батареи. На основе использования 10 кВтч в день, вот несколько примеров:

Размер свинца

10 кВтч x 2 (для 50% глубины разряда) x 1,2 (коэффициент неэффективности) = 24 кВтч

Размер лития

10 кВтч x 1.2 (для 80% глубины разряда) x 1,05 (коэффициент неэффективности) = 12,6 кВтч

Емкость аккумулятора указывается в киловатт-часах или ампер-часах.

Например, 24 кВтч = 500 ампер-часов при 48 В → 500 Ач x 48 В = 24 кВтч

Обычно рекомендуется округлять в большую сторону, чтобы покрыть неэффективность инвертора, падение напряжения и другие потери. Думайте об этом как о минимальном размере банка батарей, основанном на вашем типичном использовании. Вы можете рассмотреть емкость 600-800 ампер-часов, основываясь на этом примере, в зависимости от вашего бюджета и других факторов.

Батарейные блоки обычно имеют проводку на 12, 24 или 48 вольт в зависимости от размера системы. Вот примеры аккумуляторных батарей для свинцово-кислотных и литиевых аккумуляторов на основе автономного дома, потребляющего 10 кВтч в день:

Для свинцово-кислотных аккумуляторов 24 кВтч равны:

  • 2000 ампер-часов при 12 вольт
  • 1000 ампер-часов при 24 вольт
  • 500 ампер-часов при 48 вольт

Для лития 12,6 кВтч равно:

  • 1050 ампер-час при 12 вольт
  • 525 ампер-часах при 24 вольт
  • 262.5 ампер-часов при 48 вольт

На размер батареи влияют другие факторы:

  • Температура окружающей среды — тепло или холод имеют большое влияние на производительность и емкость батареи.
  • Сезонные факторы. Люди потребляют больше электроэнергии в разное время года. Летом солнце производит больше энергии, чем зимой.
  • Бюджет. Размер блока аккумуляторов часто является компромиссом между тем, сколько вы хотите потратить на аккумуляторы и как часто вам нужно будет запускать резервный генератор.

Как рассчитать размер банка солнечных батарей

Наш калькулятор банка солнечных батарей поможет вам определить идеальный размер банка батарей, ватт на солнечную панель и подходящий контроллер заряда солнечной батареи. Если вы решите построить автономную систему, важно рассчитать ее размер с учетом месяца с наименьшим количеством солнечного света. Таким образом, вы всегда будете иметь доступ к достаточному количеству энергии. При расчете банка солнечных батарей необходимо выполнить несколько шагов.Давайте рассмотрим их ниже:

Шаг 1: Определите свое ежедневное потребление энергии

Эту информацию вы можете найти в своем счете за электричество. Обычно он печатается как ваша ежемесячная выработка в киловатт-часах. Чтобы рассчитать ежедневную выработку в киловатт-часах, вам нужно разделить это число на 30, а затем умножить на 1000, чтобы преобразовать это число в ватт-часы. Это соответствует одному ватту мощности в течение одного часа. Это первый шаг к определению размера вашей солнечной батареи.

Шаг 2: Оцените, сколько дней ваша солнечная система будет без Солнца

Если вы не знаете эту информацию, вы можете найти в Интернете среднегодовое количество пасмурных дней для вашего региона. Этот шаг имеет решающее значение для обеспечения круглогодичного доступа к солнечной энергии. Банк солнечных батарей большого размера будет лучше всего использоваться в областях с более пасмурными днями, тогда как меньшего размера банка солнечных батарей должно быть достаточно в областях с преобладанием солнечного света. Однако всегда рекомендуется увеличивать размер, а не уменьшать.

Шаг 3. Оцените самую низкую температуру, которую выдержит ваш аккумуляторный блок.

Опять же, вы можете найти в Интернете среднюю низкую температуру для вашего региона. Этот шаг поможет точно спрогнозировать адекватную емкость вашей аккумуляторной батареи.

Как рассчитать ампер-часы

Для расчета количества энергии, хранящейся в батарее, используется другая формула, чем в калькуляторе банка солнечных батарей. Во-первых, вам понадобится информация об электрическом заряде батареи, также известном как ампер-часы.

Давайте рассмотрим шаги по вычислению ампер-часов вашей батареи.

Шаг 1. Проверьте напряжение

Мы будем использовать V для обозначения этого устройства. V обозначает напряжение батареи. Например, стандартное напряжение аккумулятора составляет 12 В.

Шаг 2: Определите количество энергии, хранящейся в батарее

Давайте использовать E для обозначения этого устройства. E представляет собой энергию, запасенную в батарее, которая также выражается в ватт-часах.

Шаг 3. Введите числа в калькулятор ампер-часов батареи или в формулу ниже

Калькулятор будет использовать эту формулу для определения ампер-часов.Вы всегда можете посчитать сами.

E = V * Q

Q (ампер-часы) = E / V

Обратите внимание, что буква Q представляет емкость батареи, измеренную в ампер-часах.

Затопленная свинцово-кислотная
  • Самая низкая первоначальная стоимость $
  • Типичный срок службы: 5-7 лет
  • Требуется техническое обслуживание — ежемесячно добавляйте дистиллированную воду и выравнивайте заряд. водородный газ
Герметичный свинцово-кислотный
  • Более дорогой
    • долларов США
  • Типичный срок службы: 3-5 лет
  • Не требует технического обслуживания
  • Корпус должен быть вентилирован, при определенных условиях батареи могут выделять газ
Литий
  • Самый дорогой $
  • Типичный срок службы: 10+ лет
  • Без обслуживания, без вентиляции
  • Высочайшая эффективность, быстрая зарядка, большая полезная емкость (большая глубина разряда)

Два основных химического состава батареи для выключения -сетка свинцово-кислотная (заливная или герметичная) и литиевая.Эти два химического состава обладают уникальными характеристиками. Литиевые батареи более эффективны, а это означает, что в процессе заряда / разряда расходуется меньше энергии. Они также имеют большую глубину разряда, что позволяет полностью использовать всю емкость аккумулятора.

Свинцово-кислотные батареи чувствительны, и их необходимо полностью заряжать каждый день, тогда как литиевые батареи могут оставаться частично заряженными без каких-либо отрицательных последствий. Свинцово-кислотные батареи также имеют более ограниченную полезную емкость и обычно разряжены только на 50%.

Из-за большей эффективности и большей глубины разряда банки литиевых батарей, как правило, составляют всего 50-60% от размера сопоставимого банка свинцово-кислотных аккумуляторов! Литиевые батареи, которые мы используем, созданы специально для автономных солнечных батарей, и в них используется особый химический состав лития, называемый литиевым феррофосфатом (LiFePO4, обычно называемым «LFP»).

Этот тип литиевой батареи спроектирован так, чтобы обеспечить длительный срок службы (более 10 лет), а также быть безопасным, со стабильным химическим составом и сложными функциями электронной защиты.

Ознакомьтесь с нашим полным списком аккумуляторных батарей. Все наши аккумуляторные батареи включают высококачественные межблочные кабели, внесенные в список UL. Наши батареи свинцово-кислотных аккумуляторов содержат рефрактометр для измерения уровня заряда аккумуляторов.

ПОСМОТРЕТЬ АККУМУЛЯТОРНЫЕ БАТАРЕИ