Как определить оставшийся срок службы (остаточный ресурс) аккумуляторной батареи (АКБ)?

Чтобы система бесперебойного питания не подвела в самый неподходящий момент, необходимо, чтобы все аккумуляторные батареи были в рабочем состоянии. Но как их проверить? Как убедиться, что установленные АКБ ещё не исчерпали свой остаточный ресурс? Как правильно оценить их оставшийся срок службы?

Строго говоря, самый правильный ответ вопрос, поставленный в такой форме – «никак». Ни один из приборов и методов не позволяет дать точный прогноз того, сколько еще проработает батарея и в какой именно момент она выйдет из строя. Причем касается это как обслуживаемых батарей (хотя в их отношении диапазон принимаемых мер несколько шире), так и необслуживаемых. При этом по всему миру обслуживаемые батареи используются все меньше, в то время как популярность необслуживаемых АКБ растет практически во всех областях применения.

Методом полного заряда/разряда батареи можно определить остаточную емкость аккумулятора в ампер-часах. Это достоверный метод, но даже он при однократном проведении не даст информации о том, сколько еще проработает батарея. Составить прогноз «времени дожития» можно только в том случае, если измерения проводятся на регулярной основе, их результаты сопоставляются между собой – т. е. оценивается

динамика изменений. Однако полный заряд/разряд – процедура весьма продолжительная, и проводить ее регулярно (особенно при значительном количестве батарей) вряд ли возможно.

Однократный краткосрочный тест тем более не дает достоверной информации об остаточном ресурсе. Говорить о точном определении остаточной емкости в этом случае вообще не приходится – слишком разные существуют варианты аккумуляторов, чтобы существовала единая методика определения этого параметра. Можно измерить напряжение, но как сделать выводы на основе этих показаний, если уже частично деградировавший элемент выдает такое же напряжение, что и соседние? Возникает вопрос, можно ли вообще что-либо сказать о текущем состоянии АКБ при помощи быстрых измерений, или остается примириться с тем, что со временем, неизвестно в какой момент батарея выйдет из строя и ее придется менять? А ведь последствия такого события могут оказаться очень тяжелыми. Для ряда объектов: ЦОДов, подстанций, аэропортов, предприятий нефтегазовой отрасли, энергетики, медицинских учреждений и других, работа которых должна быть бесперебойной – подобные аварии просто неприемлемы, их необходимо предотвращать, а не устранять последствия.

Существует несколько базовых стратегий в работе с АКБ:

1. Менять батарею только тогда, когда она выйдет из строя или полностью утратит емкость. Средства на проверку состояния батарей не затрачиваются, однако весь риск неблагоприятных последствий в случае сбоя ложится на владельца объекта или предприятия. Потери от одного сбоя могут многократно превысить всю «экономию» на тестировании батарей.

2. Менять батареи по истечении определенного времени эксплуатации, независимо от их состояния. Средства на проверочные мероприятия также не затрачиваются, однако остается риск сбоя, если батарея утратит рабочие свойства раньше ожидаемого срока. Кроме того, качественные батареи часто могут работать продолжительное время и после того, как заявленный производителем срок службы (гарантийный период) истек. При таком подходе даже исправные батареи будут изыматься из эксплуатации, вызывая неоправданный рост расходов.

3. Проводить регулярное тестирование АКБ, идентифицируя батареи, которые демонстрируют начало деградации. Им заблаговременно заказывается замена, она производится тогда, когда скорость деградации увеличится, но до наступления сбоя дело не доходит.

Наиболее экономически целесообразный подход, используемый сегодня в Европе и США состоит в том, чтобы при помощи тестов, не занимающих много времени и не требующих больших затрат, регулярно (раз в квартал, полгода, год) измерять доступные параметры, документировать результаты, сопоставлять их и отслеживать ситуацию в динамике – каждый блок, каждую батарею. В этом случае по любой из батарей можно заметить момент, когда началась деградация. Пока процесс развивается медленно, за ним можно просто следить, продолжая эксплуатацию, и заменить АКБ тогда, когда свой основной ресурс она выработала, но еще не пришла в полную негодность. Фактически, это скорее организационные меры, чем технические – комплекс мероприятий, нацеленный на максимально полное использование ресурса батарей, при том, что риск аварий и, соответственно, негативных последствий минимизируется.

Как определить оставшийся срок службы АКБ исходя из внутреннего сопротивления?

Деградации подвержены любые батареи. Причины могут быть разными (повышенные температуры, истечение электролита, сульфатация в результате многократных перезарядок, понижение нагрузки и сеточная коррозия – в зависимости от типа и модели АКБ), но в любом случае это отражается на внутреннем сопротивлении элементов батареи. У штатно работающих батарей со временем из-за естественного износа внутреннее сопротивление начинает расти. Когда отклонение от базового уровня превышает 25%, батарею пора заменить (у некоторых батарей пороговый уровень выше – отклонение порядка 50% – но лучше проверить это значение по спецификациям производителя батареи). Существенное отклонение об нормы в меньшую сторону свидетельствует о явной неисправности, такую батарею необходимо заменить независимо от срока ее использования.

Строго говоря, полный импеданс включает в себя внутреннее сопротивление, индуктивную и реактивную составляющую. Однако с технологической точки зрения для оценки АКБ достаточно измерять только активную составляющую – внутреннее сопротивление адекватно отражает рабочее состояние батареи. Это вполне надежный индикатор деградации, к тому же на его измерение требуется всего несколько секунд. Подобные тесты не требуют лабораторной точности, но важно проводить их регулярно и сопоставлять результаты, полученные в разное время. По этому критерию можно быстро определить, годна батарея к дальнейшему использованию или нет. Для подобных измерений существует не так много приборов. Одни из самых популярных – семейство тестеров аккумуляторных батарей Fluke BT500 (модели BT510, BT520 и BT521).

Чтобы измерить внутреннее сопротивление тут используется 2 щупа. Приборы подают малый переменный ток, имеющий частоту 1000 Гц. Сила тока настолько мала, а частота подобрана таким образом, что измерение можно проводить прямо в ходе нагрузки, на запитываемое оборудование это никак не повлияет. Можно проводить тесты и без нагрузки. Прибор проводит измерение напряжения, производит расчет сопротивления и выводит результат на экран.

Поскольку внутреннее сопротивление исчисляется в миллиомах, для измерения используется 4-проводное подключение Кельвина, в отечественной электротехнической литературе более известное под названием двойного измерительного моста Томсона. 4 точки подключения обеспечиваются за счет конструкции щупов: каждый из них имеет двухконтактный наконечник, центральный контакт подпружинен и при надавливании утапливается внутрь. В результате каждый щуп соприкасается с поверхностью двумя контактами, реализуя 4-проводную схему подключения и обеспечивая более точное измерение внутреннего сопротивления батареи.

В зависимости от модели прибора и доступных аксессуаров возможно одновременное определение температуры на отрицательной клемме аккумуляторной батареи – для этого используется выносной щуп BTL21 со встроенным ИК-датчиком (см. таблицу «Функции и аксессуары», комплектация зависит от модели прибора). Все измерение занимает 4 секунды. Результаты выводятся на ЖК-дисплей тестера, сохраняются в памяти для последующей загрузки на ПК через порт USB и подготовки отчета при помощи входящего в комплект программного обеспечения.

Тесты проводятся быстро не только за счет скорости измерения самого прибора, но и благодаря наличию удобных щупов, к которым предусмотрены удлинители различного размера. Результаты можно не просто сохранять (в том числе автоматически), но и подразделять на группы в соответствии с количеством блоков и батарей в них, чтобы информация была представлена в четко структурированном виде. Скриншот показывает экран прибора при последовательном измерении: три батареи из 32 уже протестированы, их результаты сохранены, по четвертой выполняются измерения (результаты на экране) и будут сохранены по нажатию кнопки

Save, остальные ячейки пусты для последующих измерений.

Затраты времени на измерительные процедуры для всех 100% аккумуляторных батарей на объекте не выходят за рамки разумного, в результате сопоставление полученных в разное время данных позволит определить, в каких батареях деградация только началась, а в каких достигла уровня, когда их необходимо заменить, не дожидаясь фатального сбоя.

При массовых измерениях наконечники щупов изнашиваются, но все компоненты и измерительные провода могут быть своевременно заменены на аналогичные. Можно заменять только наконечники с подпружиненными контактами. При замене тестового щупа необходимо провести калибровку нуля прибора, для этого в комплекте предусмотрена калибровочная пластина (кассета сопротивлений). Операция выполняется самим пользователем (в отличие от поверки, которая выполняется в сертифицированной организации. Приборы Fluke BT500 внесены в Государственный реестр средств измерений, на них есть методика поверки и сертификаты установленного образца. Межповерочный интервал – 1 год).
 

Можно изначально держать в запасе дополнительный комплект щупов, а также измерительные провода для режима мультиметра и (в зависимости от модели) токовые клещи. Эти аксессуары позволят дополнить измерения внутреннего сопротивления другими тестовыми функциями. Возможна оценка тока пульсации (присутствие переменной составляющей в постоянном напряжении более 5% может служить симптомом – высокое значение пульсации приводит к перегреву и потере энергии). Можно отслеживать падение напряжения при разряде (измерения проводятся многократно в ходе процесса разрядки).

Сравнительные возможности тестеров АКБ серии Fluke BT 500

 

Функции и аксессуары	Fluke BT510	Fluke BT520	Fluke BT521
Измерение внутреннего сопротивления (активной составляющей, мОм)	✓	✓	✓
Измерение напряжения батареи	✓	✓	✓
Многократное измерение напряжения в ходе разрядки	✓	✓	✓
Измерение пульсирующего напряжения (переменная составляющая в постоянном напряжении)	✓	✓	✓
Температура отрицательного полюса АКБ			✓
Режим мультиметра	✓	✓	✓
Режим однократных и последовательных измерений	✓	✓	✓
Задание пороговых значений	✓	✓	✓
Функция автоматического сохранения измерений	✓	✓	✓
Просмотр памяти	✓	✓	✓
Беспроводная связь			✓
Интерактивный тестовый зонд BTL20 с ЖК-дисплеем и динамиком, длинные и короткие удлинители, без датчика температуры		✓
Интерактивный тестовый зонд BTL21 с ЖК-дисплеем и динамиком, длинные и короткие удлинители, ИК-датчик температуры			✓
Токовые клещи i420 переменного и постоянного тока			✓
Калибровочная пластина (кассета сопротивлений)	✓	✓	✓

Необходимо подчеркнуть – приборы Fluke BT500 не дают информацию об остаточной емкости батарей, в результатах не фигурируют ампер-часы. Принципиальная позиция производителя состоит в том, что точно определить емкость можно только при полном заряде/разряде АКБ, а при быстром измерении точно сделать это нельзя в принципе, поскольку конструкции батарей и проходящие в них физико-химические процессы неодинаковы. Внутреннее сопротивление напрямую от остаточной емкости не зависит. Однако оно служит надежным критерием, позволяющим отличить батареи, годные к дальнейшему использованию, от тех, которые необходимо заменить. При регулярном тестировании риск сбоя сводится к минимуму, а на объекте обеспечивается бесперебойное функционирование систем, в которых используются АКБ.

Стандарты проверки аккумуляторных батарей

Существует несколько стандартов, регламентирующих процедуры проверки АКБ в зависимости от их типа (IEEE 450 и IEEE 1188 для стационарных свинцово-кислотных батарей, IEEE 1106 для никель-кадмиевых, есть и другие), но в основных положениях они сходятся:

1. При первоначальной установке батарей необходимо произвести испытания на разряд (проверка емкости батарей). Их может выполнять изготовитель на производственной площадке, предоставляя затем заказчику документацию, либо приемочные испытания проводятся на объекте. Чем детальнее предоставит информацию по батареям производитель, тем лучше – с этими данными можно будет сопоставлять результаты измерений, проведенных на различных этапах эксплуатации.

2. В тот же период первоначальной установки проводится тестирование внутреннего сопротивления батарей, чтобы определить их базовые параметры. Данные фиксируются для каждой батареи, в каждом блоке, и хранятся в виде сводных отчетов для будущего сопоставления.

3. Процедуры 1 и 2 необходимо повторять не реже 1 раза в 2 года для большинства систем, охватываемых гарантией – как правило, это одно из условий для продолжения действия гарантии.

4. Для большинства АКБ тестирование внутреннего сопротивления следует проводить не реже, чем раз в квартал. В некоторых случаях, если так предусмотрено производителем, батареи проверяются по годичному циклу, но для большинства моделей и типов проверка имеет квартальный график. На объектах, работа которых особо критична, может быть принят свой внутренний регламент, предусматривающий тестирование чаще, каждые 1-2 месяца.

5. В графике проверок учитывается заявленный производителем полный срок службы батарей: измерения должны проводиться как минимум по истечении каждых 25% срока службы АКБ.

6. Если батарея выработала 85% от ожидаемого срока службы, необходимо не реже раза в год подвергать ее испытанию на остаточную емкость. С такой же периодичностью тест необходимо проводить, если емкость упала ниже 90% от заявленного производителем уровня (или разница в показаниях между предыдущими измерениями составила более 10%).

7. Если проверка внутреннего сопротивления продемонстрировала большое расхождение с предыдущими результатами измерений, рекомендуется провести проверку остаточной емкости. При резком падении внутреннего сопротивления или превышении базового значения более чем на 25% батарею следует заменить.

8. Результаты измерений необходимо сохранять в четком, упорядоченном виде. По отчетам отслеживается состояние каждой батареи, и если на протяжении последних измерений она демонстрирует признаки ускоряющейся деградации, АКБ подлежит замене. Грамотное ведение отчетов позволяет заранее заказать нужные наименования в нужном количестве, чтобы произвести замену вовремя.

Выводы

За состоянием аккумуляторных батарей необходимо следить. Делать это быстро и при этом получать содержательную информацию об остаточном ресурсе АКБ помогут специальные приборы, способные измерять внутреннее сопротивление, такие как семейство тестеров Fluke BT500.

См. также:

Материал подготовлен
техническими специалистами компании “СвязКомплект”.

Как измерить ёмкость аккумулятора

Определение ёмкости аккумулятора. Физический смысл

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

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

Определение ёмкости аккумулятора методом длительного разряда

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

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

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

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

Определение ёмкости аккумулятора с помощью специального электронного тестера

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

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

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

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

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

Читайте также:

Как проверить заряд и емкость автомобильного аккумулятора? ✔️

Часто автолюбители сталкиваются с ситуацией в необходимости диагностики работоспособности аккумулятора на транспортном средстве, но зачастую не понимают в этом ничего.

В большинстве инструкций предполагается измерить плотность электролита, измерить напряжение аккумулятора и провести нагрузочное тестирование с помощью нагрузочной вилки. Но как правило ни ареометра, ни вольтметра, ни нагрузочной вилки нет.

Использование ареометра для измерения плотности электролита связано с риском облиться кислотой, испачкаться, а также в целом плотность не дает наглядной и полной информации о состоянии батареи.

Измерение напряжение дает информацию о степени заряда аккумулятора и необходимости в его заряде. Но дело в том, что есть ощутимая разница между новой заряженной батареей и БУ заряженной батарей — они вырабатывают различный пусковой ток, а также разряжаются с разной скоростью.

Обратим внимание на следующие иллюстрации.

Заряженная и разряженная аккумуляторная батарея:

Рис. 1 Новая заряженная батарея

Рис. 2 Новая разряженная батарея

Новая заряженная батарея и БУ заряженная батарея — с точки зрения пластин аккумулятора, это выглядит так:

Рис. 3 Новая заряженная батарея

 

Рис. 4 БУ заряженная батарея

Эти картинки показывают нам, что в каждом случае батарея заряжена на 100%, но часть пластин БУ аккумулятора больше не взаимодействует с кислотой и не участвует в электрохимических процессах. Это называется сульфатацией пластин аккумулятора, в результате чего, кстати, изменяется плотность аккумулятора и вернуть ее к номинальным значениям, как у новой батареи нельзя. Таким образом мы имеем одинаковое значения напряжения у БУ и новой батареи, но разную плотность электролита.

Различают полную сульфатацию и частичную. При полной сульфатации, пластины уже не могут взаимодействовать с кислотой, при частичной в случае зарядки аккумулятора зарядным устройством, при определенных условиях, сульфат свинца можно растворить в кислоте, очистить пластины и продлить срок службы батареи. В настоящее время есть много разных устройств с функциями десульфатации, например Optimate, CTEK, Battery Service и другие.

Нагрузочное тестирование аккумулятора можно разделить на два метода:

1. С помощью нагрузочной вилки 100-200А есть смысл проводить ТОЛЬКО при полном заряде аккумулятора, но к сожалению такое тестирование не всегда объективно. И чуть ниже мы объясним почему.
2. Разряд стабилизированным током (тест на емкость)

В свою очередь, проверка емкости аккумулятора на емкость должна проводиться с помощью нагрузки стабилизированным постоянным током С10, С20 (10, 20% током от емкости АКБ). Проверка электрической лампочкой не походит, т.к. в процессе разряда меняется ток и в такой тест говорит нам о емкости ровным счетом ничего. А говорит лишь о том, сколько времени у вас проживет аккумулятор, если вы забудете выключить свет в автомобиле.

В первом случае нам помогут нагрузочные вилки, типа Ring Automotive RBA10 или RBA15, а во втором только профессиональное оборудование типа разрядно-диагностических устройств Conbat, BSL, Torkel и прочих.

В настоящее время широко распространены тестеры аккумуляторных батарей, измеряющих пусковой ток аккумуляторной батареи по методикам EN, DIN, SAE, IEC и т.п. Данные приборы способны качественно оценить работу аккумулятора. Считается, что аккумулятор не пригоден к эксплуатации, если его пусковая характеристика снизится более чем на 25% по отношению к номинальному значению.

К примеру: новая 70Ач батарея имеет пусковой ток (ток холодной прокрутки) 600А (EN), следовательно, как только пусковой ток снизится до 450А (EN) такой аккумулятор необходимо заменить.

Примерами таких устройств могут быть опять же Ring Auotomotive RBA50, RBAG500, RBAG700, а также приборы, которые используют автодилеры от американской компании Midtronics MDX-335P, MDX-655P, EXP-1000  и другие.

Сравнение результатов тестирования аккумуляторной батареи с помощью нагрузочной вилки и тестером пускового тока:

Первый вариант — новая батарея, полностью заряженная, все пластины в рабочем состоянии. Нагрузочная вилка покажет отличный результат.

Второй вариант — новая батарея, полностью разряженная. Нагрузочная вилка покажет плохой результат. Но батарея новая! Ее просто нужно зарядить.

Третий вариант — БУ батарея, полностью заряженная. Нагрузочный тест отличный, т.е. напряжение под нагрузкой изменяется в пределах нормы, а вот тест тока холодной прокрутки покажет потерю 25% пусковых характеристик. И вот с такой батареей начнутся проблемы.

Таким образом, мы видим, что не всегда достаточно определить уровень заряда батареи, а тест нагрузочной вилкой может быть необъективным в случае если батарея не заряжена полность, а разряженную батарею и вовсе не протестировать.

Измерение пускового тока батареи снимает неопределенность в случае БУ аккумуляторов, которые являются заряженными, но не могут выработать достаточное количество энергии для запуска двигателя ТС.

Альтернативный путь нагрузочного тестирования — это проверка напряжения во время запуска двигателя и фиксация наименьшего значения (как это делается в случае с нагрузочной вилкой, но на реальную нагрузку). Более подробно об этом методе описано в статье CrankCheck

(С) Battery Service.  Перепечатка материала возможна только c ссылкой на оригинал статьи.

Лучшие инструменты

Расчет емкости аккумуляторной батареи

Какая емкость АБ Вам нужна?

Опубликовано автором

При расчете системы автономного или резервного электроснабжения очень важно правильно выбрать емкость аккумуляторной батареи. Специалисты компании “Ваш Солнечный Дом” помогут Вам правильно рассчитать необходимую емкость АБ для вашей энергосистемы.

Для предварительного расчета Вы можете руководствоваться следующими простыми правилами.

1. емкость, которую должна выдавать аккумуляторная батарея, рассчитывается исходя из количества электроэнергии в Вт*ч, потребляемого от АБ в режиме разряда. Значение количества электроэнергии рассчитывается исходя из данных вашей нагрузки и режимов ее работы (т.е. когда и сколько будет работать нагрузка данной мощности в течение определенного периода времени, например дня или недели). Это количество электроэнергии нужно поделить на напряжение аккумуляторной батареи (12, 24 или 48 В) для получения значения необходимой потребляемой емкости
2. номинальная емкость АБ (т.е. та, которая указывается в спецификации или названии АБ), будет зависеть от ряда факторов, таких как допустимая глубина разряда, температура окружающей среды, тип АБ и т.д. Значение, полученное в первом пункте, нужно будет умножить на коэффициенты, учитывающие эти условия работы.
3. в общем случае нужно руководствоваться следующими параметрами:
   • допустимая глубина разряда не должна превышать 30-40% для герметичных необслуживаемых батарей, и не более 20% для стартерных батарей.
   • При циклических режимах работы аккумулятора нужно применять гелевые аккумуляторы или специальные аккумуляторы с жидким электролитом. Циклические режимы работы лучше переносят свинцово-кислотные аккумуляторы с панцирными электродами (OPzV и OPzS).
   • При буферном режиме работы (т.е. если основное время аккумуляторы находятся в заряженном состоянии и иногда, при пропадании электрической сети, отдают свою энергию) можно применять аккумуляторы AGM и даже хорошие автомобильные.

   • Необходимо учитывать, что степень заряда аккумулятора не зависит жестко от его напряжения. При быстром разряде большими токами допускается более низкое конечное напряжение батарей (до 9,8В), а если аккумулятор разряжается малым током длительное время, то он может быть разряжен на 100% даже при напряжении на нем более 11,5В.

4. емкость АБ понижается с понижением температуры. Используется коэффициент от 1 до 2,5. Более подробно – в разделах по аккумуляторам. Гелевые аккумуляторы меньше теряют емкость при понижении температуры, AGM и стартерные обычно имеют емкость в 2 раза ниже номинальной уже при 0°C и при дальнейшем понижении температуры их полезная емкость резко падает.
5. срок службы АБ понижается при увеличении температуры окружающей среды выше 25 °C.

Зависимость полезной емкости свинцово-кислотного аккумулятора от тока разряда (на примере АБ емкостью 30А*ч)

Определение емкости аккумуляторной батареи

Емкость аккумуляторной батареи выбирается из стандартного ряда емкостей аккумуляторов с округлением в большую сторону от расчетной. Количество аккумуляторов, соединяемых последовательно, определяется делением номинального напряжения системы (12, 24, 48, 120V) на номинальное напряжение одного аккумулятора. (Следует заметить, что параллельное подключение аккумуляторов не рекомендуется, но допускается параллельное соединение до 4 цепочек аккумуляторов.).

Укажите глубину разряда АКБ и количество дней, в течении которых питание будет поступать только с АКБ (если вы рассчитываете ёмкость для использования с генераторами – поставьте 1 день, если батареи будут заряжаться ветрогенератором или солнечной батареей – нужно указать вероятное количество безветренных/пасмурных дней подряд)

Для определения примерной емкости АБ Вы можете использовать онлайн-форму.

Эта статья прочитана 17906 раз(а)!

Продолжить чтение

• 10000

  Аккумуляторы для систем электроснабжения. Руководство покупателя В интернете есть много разрозненной информации по разным типам аккумуляторов, их возможностям, характеристикам, областям применения, достоинствам и недостаткам. При этом во многих случаях информация эта однобокая — связано это бывает или с недостаточными знаниями…

• 10000

  Раздел «Оборудование — Аккумуляторы» Раздел «Основы — Аккумулирование энергии» Раздел «Библиотека — про аккумуляторы» См. также полную карту нашего сайта со списком всех статей. Купить Аккумуляторы в нашем Интернет-магазине

• 68

  Типы аккумуляторных батарей и области их применения В этой заметке содержатся общие советы по выбору аккумуляторов для систем с возобновляемыми источниками энергии. В заметке затронуты 3 основные технологии: литий-ионные, никель-металл-гидридные и свинцово-кислотные (AGM, или Gel). Мы постараемся избегать формул и…

• 63

  Применение и эксплуатация кислотно-свинцовых герметичных аккумуляторов Автор: Журавлев О. В. В статье рассмотрены вопросы применения и эксплуатации кислотно-свинцовых герметичных аккумуляторных батарей, наиболее широко используемых для резервирования аппаратуры охранно-пожарной сигнализации (ОПС) Появившиеся на российском рынке в начале 90-х годов кислотно-свинцовые герметичные…

• 62

  Как продлить срок службы свинцово-кислотных аккумуляторов? Зачастую представляет определенные трудности использовать напрямую энергию, генерируемую солнечными, ветровыми или микрогидроэлектрическими установками. Поэтому электричество обычно сохраняется в специальных аккумуляторных батареях для последующего использования. Эти батареи очень часто работают по тому же принципу, что…

• 56

  Основные характеристики аккумуляторов Наиболее важными показателями качества АБ являются: емкость, напряжение, габариты, вес, стоимость, допустимая глубина разряда, срок службы, КПД, диапазон рабочих температур, допустимый ток заряда и разряда. Также, необходимо учитывать, что все характеристики производитель дает при определенной температуре -…

Опубликовано в рубрике Аккумулирование энергииОтмечено емкость, руководство для покупателя, расчет, аккумуляторы, заряд аккумулятора

Google рекомендует

Реклама

HydroMuseum – Емкость аккумулятора

Емкость аккумулятора

Емкость аккумулятора – самая важная техническая характеристика аккумулятора, которая 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] · T [час]

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:

W [Дж]= I [А] · U [В] · T [с]

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

W [Вт·час]= E [А·час] · U [В]

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.

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.

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 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

Ток разряда

Чем больше ток разряда, тем меньше емкость аккумулятора. Обычно производитель назначает номинальной емкость свинцового аккумулятора при длительных (10, 20 или 100 часов) разрядах. При 15-минутном разряде емкость свинцового аккумулятора обычно составляет чуть менее половины номинальной емкости.

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 = E_н · (I_н / I)p-1

Здесь E_н ─ номинальная емкость аккумулятора, а I_н ─ 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 градусов Цельсия емкость свинцового аккумулятора возрастает примерно на 5%. При уменьшении температуры от 20 до 0 градусов Цельсия емкость аккумулятора уменьшается примерно на 15%. При уменьшении температуры еще на 20 градусов, 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. Чтобы заменить аккумулятор вовремя, за износом аккумулятора лучше следить с помощью современного тестера емкости аккумулятора ─ индикатора емкости свинцовых аккумуляторов «Кулон»

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.

Недостатки традиционного метода контроля емкости аккумулятора очевидны:

• 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.

что это такое и на что влияет

Основные параметры аккумулятора автомобиля сводятся не только к массе, габаритам и расположению выводов, но и к «электрическим» показателям и характеристикам:

• емкость аккумулятора;
• ток холодной прокрутки,
• электродвижущая сила и т.д.

При этом емкость АКБ является одной из важнейших характеристик. Измеряется емкость в ампер-часах (А-ч, Ач, А∙ч, Ah). Данный показатель позволяет определить величину силы тока, с которой происходит равномерный разряд батареи до конечного напряжения (10.8 вольт).

При выборе аккумуляторной батареи не все автолюбители знают, что такое емкость автомобильного аккумулятора, а также аккумулятор с какой емкостью лучше выбрать. Подробнее читайте в нашей статье.  

Содержание статьи

Что такое емкость аккумулятора

Емкость АКБ (среди автолюбителей также часто встречается обозначение «объем» аккумулятора) на разных батареях отличается. Это значит, что для различных классов авто, мотоциклов и другой техники необходимо подбирать подходящую батарею. Игнорирование данного правила позволит избежать проблем с электрооборудованием и эксплуатацией ТС.

Для аккумуляторов на автомобили емкость измеряется в ампер-часах (сокращенно А-ч). Обычно емкость указана на наклейке на корпусе автомобильного аккумулятора рядом с пусковым током.  По показателю емкости  можно определить величину силы тока, с которой происходит разряд батареи до конечного напряжения  10.8 вольта. Цикл разряда составляет 10-20 часов.

Как рассчитать емкость аккумуляторной батареи

Например, емкость 72 А-ч указывает на то, что автомобильный аккумулятор может в течение 20 часов выдавать ток 3.6 ампер. Далее, когда цикл разряда завершится,  напряжение на выводах АКБ должно быть не меньше 10.8 вольт.

Обратите внимание, что речь идет о постепенном разряде, АКБ не в состоянии выдавать ток 72 ампера в течение 60 минут.  Если увеличить ток разряда, время разряда также уменьшится (степенная зависимость).  Формула такой  зависимости: Cp = I k * t (Cp —емкость аккумулятора, k — коэффициент Пейкерта , который вывел фрмулу,  а обозначение t – время). Коэффициент Пейкерта — постоянная величина для автомобильных свинцово-кислотных АКБ, которая составляет 1.15─1.35.

При этом константа определена по величине номинальной емкости АКБ. Чтобы выполнить расчет реальной емкости АКБ при условии того, что значение  разрядного тока  не постоянное, используется формула E =En (In /I) {p-1} (En — номинальная емкость АКБ, Е – реальная емкость, In номинальное значение разрядного тока, при котором установлена номинальная емкость). Ток в цикле 10 или 20 часов (обычно, это 9% от En).

Номинальная и резервная емкость батареи

Номинальная емкость АКБ является важнейшей характеристикой и определяет общее количество электроэнергии, которое на 100% заряженный аккумулятор способен отдавать в течение определенного времени.

Чем выше оказывается данный показатель, тем дольше батарея будет питать электросеть автомобиля на одном заряде (АКБ 60 Ач способна отдавать ток 1 ампер на протяжении 60 часов, 2 ампера в течение 30 часов и т.д.).

• Что касается резервной емкости – это значение, указывающее на время отдачи заряда 25А при оптимальной температуре 25°С до конечного минимального значения 10.5 В. Информация о резервной мощности есть не на всех батареях, однако на современных АКБ встречается все чаще.

Измеряют резервную мощность в минутах. Зачастую, при номинальной мощности 60 Ач резервная мощность составляет 90 или 100 минут. Данный показатель позволяет понять, сколько автомобиль «продержится» на заряде от АКБ в случае поломки генератора.

Какая емкость аккумулятора лучше

При необходимости заменить аккумулятор, емкость АКБ номинальная представляет собой важный параметр, на который следует обращать особое внимание. С учетом того, сколько аккумуляторов представлено в продаже, многие автолюбители допускают ошибки.

Многие считают, чем больше в автомобиле электрооборудования, тем мощнее должна быть батарея. Обратите внимание, не для каждого автомобиля нужна батарея с большой емкостью! Более того, рекомендованную емкость лучше не превышать.

Например, если легковой автомобиль имеет двигатель объемом до 2.0 литра, для такого мотора достаточно аккумулятора емкостью 60-72 Ач. В любом случае, аккумулятор нужно подбирать с учетом рекомендаций производителя автомобиля, а рекомендованную емкость лучше не превышать больше чем на 5 Ач.

Рекомендации

Номинальная емкость аккумулятора означает, что при температуре 25°С полностью заряженную АКБ разряжают током величиной, которая равна 0.05 от номинальной емкости в течении 20 часов до напряжения 10. 5В на выводах аккумулятора.   

Следует отметить, что разряд до такого состояния на практике приводит к выходу из строя аккумулятора.  Даже разряд до 11.5 В может привести к переполюсовке одной из банок (секций). Дело в том, что секции не разряжаются одновременно.

Это значит, что самая разряженная банка затем начнет брать заряд от соседних. Результат — плюс становится минусом, а минус плюсом. По этой причине не следует разряжать АКБ  не только до 10.5 Вольт, но и до 11.5 В.  Оптимально разряжать батарею до напряжения 12Вольт. В этом случае новый аккумулятор отдает до 85% емкости, при этом без последствий для самой батареи. 

Например, включенные габариты потребляют 35Ватт или 3А, ближний свет и габариты 90 Ватт или 7,5А. При такой нагрузке АКБ на 60Ач сядет до напряжения 12В за 12-13 часов для габаритов. Если же включить ближний свет и габариты, батарея разрядится до 12В  за 4-5 часов.

Еще добавим, что емкость аккумулятора также сильно зависит от класса качества самой батареи, возраста, степени заряда, общего износа и т.д. Как правило, если аккумулятору годи или два, имеет место сульфатация АКБ. Если такой аккумулятор дополнительно не заряжали и не обслуживали, тогда  батарея 60Ач в реальности имеет емкость не более 4-6 Ач.

По этой причине необходимо периодически обслуживать аккумулятор, контролировать уровень и плотность электролита, выполнять десульфатацию аккумулятора и производить правильную зарядку от внешних зарядных устройств.  При таком подходе можно увеличить срок службы АКБ на 20-30%, а также избежать быстрой потери реальной емкости новой батареи уже через 12-18 месяцев активной эксплуатации.

Что такое емкость аккумулятора и от чего она зависит

Содержание:

Определение ёмкости аккумулятора. Физический смысл

Ёмкость аккумуляторной батареи определяет количество времени, в течение которого АКБ сможет давать энергию на полезную нагрузку. Емкость аккумуляторной батареи измеряется в ампер-часах.

Сама физическая единица показывает, что ёмкость аккумуляторной батареи — это произведением тока разряда аккумулятора (в амперах) на время разряда АКБ (в часах).

Ёмкость аккумуляторной батареи — это физическая величина, которая вместе с напряжением батареи определяет количество энергии, которую способна дать полностью заряженная аккумуляторная батарея.

Не следует путать понятия ёмкости аккумуляторной батареи и заряда (заряженность) аккумулятора. Ёмкость определяет потенциал аккумуляторной батареи, то есть количество времени, в течение которого АКБ сможет обеспечить питание нагрузки, если аккумуляторная батарея полностью заряжена.

Реальная ёмкость аккумулятора определяется несколькими факторами: величиной приложенной нагрузки, температурой батареи. Чем больше приложена нагрузка, тем быстрее происходит разряд батареи. Чем ниже температура, тем меньше ёмкости имеет батарея.

Ёмкость аккумулятора — величина, зависящая от способа и условий измерения, поэтому её необходимо рассматривать в соответствии с технической документацией к батареи.

Обычно производитель определяет длительным способ разряда батареи (в течение 20 часов) при комнатной температуре (20 градусов).

Определение ёмкости аккумулятора методом длительного разряда

Стандартным лабораторным методом определения ёмкости аккумулятора является метод длительного контрольного разряда. В начале аккумуляторную батарею полностью заряжают, а потом разряжают постоянным малым током.

Одновременно ведут учёт времени разряда батареи. Ёмкость аккумулятора вычисляют как произведение силы тока на время.

Сложность метода состоит в необходимости поддерживать постоянное значение силы тока разряда, для этого используют специальное оборудование.

Бытовым способом измерения ёмкости аккумулятора является метод разряда АКБ с помощью постоянной нагрузки. При этом используют в качестве нагрузки одну или несколько автомобильных ламп, выбирая нагрузку из расчета 1/20 величины номинальной ёмкости.

Время засекается по обычным часам. Такой метод имеет неточность, так как напряжение АКБ в течение тестирования снижается, и, следовательно, меняется ток нагрузки.

Следует так же опасаться полного (глубокого) разряда АКБ, это может привести к поломке батареи.

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

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

Определение ёмкости аккумулятора с помощью специального электронного тестера

Для быстрого определения ёмкости аккумулятора можно использовать специальные тестеры ёмкости аккумуляторов. Работа таких устройств основана на проведении серии специальных измерений.

Для определения ёмкости тестер отправляет несколько зондирующих импульсов в подключенную аккумуляторную батарею. Получив обратный сигнал, тестер проводит их распознание и с помощью микропроцессора делает необходимые вычисления ёмкости аккумулятора.

Полученный результат выводится на электронный дисплей устройства.

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

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

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

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

Емкость аккумуляторной батареи — важная характеристика при выборе

15024 Опубликовано 24 октября 2018

Аккумуляторная батарея (АКБ) характеризуется рядом параметров,

и одним из основных является электрическая емкость. Электрической емкостью принято понимать способность проводника накапливать заряд, измеряемой в фарадах.

Поэтому, если относить способность накопления энергии к аккумуляторным батареям, то следует принимать определение емкости аккумулятора. Измеряется емкость аккумуляторной батареи в ампер-часах, а сокращенно обозначается «А*ч».

Это значение, вместе с другими характеристиками, указывается в технической документации аккумулятора и на его фирменной этикетке.

Емкость батареи

С точки зрения физики емкость аккумулятора измеряется в Кулонах (Кл), а не в А*ч, и она равна способности проводника отдавать энергию при силе тока в 1А за 1с времени.

Поэтому параметры емкости аккумуляторных батарей C путают с электрическим зарядом Q (количеством электричества). Заряд Q [Кл] в свою очередь  равен [1А]*[1с], при переводе в часы [3600 Кл] = [1А]*[60*60]=[А*ч].

Автомобильные АКБ емкость измеряется в ампер-час (Ah), для мобильных устройств в миллиампер-час (mAh).

Упростим восприятие в виде формул:Также некоторые производители указывают емкость батарей в киловатт-часах (кВт*ч). Чтобы перевести кВт*ч в А*ч необходимо воспользоваться простой формулой мощности P=UI [Вт=В*А], I=P/U [А=Вт/В], таким образом чтобы перевести мощность в ампер-часы необходимо мощность P поделить на напряжение сети (220В/380В) и умножить на час.Номинальная электрическая емкость (С) задает количество электричества, отдаваемое аккумулятором при стандартном цикле разряда, который устанавливается в 10 или 20 часов. Другим условием разряда является конечное напряжение разряда 1,8 В на одну банку аккумулятора. Таким образом, АКБ с номинальным напряжением 12 В разряжается до 10,8 В.

Для определения разрядного тока (в амперах) следует разделить емкость (в ампер-часах) на длительность разряда (в часах).

Пример: АКБ емкостью 66 А*ч может работать 20 часов при токе разряда 66/20=3,3 (А).

Разумеется, это не означает, что эту батарею можно разряжать в течение 1 часа током 66 А – при увеличении разрядного тока емкость АКБ снижается, а большие значения тока недопустимы – пластины аккумулятора могут покоробиться.

Кроме номинальной емкости АКБ существует еще понятие резервной емкости. Резервная емкость определяет, сколько часов аккумулятор сможет питать бортовую сеть автомобиля при отказавшем генераторе. В этом случае резко возрастает разрядный ток, с учетом обогрева и освещения он составляет порядка 25 А. При такой нагрузке резервная емкость составляет ⅔ от номинальной.

Пример: Для АКБ номинальной емкостью 66 А*ч резервная емкость составит ⅔ х 66=44 (А*ч).

Ток 25 А в цепи эта батарея будет поддерживать в течении 44/25≈1,8 (А), т.е. менее 2 часов. На этикетке АКБ резервная емкость, если она указывается, приводится не в ампер-часах, а в минутах. Так, по примеру выше она будет порядка 100 минут.

Существует простое правило определения резервной емкости в минутах «навскидку» — для этого емкость АКБ в А*ч нужно умножить на 1,6. Проверим для нашего аккумулятора: 66 х 1,6≈106 (мин). Почти полное совпадение с предыдущим расчетом.

Номинальная емкость АКБ определяется целым рядом конструктивных и технологических ее характеристик, а также условиями эксплуатации. Среди основных влияющих факторов:

• химический состав электролита;
• размеры свинцовых пластин;
• количество и свойства активной массы.

Емкость зависит и от температуры окружающей среды. На каждый градус температуры ниже 20 °С емкость снижается примерно на 1 А*ч, т.е. при нулевой температуре АКБ может потерять 20 А*ч своей емкости.

Номинальная емкость АКБ не достигнет величин, теоретически рассчитываемых исходя из количества активных веществ в аккумуляторах, поскольку с электролитом взаимодействует не вся активная масса. Обычно коэффициент использования активной массы аккумуляторных пластин составляет 50-60%.

Как измерить емкость своего аккумулятора

Умея измерить емкость аккумулятора, можно проверить соответствие реальной емкости проставленной на этикетке для нового аккумулятора, а также периодически проверять ее для эксплуатируемого.

Для проверки емкости необходимо провести цикл «заряд-разряд» – вначале полностью зарядить аккумулятор (как правило, рекомендуемым зарядным током в 10% от номинальной емкости до напряжения 14,4 В в течение 13-15 часов при зарядке полностью разряженной АКБ), а затем разрядить его для измерения электрической емкости до напряжения 10,8 В требуемым в соответствии с выбранной длительностью цикла разряда (10 или 20 часов) током разряда.

К АКБ необходимо подключить нагрузку, ток через нагрузку контролировать амперметром, а напряжение на клеммах АКБ измерять вольтметром. В качестве нагрузки можно использовать мощный электрический резистор (или реостат) сопротивлением в омах, вычисляемым по формуле R=U/I, где U – номинальное напряжение батареи (вольт), а I – разрядный ток (ампер).

Пример: При разряде 12-вольтовой батареи током 3,3 А сопротивление нагрузочного резистора должно составлять 12/3,3≈3,6 (Ом).

При отсутствии подходящего резистора или реостата в качестве нагрузки можно подключить одну или несколько соединенных параллельно автомобильных ламп накаливания.

Поскольку на лампах, кроме номинального напряжения, обычно обозначается номинальная мощность в ваттах, лампы удобно подбирать по их мощности по формуле: P=U x I, где U – номинальное напряжение батареи (вольт), а I — ток разряда (ампер).

Пример: Для разряда АКБ с номинальным напряжением 12 В током 3,3 А к ней можно в качестве нагрузки подключить автомобильные лампы накаливания общей мощностью 12 х 3,3 ≈ 40 (Вт).

Если аккумулятор емкостью 66 А-ч выдержит испытание, то эти лампы, будучи к нему подключены, будут непрерывно гореть 20 часов, при этом напряжение на выводах аккумулятора не должно опускаться к концу цикла разряда ниже 10,8 В.

Как правильно выбрать аккумулятор для автомобиля по его емкости

Обычно чем выше рабочий объем двигателя, тем более мощный аккумулятор ему требуется. Правильно выбрать АКБ можно по приводимой ниже таблице.

Транспортное средство	Рабочий объем двигателя, л	Рекомендуемая емкость АКБ, А-ч
Легковой автомобиль	1-1,9	55-60
Грузовой автомобиль	1,6-10,9	77-140
Фура, автопоезд	7,2-17	190-200

Ориентировочно требуемую емкость АКБ можно определить, умножив квадратный корень из рабочего объема двигателя на 50.

Пример: 2-литровый двигатель требует АКБ емкостью 50 х √2≈70 (А-ч).

Если бортовая сеть автомобиля перегружена потребителями, либо двигатель автомобиля дизельный (требующий более мощного стартера), аккумулятор можно взять с запасом по емкости. Запас обеспечит пуск двигателя в холодное время года, когда реальная емкость АКБ уменьшается.

Но не следует эксплуатировать автомобиль с АКБ чрезмерно большой емкости – недостаточно мощный генератор окажется не в состоянии полностью зарядить разряженный аккумулятор, и преимущество в электрической емкости окажется мнимым. Также более мощный аккумулятор заставит более напряженно работать автомобильный стартер, что скажется на сроке его службы.

От чего зависит производительность аккумуляторной батареи в

Производительность аккумулятора — это способность батареи как можно дольше сохранять максимальную ёмкость и сопротивляться саморазряду, износу и старению из-за химических процессов.

Аккумуляторы для телефонов и смартфонов — типы и характеристики.

Все хотят выбрать самый хороший элемент питания. И хотя идеального варианта не существует, приблизиться к нему возможно. Просто учитывайте четыре фактора, которые оказывают существенное воздействие на производительность батареи.

Саморазряд аккумулятора

В любом химическом элементе питания уменьшается полезная ёмкость из-за реакций веществ внутри даже тогда, когда он не подключён к электронному устройству. На саморазряд больше всего влияет температура (хранения или эксплуатации).

Срок службы батареи

Период, в течение которого аккумулятор способен вмещать максимальный процент энергии от заявленной ёмкости (рассчитывается заводом в условиях комнатной температуры).

Аккумулятор повышенной ёмкости

Ёмкость — это мера энергии, сохраняемой внутри ячейки.

Выражается она в Ач (ампер-час) или мАч (Миллиампер-час) и определяет способность батареи работать в соответствии с указанными критериями разряда в течение установленного заводом периода времени от одной зарядки.

Аккумулятор повышенной ёмкости (усиленный) превышает спецификации OEM-производителя и обеспечивает более длительное время автономной работы, чем оригинальная батарея.

Пример аккумуляторов повышенной ёмкости для телефонов и их цены.

Температура АКБ

Когда вы переносите телефон или другой гаджет с батареей внутри с холода в тепло и наоборот, то производительность аккумулятора и срок службы снижаются.

• Высокая температура усиливает химические реакции внутри, что преждевременно изнашивает АКБ. • Низкая температура замедляет химические реакции внутри и делает АКБ менее ёмким и надёжным.

Комнатная температура 25°C — это золотая середина, идеальные условия для хранения и эксплуатации батареи. Высокая температура начинается от +35°C. Переохлаждение ниже 0°C негативно сказывается на состоянии батареи (за исключением литиевых ячеек Penn State). Любые резкие перепады тоже приводят к преждевременному износу элемента питания.

Почему АКБ зимой работает хуже? Подготовить аккумулятор на зиму

Проблема подготовки аккумулятора на зиму знакома автомобилистам — зимой аккумулятор слабее и медленнее крутит стартер, быстро разряжается. Это связано с тем, что зимой нагрузка на аккумулятор возрастает, а характеристики аккумулятора резко ухудшаются в связи с понижением температуры эксплуатации.

Рассмотрим влияние холода на основные характеристики свинцовых аккумуляторов:

• внутреннее сопротивление
• напряжение
• емкость
• отдача

Внутреннее сопротивление складывается из сопротивления материала пластин, активного поверхностного слоя пластин, сепараторов, и сопротивления электролита, которое сильно зависит от температуры, снижение подвижности ионов и увеличение вязкости электролита повышают внутреннее сопротивление.

При температуре от -30°C до -40°C снижается скорость диффузии ионов электролита, проводимость активного слоя падает в восемь раз, проводимость сепараторов в четыре раза.

Основными свойствами электролита являются плотность, температура замерзания, вязкость и удельное сопротивление.

Плотность электролита находится линейной зависимости от температуры в диапазоне от 20 С до – 30 С и может определяться по формуле 1.28 + (Т-20)Х0.007

В диапазоне от 0°C до -30°C при падении температуры на 1°C:

— вязкость увеличивается на 16%

— удельное сопротивление увеличивается на 15%

— емкость аккумулятора падает на 4%

Внутреннее сопротивление также увеличивается при разряде большими токами как результат уменьшения плотности электролита в порах активной массы и около электродов.

Зависимость удельного сопротивления электролита плотностью 1,30 г/см3 от температуры:

Температура, °С	Удельное сопротивление электролита Ом·см
+ 40	0,89
+ 25	1,28
+ 18	1,46
	1,92
–  18	2,39

Соответственно, с падением температуры аккумулятора снижается максимальный отдаваемый батареей ток.

Как видно из вышеприведенных данных, с понижением температуры электролита с +40°С до -18°С удельное сопротивление возрастает в 2,7 раза.

Напряжение на клеммах аккумулятора является разницей значения электродвижущей силы (ЭДС) и падением напряжения на внутреннем сопротивлении аккумулятора, которое значительно зависит от температуры, плотности электролита и потребляемого тока.

Напряжение заряда при 20°С составляет 13,8 В, при снижении температуры должно увеличиваться на 0,003 В/град, что составляет при О°С дополнительно 0,6В (14,4В) и при -20°С  дополнительно 1,2В (15В).

Зимой АКБ страдают от недозаряда, особенно при коротких поездках. 

• Напряжение на клеммах АКБ 12,72 В говорит о 100% заряде.
• 12,24 В — заряде 50%,
• 11,76 В соответствует полностью разряженному аккумулятору.

При частичном заряде падает плотность электролита и повышается вероятность его замерзания и разрушения батарей.
Электролит плотностью 1,28 замерзает при -65°C, плотностью 1.20 при -20°C, плотностью 1.10 при – 7 °C.

Емкостью аккумулятора называется количество электричества, которое может отдать полностью заряженный аккумулятор при заданном режиме разряда, температуре и конечном напряжении. Емкость измеряют в ампер-часах и определяют по формуле C=Ip*tp, где С – емкость, а·ч;Ip – сила разрядного тока, а;tp – время разряда, ч.

Снижение емкости аккумулятора при понижении температуры вызвано повышением вязкости электролита и замедлением диффузии электролита в поры активной массы, внутренние слои которой не участвуют в реакции разряда.

Отдача по емкости — отношение количества электричества, полученного от аккумулятора при разряде, к количеству электричества, необходимого для заряда аккумулятора до первоначального состояния при определенных условиях. Отдача по емкости зависит от полноты заряда, который падает с падением температуры электролита.

Все вышесказанное объясняет значительное влияние холода на основные характеристики свинцовых аккумуляторов. В холодное время, разряженный после неудачного запуска двигателя и оставленный в машине почти новый аккумулятор, может быть испорчен в результате замерзания электролита.

Если рассматривать практический пример, то мы наблюдали падение емкости АКБ с 80 A/ч  до 12 А/ч при температуре -18°C и токе разряда 240А.

1. Утепление подкапотного пространства

2. Если автомобиль хранится в гараже, то можно подсоединить к аккумулятору коннекторы постоянного подключения и соединять его с зарядным устройством Optimate или Battery Service — данные зарядные устройства имеют режим хранения и не требуют отключения от акб после окончания процесса зарядки акб.

3. С периодичностью раз в неделю/месяц (в зависимости от состояния акб и температуры эксплуатации) подзаряжать аккумулятор зарядным устройством. 

4. Обязательно менять масло в двигателе на зимнее — это позволит не только снизить нагрузку на акб в момент старта двигателя, но и значительно увеличит срок его службы.

Емкость аккумуляторной батареи

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

• Емкость измеряют в ампер-часах и определяют по формуле:
• C=Ip *tp,гдеС– емкость, Ач;
• Ip– сила разрядного тока, А;
• tp– время разряда, Ч.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

При увеличении тока разряда емкость батареи уменьшается. АКБ при форсированных режимах разряда отдают емкость меньше, чем при разряде более длительными режимами (небольшой величиной тока).

Поэтому на аккумуляторах могут быть обозначения при 3,5,6,10,20 и 100 часах разряда. При этом емкости одной и той же батареи будут совершенно разные.

Наименьшая будет при 3-х часовом разряде, наибольшая при 100 часовом.

С повышениемтемпературы электролитаемкость растет, но при излишне высоких температурах уменьшается срок их службы.

Это происходит потому что, при повышении температуры электролит легче проникает в поры активной массы, так как уменьшается его вязкость и увеличивается внутреннее сопротивление.

Поэтому в реакции разряда принимает участие больше активной массы, чем при заряде, производившемся при более низкой температуре.

При низкихже температурах емкость и полезное действиеАКБбыстро уменьшается.

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

Калькулятор емкости инверторной батареи

и простая в использовании формула

Если вы планируете купить новую инверторную батарею, вы наверняка достигли точки, когда у вас возникла необходимость рассчитать емкость необходимой вам батареи. Значит, вы здесь.

Вам необходимо рассчитать емкость, чтобы вы могли выбрать для себя подходящий аккумулятор. Емкость инверторной батареи — это просто количество нагрузки, которую ваша инверторная батарея способна выдержать за одну зарядку.

В этом руководстве мы поделились калькулятором для расчета емкости аккумулятора и примером, который поможет вам рассчитать емкость.

КАЛЬКУЛЯТОР ЕМКОСТИ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

Это создано специально для вас. Поместите свои числа в калькулятор ниже и произведите эти вычисления за секунды. Если у вас возникнут трудности с расчетами, пропустите этот раздел и переходите к следующему.

Примечание: Считайте, что приведенный выше расчет является приблизительным, потому что мы не можем точно знать, сколько потребляет старый вентилятор или телевизор, работает ли ваш инвертор до своей эффективности и т. Д., Вы можете рассмотреть буфер от 10% до 15% для выше результат.

Примечание: Если вы хотите рассчитать время автономной работы, используйте этот калькулятор.

КАК РАССЧИТАТЬ ЕМКОСТЬ АККУМУЛЯТОРА ИНВЕРТОРА: ФОРМУЛА

Возникли трудности с расчетом емкости аккумуляторной батареи инвертора по приведенной выше таблице? Следуйте инструкциям и примерам ниже.

1. РАССЧИТАТЬ ОБЩУЮ НАГРУЗКУ (В ВАТТАХ):

Это общая нагрузка, которую может выдержать ваш инверторный аккумулятор. Чем больше емкость у вашего аккумулятора, тем большую нагрузку он сможет нести в течение долгих часов.

Итак, все сводится к количеству устройств, которые вы хотите подключить к инвертору.

В качестве примера предположим, что вам нужно питание, 4 лампы по 40 Вт и 3 вентилятора по 75 Вт каждый. Общая нагрузка в этом случае составит:

4 x 40 + 3 x 75 = 385 Вт

Следовательно, нагрузка на инвертор будет 385 Вт в час.

Ватт, который потребляет каждое устройство, обычно указывается на упаковке устройства. Воспользуйтесь нашим простым калькулятором нагрузки, чтобы рассчитать потребность в ваттах в час.

Примечание: Рассчитайте требования к нагрузке только для тех устройств, которые вы подключили к инвертору или планируете использовать во время отключения электроэнергии путем подключения к инвертору.

2. ОЦЕНИТЕ ВРЕМЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ (В ЧАСАХ):

Это просто означает, на сколько вы хотите, чтобы батарея прослужила при отключении питания.Вы можете оценить это, посчитав среднее время отключения электроэнергии в вашем районе.

Например, обычно, если отключение электричества в вашем районе длится 3 часа, это означает, что вам обычно потребуется 3 часа резервного питания.

С учетом климатических условий и доступности ресурсов в Индии необходимо обеспечить минимум 3 часа резервного питания.

3. ПРОВЕРЬТЕ ВХОДНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ АККУМУЛЯТОРА:

Это просто означает напряжение батареи. В Индии почти все инверторные батареи имеют входное напряжение 12 В.Вы можете проверить это в своем продукте или в руководстве пользователя.

4. УЗНАЙТЕ ЭФФЕКТИВНОСТЬ АККУМУЛЯТОРА%:

При разрядке инвертором может произойти некоторая потеря энергии, которая неизбежна. Эта эффективность разряда варьируется от инвертора к инвертору, что вы можете найти в каталоге продукта или руководстве по продукту. В целом, все инверторы основных брендов обеспечивают КПД 80%, то есть 0,8.

5. РАССЧИТАТЬ ЕМКОСТЬ АККУМУЛЯТОРА (АЧ):

ФОРМУЛА:

Емкость аккумулятора = (общая нагрузка в ваттах X время использования) / (входное напряжение X КПД%)

Чтобы понять приведенную выше формулу, примите следующие числа.

• Общая нагрузка: 385 Вт
• Время использования: 3 часа
• Входное напряжение: 12 В
• КПД: 0,8

(385 X 3) / (12 X 0,8) = 120,3125

Следовательно, в этом случае аккумулятор емкостью 120,3125 Ач должен служить хорошо. Батареи такой же емкости могут быть недоступны на рынке, поэтому вы можете выбрать батареи более 120 Ач, например, 150 Ач.

---

ТАБЛИЦА ЕМКОСТИ АККУМУЛЯТОРА — ВРЕМЯ РЕЗЕРВНОЙ РАБОТЫ И НАГРУЗКА — ДЛЯ БЫСТРОГО ОБРАЩЕНИЯ:

Мы создали таблицу сравнения времени резервного копирования и нагрузки, чтобы вы могли принять правильное решение.

3755 AH

ВРЕМЯ РЕЗЕРВНОГО КОПИРОВАНИЯ ПРОТИВ НАГРУЗКИ	100 Вт	200 Вт	300 Вт	400 Вт	500 Вт	600 Вт	700 Вт 12106
62,5 AH	93,75 AH	125 AH	156,25 AH	187,5 AH	218,75 AH
4 ЧАСА	41,76 AH33 AH	125 AH	166,67 AH	208,33 AH	250 AH	291,67 AH
5 ЧАСОВ	52,08 AH126 5 часов	52,08 AH126		104	312,5 AH	364,6 AH
6 ЧАСОВ	62,5 AH	125 AH	187,5 AH	250 AH	3126 9012,5 AH
7 ЧАСОВ	73 AH	145,83 AH	218,75 AH	291,67 AH	364,6 AH	437,5 AH125 8106	437,5 AH			437,5 AH	166,7 AH	250 AH	333,33 AH	416,67 AH	500 AH	583,33 AH
10 ЧАСОВ	104,17 AH5 AH	416,67	520,83 AH	625 AH	729 AH

Примечание:

1. Вышеприведенные расчеты выполнены исходя из предположения, что напряжение — 12В; КПД батареи — 80%.
2. Точные требования к емкости могут отсутствовать на рынке, поэтому выбирайте аккумулятор почти большей емкости. Аккумуляторы общей емкости — 80, 100, 120, 135, 150, 180, 200, 220 Ач.
3. Для нагрузок более 700 Вт в час рекомендуется покупать> 1 аккумулятор, чтобы выполнить требование.

---

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ:

1. А чем лучше батарея выше АХ?

Чем выше AH, тем выше его емкость для хранения заряда и питания устройств в течение более длительного времени. Более высокое значение Ач обеспечивает более высокое время работы или резервного питания.

Однако более высокая батарея AH требует дополнительных затрат, веса и объема; поэтому рассчитайте свою потребность в мощности и примите разумное решение. Мы рекомендуем использовать минимум 150 Ач, хотя ваша потребность в емкости составляет менее 150 Ач.

2. Сколько AH мне нужно для дома?

Это зависит от требований к нагрузке, частоты и продолжительности отключения электроэнергии в вашем регионе. В целом емкость 150 Ач вполне подходит для дома. Рассчитайте требуемую вместимость, используя приведенную выше таблицу или калькулятор, чтобы выбрать наиболее подходящую емкость для вашего дома.

3. Сколько ватт у батареи на 150 Ач?

При входном напряжении аккумулятора 12 В, полностью заряженный аккумулятор емкостью 150 Ач может разрядить 150 (Ач) * 12 (В) = 1800 Вт-ч в идеале.

Но при разряде может быть некоторая потеря энергии, поэтому при эффективности батареи 80% — он может выдавать 1800 Вт · ч * 80% = 1440 Вт · ч , т.е. Он может обеспечить ток 1440 Вт в течение 1 часа или ток 720 Вт в течение 2 часов. часы.

1440 Вт · ч равно 1,44 ед. Тока.

---

УПАКОВКА

Прежде чем покупать лучшие инверторные батареи в Индии, вам необходимо рассчитать свои потребности, чтобы вы могли выбрать для себя правильную емкость инверторных батарей .

Я уверен, что эта статья и эти калькуляторы помогли вам в этом 🙂

ТАКЖЕ ЧИТАЙТЕ:

1. Как увеличить время резервного копирования?
2. Как продлить время автономной работы?
3. Как проверить аккумулятор инвертора?
4. Аккумуляторная вода — все, что вам нужно знать
5. Почему аккумуляторная батарея инвертора нагревается?

СУРЕНДРА РЕДДИ

Эй !! Это Сурендра Редди.Я знаю, о чем вы могли подумать, кто, черт возьми, пишет блоги об инверторных батареях? И пока я пишу это, мне тоже это смешно. Пожалуйста, прочтите страницу с моей историей о блоге!

Trojan Battery Company | калькулятор емкости аккумулятора

Добро пожаловать в калькулятор размеров возобновляемой энергии троянских батарей. Этот калькулятор — инструмент, который поможет вам определить модель и количество троянских батарей, необходимых для вашей системы возобновляемой энергии или резервного питания.Калькулятор рекомендует батареи на основе ваших входных данных, а результаты ранжируются в соответствии с их сроком службы.

Выберите параметры конструкции вашей системы		Требования к системной нагрузке и емкости аккумулятора Приведенные ниже значения будут меняться по мере ввода параметров системы и оценок нагрузки. Ватт-часов батареи в день для нагрузок переменного тока (включая 15% потерь инвертора переменного тока) Втч / день Ватт-часов батареи в день для нагрузок постоянного тока Втч / день Общее количество ватт-часов батареи в день (при условии 97% эффективности проводки и распределения) Втч / день Среднесуточная потребность батареи в ампер-часах (с V аккумуляторная система) Ампер-часы (@V) Требуемая емкость системы * (на основе желаемого% DOD) для достижения дней автономии. Ампер-часы (@V)
Выберите расчетное напряжение батареи системы (12 В, 24 В или 48 В)
Выберите тип вашей фотоэлектрической системы
Выберите желаемую глубину разряда батареи (DOD) DOD описывает, какая часть общей емкости в ампер-часах используется во время цикла разряда, и выражается в процентах от ее номинальной емкости (выберите 40% в качестве DOD, если вы хотите взять не более 40 Ач от аккумулятора на 100 Ач) Максимальный DOD для автономных систем составляет 50%.Это значение было автоматически снижено до 50% при переключении на «Off-Grid».
Тип аккумулятора
Дней автономной работы Это количество дней, в течение которого батарея должна обеспечивать питание указанных нагрузок (выберите 2 дня, если вы хотите запитать свои нагрузки в течение желаемой продолжительности более 2 дней)

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, используемая 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 протыкайте, 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 построен 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

Сравнение химического состава аккумуляторных элементов

Вы можете ввести в заблуждение множество различных терминов, связанных с емкостью аккумулятора, например Wh, mAh, Ah … Вот несколько советов, которые могут помочь вам понять:

1.Wh означает ватт-час.

Батарея емкостью 100 Вт · ч может обеспечивать мощность 100 Вт в течение 1 часа, мощность 20 Вт в течение 5 часов.

Это устройство, которое BiXPower любит использовать, поскольку оно намного точнее и может сравнивать разные батареи. Аккумулятор на 200 Втч наверняка имеет больше емкости, чем аккумулятор на 100 Втч.

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

Это очень вводящая в заблуждение единица. Когда аккумулятор рассчитан на мАч или Ач, он всегда должен быть связан с напряжением.Емкость аккумулятора 10 Ач при 12 В больше, чем у аккумулятора 10 Ач при 5 В.

Однако на рынке много литиевых батарей, в которых не указывается напряжение, когда указывается их емкость мАч (или Ач). В этих случаях, скорее всего, они измеряют напряжение элемента литиевой батареи, которое составляет 3,6 В или 3,7 В. К моменту времени 3,6 (или 3,7), затем разделенному на 1000, это будет его точная мощность в ватт-часах. Например, фактическая емкость аккумулятора на 10000 мАч составляет 10000 x 3,6 / 1000 = 36 Вт-час.

Вы можете сравнить два емкость аккумуляторов по ампер-часам только при одинаковом напряжении.Если два батареи имеют разное напряжение, при использовании ватт-часов будет больше точный.

Батарея емкостью 1 ампер-час может обеспечивать ток мощностью 1 ампер в течение 1 часа.
1 Ватт-час = 1 Ампер-час x 1 Вольт.

Мы рекомендуем сравнивать емкость аккумуляторов по ватт-часам, а не по ампер-часам. Ватт-час — более точная единица измерения показать емкость, чем ампер-час при сравнении батарей с разные выходные напряжения.

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

Представьте себе автомобильный бензобак. Емкость — это сколько галлонов бензина может вместить бак. Выходная мощность — это скорость, на которой может двигаться автомобиль. Аккумулятор с большой емкостью Втч (или мАч) похож на машину с большим баком. Автомобиль с большим бензобаком может проезжать очень большие расстояния, но это не означает, что автомобиль может двигаться с очень высокой скоростью. Аккумулятор с большой емкостью в Ампер-часах может работать долго, но это не означает, что аккумулятор может выдавать большой ток в Ампер. .

4. Номинальная емкость и фактическая выходная емкость:

А аккумулятор Емкость в ватт-часах обычно рассчитывается на основе номинальной емкости аккумуляторных элементов. Например, если номинальная емкость аккумуляторных элементов составляет 3,7 В x 2350 мАч = 8,7 Вт · ч, а аккумуляторная батарея состоит из 18 элементов, то емкость аккумулятора составляет 8,7 x 18 = 156,6 Вт · ч.

Емкость элемента батареи оценивается в стандартных условиях испытаний и позволяет сравнивать различные элементы батареи.Однако фактическая выходная мощность элемента батареи в реальных условиях обычно меньше номинальной выходной мощности. Условия никогда не бывают такими идеальными, как в лаборатории.

При использовании многих аккумуляторных элементов для изготовления аккумуляторной батареи может потребоваться добавить много дополнительных цепей управления для обеспечения безопасности и некоторой функции зарядки / разрядки. Эти дополнительные схемы должны потреблять немного энергии от аккумуляторных элементов. Литий-ионный аккумулятор саморазрядится во время хранения. Чтобы предотвратить чрезмерную разрядку литий-ионной батареи, схемы защиты литиево-ионной батареи отключают выход батареи до того, как батарея фактически полностью разрядится. Фактическая выходная мощность аккумуляторного блока будет меньше номинальной емкости аккумулятора из-за этих факторов.

Как рассчитать, сколько емкости батареи вам нужно

Сколько батареи вам нужно для работы вашего устройства? Вот как вы это оцениваете.

Step 1

Небольшое руководство по измерению заряда. В конце концов, в аккумуляторе хранятся электроны. В TOPTECH мы все узнали, что мера заряда — это кулон, который равен единице у одного электрона.602e-19 кулонов заряда. Один ампер, протекающий в проводе в течение одной секунды, будет использовать один кулон заряда. Q = I * t, где Q — заряд в кулонах, I — ток в амперах, а t — время в секундах. Количество заряда, проходящего через этот провод (проводящий ток 1,0 А) за 60 секунд, составляет 60 кулонов, и за один час вы бы сказали «привет» и «до свидания» 3600 кулонам заряда.

Батареи, очевидно, были разработаны инженерами, которые подписались на «самую простую» систему измерения.Они устали вытаскивать свои логарифмические линейки, чтобы делить их на 3600 каждый раз, когда они хотели знать, сколько 24000 кулонов прослужат им, и придумали несанкционированную единицу ампер-часов. Позже, когда использовались батарейки меньшего размера, они стали показывать миллиампер-часы, дефис не смущает. Ампер-часы означает амперы, умноженные на часы. Разделите на амперы, и вы получите часы, разделите на часы, и вы получите амперы. Так что это не ампер и не ампер в час, это ампер-часы. И, кстати, я даже использовал термин «ампер-секунды», потому что, когда вы говорите «кулоны», все смотрят на вас остекленевшими глазами.Не поймите меня неправильно, я люблю ампер-часы за единицы, это удобное практическое правило. Amphours — это сколько заряда хранится в аккумуляторе. Поскольку напряжение в батарее меняется во время разряда, это не идеальный показатель того, сколько энергии хранится, для этого вам потребуются ватт-часы. Умножение среднего или номинального напряжения батареи на емкость батареи в ампер-часах дает вам оценку того, сколько ватт-часов содержит батарея. E = C * Vavg, где E — запасенная энергия в ватт-часах, C — емкость в амперах. -часов, а Vavg — среднее напряжение при разряде.Да, ватт-часы — это мера энергии, как и киловатт-часы. Умножьте его на 3600, и вы получите ватт-секунды, которые также известны как Джоули. Пока мы находимся в прелюдии, я мог бы также упомянуть, что, поскольку заряд в конденсаторе Q = CV, аккумулятор также может быть оценен в фарадах. Щелочная батарея AA на 1,5 В, которая хранит 2 ампер-часа заряда (то есть 7200 кулонов), имеет эквивалентную емкость 4800 Фарад. Конечно, из аккумулятора получается очень странный конденсатор, потому что напряжение не падает пропорционально накопленному заряду, у него высокое эквивалентное сопротивление и т. Д.

Следующий метод предполагает, что вы знаете, сколько ампер вам нужно от батареи. Если вы знаете, сколько ватт, переходите к шагу A ниже.

Шаг 2

Обратная сторона конверта Если потребляемый ток равен x ампер, время равно T часов, тогда емкость C в ампер-часах isC = xT Например, если ваша помпа потребляет 120 мА и вы хотите, чтобы она работала в течение 24 часовC = 0,12 ампер * 24 часа = 2,88 ампер-часов

Шаг 3

Расчет срока службы в цикле Нецелесообразно полностью разряжать аккумулятор до нуля во время каждого цикла зарядки.Например, если вы хотите использовать свинцово-кислотную батарею в течение многих циклов, вы не должны запускать ее после 80% заряда, оставив 20% в батарее. Это не только увеличивает количество циклов, которое вы получаете, но и позволяет батарее разряжаться на 20%, прежде чем вы начнете получать меньшее время работы, чем предусмотрено конструкцией для

C ‘= C / 0,8

Для приведенного выше примера

C’ = 2,88 AH / 0,8 = 3,6 Ач

Шаг 4

Рекомендации по скорости разряда Некоторые химические элементы батарей дают намного меньше ампер-часов, если вы их быстро разряжаете.Это большой эффект для щелочных, углеродно-цинковых, воздушно-цинковых и свинцово-кислотных батарей. Это незначительный эффект для никель-кадмиевых, литий-ионных, литий-полимерных и никель-металлгидридных аккумуляторов. Для свинцово-кислотных аккумуляторов номинальная емкость (т. Е. Количество AH, указанное на боковой стороне аккумулятора) обычно указывается для 20-часовой разрядки. Если вы разряжаете с медленной скоростью, вы получите номинальное количество ампер-часов из них. Однако при высоких скоростях разряда емкость резко падает. Эмпирическое правило состоит в том, что для скорости разряда в течение 1 часа (т.е. потребляя 10 ампер от батареи на 10 ампер-час, или 1C), вы получите только половину номинальной емкости (или 5 ампер-часов от батареи на 10 ампер-час). Для большей точности можно использовать графики, подробно описывающие этот эффект для разной скорости разряда.

Например, если ваш портативный гитарный усилитель стабильно потребляет 20 ампер, и вы хотите, чтобы он продержался 1 час, вы должны начать с шага 1: C = 20 ампер * 1 час = 20 AH Затем перейдите к шагу 2C ‘= 20 AH / 0,8 = 25 AH Тогда учтем высокую скорость C » = 25 /.5 = 50 Ач. Таким образом, вам понадобится герметичная свинцово-кислотная батарея на 50 ампер-час, чтобы усилитель работал в течение 1 часа при среднем потреблении 20 ампер.

Step 5

Что делать, если у вас нет постоянной нагрузки? Очевидно, что нужно сделать — это определить среднюю потребляемую мощность. Рассмотрим повторяющийся цикл, каждый из которых длится 1 час. Он состоит из 20 ампер в течение 1 секунды, а затем 0,1 ампер в течение оставшейся части часа. Средний ток будет рассчитан следующим образом: 20 * 1/3600 + 0,1 (3559) / 3600 = средний ток 0,1044 ампера.(3600 — количество секунд в часе). Другими словами, вычислите, сколько ампер потребляется в среднем, и выполните шаги 1 и 2. Шаг 3 очень сложно предсказать, если у вас небольшие периоды высокого тока. Хорошая новость, постоянное потребление 1С снизит мощность намного больше, чем короткие импульсы 1С с последующим периодом покоя. Таким образом, если средний потребляемый ток составляет около 20 часов, то вы приблизитесь к мощности, прогнозируемой при 20-часовом режиме работы, даже если вы потребляете его в импульсах сильного тока.Фактические данные тестирования трудно получить, не выполнив тест самостоятельно. Если вы знаете ватты, а не амперы, выполните следующую процедуру. это запасенная энергия. Суть в том, чтобы использовать известные вам ватты для расчета ампер при напряжении батареи. Например, скажем, вы хотите проработать лампочку мощностью 250 Вт 110 В переменного тока от инвертора в течение 5 часов. Ватт-часы = Вт * часы = 250 Вт * 5 часов. = 1250 ватт-часов Счет для эффективности инвертора, скажем, 85% ватт-часов = ватт * часы / эффективность = 1250/0.85 = 1470 ватт-часов Так как ватт = ампер * вольт разделите ватт-часы на напряжение батареи, чтобы получить ампер-часы заряда батареи.

Ампер-часы (при 12 вольт) = ватт-часы / 12 вольт = 1470/12 = 122,5 ампер-часов. Если вы используете батарею с другим напряжением, ампер-часы будут изменяться путем деления на напряжение батареи, которое вы используете . Теперь вернитесь к шагам 3-5 выше, чтобы уточнить расчет.

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 батарей

Вообще говоря, батареи LiCo имеют удельную энергию 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.

Батареи

LiFe , с другой стороны, 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 основой для анода. Они идеально подходят для тяжелого оборудования и промышленного применения, поскольку лучше выдерживают высокие и низкие температуры.

Заключение

Что касается одиночного элемента, положительные и отрицательные материалы и производственный процесс аккумулятора 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 мы также производим 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 увеличенного срока службы .

Видео

Аккумулятор Monday Channel

Grepow ‘ Battery Monday Channel посвящен знанию аккумуляторов и совету по аккумуляторам.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

Объяснение разницы между реальной и номинальной производительностью

Бесспорно, павербанки сделали нашу жизнь проще, когда дело дошло до продления срока службы батарей их портативных устройств, особенно смартфонов и планшетов.Однако наиболее распространенным сценарием является ситуация, когда пользователи заряжают свои сотовые телефоны только для того, чтобы обнаружить, что батарея их аккумуляторов разряжена «раньше времени».

Большинство людей логически пришли к выводу, что существует разница между мощностью блока питания и фактической мощностью, передаваемой на их сотовые телефоны. Они также заметили, что этой емкости недостаточно для зарядки их сотовых телефонов столько раз, сколько они рассчитали изначально, что разочаровало их.

Распространено предположение, что, например, 10000 мАч сможет зарядить аккумулятор телефона 2500 мАч ровно 4 раза.Тем не менее, это не так. Посмотрим почему.

Понимание реальной емкости power bank

Большинство павербанков создано с использованием литий-ионных аккумуляторов со средним напряжением 3,7 В. Это напряжение, которое производители используют для расчета теоретической емкости своих аккумуляторов . Итак, когда вы видите блок питания емкостью 10000 мАч, он основан на значении 3,7 В.

Однако, когда аккумуляторы используются для зарядки других устройств, они не поставляют 3.7V. Вместо этого им нужно подавать 5 В, что является обязательным стандартом USB. Если вы посмотрите на один из выходных портов любого блока питания, скорее всего, вы увидите одно из следующих значений, напечатанных рядом с ним: 5 В / 1 А, 5 В / 2 А, 5 В / 2,4 А и т. Д. Всегда 5 В, а не 3,7 В.

Значит, когда родное 3,7 В преобразуется в поставленные 5 В, емкость тоже падает. Емкость 5 В можно рассчитать по следующей формуле:

Емкость 5 В = (3,7 В * заявленная мощность) / 5 В

Например, если мы возьмем внешний аккумулятор на 10000 мАч, его фактическая емкость будет:

Емкость 5 В = (3.7 В * 10000 мАч) / 5 В = 7400 мАч

Как видите, предоставленная мощность на самом деле на 26% меньше заявленной теоретической емкости.

Но это еще не все! Реальная емкость пауэрбанка еще меньше !! Это связано с еще одним фактором, который необходимо учитывать: потерями мощности.

Общие сведения о потерях мощности

Как упоминалось ранее, у павербанков есть собственное напряжение 3,7 В, но на самом деле им нужно подавать 5 В. Таким образом, напряжение повышается через схему преобразователя, помещенную между блоком питания и заряженным устройством, что приводит к начальным потерям мощности.

Кроме того, батареи электронных устройств сделаны из лития, и они также работают при напряжении 3,7 В, что означает, что происходит еще одно преобразование энергии, вызывающее еще большие потери.

И последнее, но не менее важное: кабель USB также вызывает потери мощности из-за своего внутреннего сопротивления.

Все эти факторы суммируются и выражаются в виде рейтинга эффективности, который обычно составляет от 80% до 90%. Рейтинг эффективности варьируется от одного блока питания к другому, хотя многие производители предпочитают не раскрывать его клиентам.

Как рассчитать фактическую вместимость?

Как мы видели, необходимо учитывать как коэффициент преобразования напряжения, так и номинальный КПД. Тогда фактическая мощность может быть получена по следующей простой формуле:

Фактическая мощность = 3,7 В x заявленная мощность x эффективность (в десятичной системе) / 5 В

Xiaomi Mi Power Bank PRO емкостью 10000 мАч является одним из самых популярных аккумуляторов на рынке, поскольку он имеет рейтинг эффективности до 93%, который фактически указан в технических характеристиках под термином «коэффициент конверсии»:

Если взять пример, то фактический расчет мощности выглядит следующим образом:

Фактическая вместимость = 3.7 В x 10000 мАч x 0,93 / 5 В = 6882 мАч

Этот результат показывает, что устройствам может быть предоставлено только 68,82% заявленной емкости.

Однако интересно отметить, что если бы у power bank был коэффициент полезного действия 0,9, результат был бы 0,666; другими словами, две трети.

Таким образом, если вы хотите узнать реальную емкость блока питания, но не знаете его коэффициент полезного действия, тогда вы можете оценить, что 2/3 теоретической емкости — это его фактическая емкость .Однако фактическая емкость будет отличаться от производителя к производителю. Одно исследование показало, что вы можете найти разницу в 40% между заявленной и реальной емкостью power bank.

Как проверить реальную емкость пауэрбанка?

Невозможно узнать точную внутреннюю емкость, не разбирая блок питания, но, тем не менее, можно измерить выход USB.

Для выполнения этой процедуры USB-кабель подключается к полностью заряженному блоку питания, а другой перерезается, изолируя четыре цветных провода.Затем к черной и красной клемме (1 и 4) подключается резистор 5 Ом. Через него будет циркулировать ток 1 А или 1000 мА, поскольку 5 В — это стандартный выход USB.

Напряжение контролируется вольтметром в течение определенного количества часов в соответствии с емкостью блока питания. Если аккумулятор power bank работает столько же часов, сколько указано в емкости, то это фактическая емкость. На самом деле эта емкость меньше из-за потерь мощности.

Например, для блока питания на 12000 мАч постоянная токовая нагрузка в 1 Ампер в час будет потребляться в течение 12 часов.Однако в более раннее время напряжение должно упасть до 3–4 В, примерно до двух третей емкости (8 часов), что указывает на реальную емкость блока питания.

Что касается рейтинга эффективности, его можно получить по формуле для расчета фактической мощности:

Эффективность (в десятичной системе) = Фактическая мощность x 5 В / 3,7 В x Заявленная мощность

При питании от аккумулятора 5 В в течение 8 часов рейтинг эффективности будет:

КПД (в десятичной системе) = 8000 мАч x 5 В / 3.7 В x 12000 мАч = 0,90

Ознакомьтесь с этой специальной статьей, чтобы узнать больше о методах тестирования емкости power bank.

Из опыта читателей

С нами связался один из наших читателей, который протестировал их блок питания на 25000 мАч, но был удивлен, что на самом деле он имел емкость 10758 мАч. С его согласия мы публикуем его выводы, чтобы другие читатели могли извлечь уроки из этого практического опыта:

« Оказывается, я тестировал свои блоки питания на точно таком же испытательном стенде.У меня случайно оказался резистор 5 Ом с номинальной мощностью 5 Вт, поэтому я отрезал USB-кабель и подключил его (соблюдая осторожность, чтобы убедиться, что сопротивление моих выводов было очень маленьким по сравнению с 5 Ом). Моим первым шагом было тщательно измерить фактическое сопротивление резистора, когда он был горячим от тока в 1 ампер. Затем я подключил свой резистор к выходу блока питания и контролировал указанный оставшийся заряд в блоке питания (у блоков питания Todamay есть цифровой дисплей, показывающий оставшийся заряд), а также фактическое напряжение на резисторе (что к чести Todamay был удивительно постоянным во всем диапазоне оставшегося заряда в блоке питания).Зная напряжение на резисторе и сопротивление, я получаю ток.

Я приложил электронную таблицу, которую использовал для записи и анализа данных (см. Приложение). На первой странице электронной таблицы, озаглавленной «Разрядка №1», представлены данные, полученные во время разрядки блока питания из состояния заряда «при поставке» от 77% до 0%. На второй странице таблицы показан процесс зарядки павербанка от 0% до 100% заряда. Я не следил за мощностью, необходимой для зарядки павербанка.Третья страница, озаглавленная «Освобождение №2», является сутью дела. Он показывает фактический мАч, который был доставлен в резистор, от 100% до 0% заряда пауэрбанка. Как видите, он выдал всего 12769 мАч, а не 26800 мАч, как рекламировалось. Следует отметить, насколько точно внешний аккумулятор определяет оставшуюся емкость. Это отражено в почти линейной красной кривой, показывающей указанный оставшийся заряд. Меня это очень удивило. Либо кривая зависимости напряжения от остаточной емкости этих литий-полимерных (?) Аккумуляторов очень хорошо известна и хорошо воспроизводится, либо у них есть внутренняя логика, которая калибруется по фактической кривой зависимости напряжения от емкости установленных аккумуляторов.В любом случае, я был впечатлен.

Зарядка пауэрбанка производилась с помощью адаптера питания Apple 5V, 2.1A. Я говорю это, потому что графики зарядки могут помочь вашим читателям понять, сколько времени требуется для зарядки устройства от типичного адаптера питания. Если мы сделаем несколько шаткое предположение, что адаптер выдавал 2,1 А при 5 В в течение всего процесса зарядки, то на странице «Зарядка № 1» мы увидим, что процесс зарядки потребовал 116 Втч энергии. Заявленная хранимая емкость агрегата — 99.1 Втч. Но прежде чем вы начнете думать, что процесс зарядки был эффективен на 85%, вы должны иметь в виду, что внутренняя схема блока питания не полностью разряжает батареи перед выключением, то есть, когда на дисплее отображается 0%, батареи не полностью разряжены ( что подтверждается постоянным выходным напряжением во время измерения слива). ”

Снимок из теста емкости

Загрузите полную таблицу здесь

Заключение

В целом, при выборе блока питания, который подстраивается под индивидуальные потребности, важно учитывать большую емкость, чем та, которая есть у устройства; но это не единственный показатель.