Емкость аккумулятора измеряется в: в чем измеряется, что это такое, остаточная и резервная, как проверить

Хитрости измерения емкости аккумуляторов смартфонов и другой мобильной техники | Другие мобильные аксессуары | Блог

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

Параметры аккумуляторов

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

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

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

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

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

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

В каких значениях измеряется емкость аккумулятора

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

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

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

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

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

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

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

Как самостоятельно измерить емкость аккумулятора

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Итоги

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

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

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

определение понятия, как ее посчитать

Практически все устройства, работающие от электрического тока, оснащены аккумуляторными батареями. К ним можно отнести автомобили, ноутбуки, телефоны. Как правило, именно от емкости аккумулятора зависит время работы электрической техники. А сам объем также подвержен влиянию других параметров. Он может со временем уменьшаться при неправильном использовании устройства.

Что обозначает параметр

Характерным параметром для любой батарейки является его объем. Этот параметр обозначает количество времени, во время которого батарея может давать энергию подключенному устройству. Емкость измеряется в амперах, а обозначает этот показатель как ампер-час. Для совсем компактных АКБ обозначение идет в миллиамперах.

Единица измерения емкости ничто иное как произведение тока, при котором разряжается АКБ, на временной промежуток потери накопленного заряда. Иными словами, батарея емкостью в 40 А/ч, способна отдавать 40 Ампер за час работы.

Связь параметра с энергией

Достаточно частое заблуждение в том, что объем АКБ считается показателем, который характеризует энергию накопленной батарейкой. Способность к накоплению заряда является зависимым напрямую от напряжения. Исходя из этого можно сделать вывод — чем большее напряжение батареи, тем больше она способна накопить количество энергозаряда. Электрическая энергия является перемножением тока при заряде, напряжении самой батареи и времени протекании тока. Выражается это все уравнением:

В приведенном примере используются такие обозначения, как:

• W – числовой показатель накопленной энергии, Джоуль;
• U – напряжение батареи, Ватт;
• I – значение постоянного тока, Ампер;
• Т — Время разряжения батареи, час.

А так как время разряда и постоянный ток дают объем аккумулятора, можно вывести другую формулу энергии:

Эта формула показывает, как связана энергия и объем АКБ. Если подключить последовательно несколько батареек с одинаковым значением объема, то числовое значение энергии представится как перемножение электроэнергии одного элемента помноженное на количество в связке.

Важно! Некоторые производители батарей не указывают емкость в амперах час, а показывают числовое значение запасаемой энергии в Ватт час.

Показатели, влияющие на емкость

Емкость аккумулятора не является одиночным показателем, который независим. На самом деле он прямо зависит от многих параметров АКБ. К ним можно отнести резервную, энергетическую емкость. Они прямо влияют на номинальное значение.

Энергетическая

Такой показатель АКБ, как энергетическая емкость измеряется в Вт/элементах. Этот параметр указывает на то, что аккумулятор способен отдавать заряд на протяжении некого периода времени с постоянной мощностью. Как правило, временной промежуток составляет 1/4 часа или менее. Такой параметр наиболее популярен за рубежом, но сейчас набирает известность и в России.

Для того, чтобы приблизительно рассчитать энергетическую емкость аккумулятора, которая измеряется в Ампер-час, обозначается как Вт/ч, нужно воспользоваться формулой:

В расчете емкости аккумулятора используются такие обозначения, как:

• Q – энергетическая емкость АКБ, получаемая в ходе расчётов;
• W – объем аккумулятора, Вт/ч.

По итогу получается простое разделение временного промежутка. При покупке аккумуляторов стоит смотреть на обозначения его энергетического объема.

Резервная

Также у АКБ есть еще один параметр, который характеризует его работоспособность. К ней относится резервный объем батареи. Как правило, такой параметр характерен для аккумуляторов автомобилей.

Эта характеристика говорит о том, что АКБ способно питать движущийся автомобиль, его устройства в то время, когда штатный генератор авто вышел из строя. Резервная измеряется во времени (минуты), за которое разряжается акум с током величиной 25 А.

Для вычисления номинальной емкости АКБ по известным показателям резервной используют следующую формулу:

В уравнении используются такие обозначения емкости:

• Q – номинальная;
• Т – резервная.

Емкость аккумулятора и его заряд (заряженность)

Довольно часто пользователи приравнивают такие показатели как объем батареи и ее заряд или заряженность. Это в корне неправильно и считается ошибочным заблуждением.

На самом деле емкость аккумулятора обозначит максимальное значение потенциала батареи. По-другому это говорит о том, что батарея способна накопить некоторое количественное значение энергии при заряжённом состоянии.

А вот заряд АКБ обозначает энергию, которая требуется для питания нагрузки. Из этого вытекает, что обозначения зарядов одной батареи бывает разным, и это подчиняется в первую очередь времени заряженности аккумулятора. А вот объем как в разряженном, так и в заряженном положении не изменяется.

Для лучшего понимания этих сравнений требуется представить бокал, наполненный жидкостью. Объем стакана есть емкость, а вот уже количество воды в нем — это заряд. Значит, что емкость АКБ никак не зависит от количества заряда в нем.

Факторы, влияющие на емкость

Также номинальная емкость может зависеть от других факторов. Например, о тока разряда, температуры эксплуатации, типичного устаревания, износа АКБ.

Ток разряда

Большинство показателей, которые указаны на корпусе батареи от производителя, вычисляются в ходе тестовых замеров. Например, ток разряда замеряют при стандартных временных промежутках как 10, 20 или 100 часов. На корпусе будет соответствующее обозначение объема Q10, 20 и 100, или тока разряда I10, 20 и 100.

И чтобы вычислить показатель тока, который протекает через нагрузку, необходимо просто разделить показатель на количество часов. Например, таким образом:

Но не стоит воспринимать это как пропорциональность тока разряда и времени. Они не являются пропорциональными величинами. Например, при разряжении батареи за 15 минут ток не будет равным произведению Q20 х 4.

Конечное напряжение разряда

При каждом цикле разряда напряжение на батареи падает, а когда числовое значение приблизится к конечной отметке, АКБ следует отключить. Как правило, аккумулятор при достижении этой границы просто перестает питать устройства.

И если аккумулятор способен продолжать питать устройство на достаточно низких показателях напряжения, то его объем, как правило, намного выше тех, которые отключаются на этой же отметке.

Важно! Если продолжать использовать батареи при конечном напряжении разряда, то произойдёт глубокий разряд батареи. Этого не следует допускать слишком часто так как такие условия способствуют износу батареи, конечному выводу из строя.

Износ аккумулятора

У каждой батарейки на корпусе стоит численное обозначение его номинальной емкости. Как правило, это обязательная метка от производителя. Но не всегда указанные значения соответствует действительным показателям. Аккумулятор может терять свой объем по некоторым причинам. Например, такой износ емкости аккумулятора характерен в таких случаях, как:

• Долгое хранение на складе;
• Активная эксплуатация;
• Неправильный заряд, а также разряд устройства.

Даже простая эксплуатация приводит к устареванию батареи. Аккумуляторам свойственно терять свою емкость из-за разрушения внутренних пластин. По этой причине АКБ уже не может вобрать заявленное количество энергии, длительно обеспечивать питание устройств.

Температура

Использование аккумулятора необходимо производить в рекомендуемом диапазоне температур. Но, как правило, часто такие параметры игнорируются по причине невозможности им следовать. Например, нередко на морозе активно пользуются смартфонами и объем от этого падает.

Температура прямо влияет на показатель емкости АКБ. При повышении температуры со стандартных 20 до 40 градусов приведет к повышению номинальной на целых 5 %. А вот понижение до 0 приведет к уменьшению показателя на 15 %. При эксплуатации АКБ при минусовых температурах уменьшает показатель на 25 и больше.

Совет! При использовании аккумулятора при минусовых температурах следует учитывать падение емкости, возможные отклонения в корректности работы устройства.

Как проверить емкость аккумулятора

Довольная частая практика производить измерение параметра объема аккумулятора при покупке устройства бывшего в употреблении. Также некоторые измеряют совершенно новые батареи. Это не обязательно совершать, но полученные данные помогут корректно определить состояние работоспособности АКБ.

Популярный метод измерение — это способ контрольного разряда. Его можно называть классическим, часто применимым. Контрольный разряд — это процедура заключается в полном заряде батарее и последующим разряде при помощи постоянного тока. Во время процедуры засекают промежуток, за который АКБ потеряет заряд. После чего достаточно вставить полученные цифры в стандартную формулу по расчёту емкости аккумулятора:

В формуле используются обозначения:

• Q – емкость батареи;
• I – ток, используемый для разряда;
• Т — время, которое аккумулятор тратит чтобы полностью разрядится.

Важно! Для того, чтобы получить максимально точный результат требуется подобрать показательно постоянного тока таким образом, чтобы общее время для полного разряда составило от 8 до 20 часов.

После расчёта требуется сравнить вычисленное числовое обозначение с указанными цифрами от производителя. Если номинальный показатель аккумулятора больше реального на 60-65 % и более, то АКБ следует заменить. Такое сильное отклонение говорит о том, что батарея сильно изношена и дальнейшая ее эксплуатация приведет к быстрому выходу их строя.

Внимание! Если отклонения в числовых значениях около 30 %, а аккумулятор новый, то такое может говорить о том, что АКБ долго не использовался по назначению. В случае недолгой эксплуатации АКБ такой исход случается при глубоком разряде.

Казалось бы, что метод измерения достаточно прост. Но и у него есть свои недостатки. Среди них числятся:

• Необходимость прервать использования батареи на длительный срок;
• Замирение показателей происходит длительный период;
• Точность расчёта зависит от постоянного наблюдения.

Производители в курсе таких манипуляций и их сложности, именно поэтому многие устройства имеют возможность производит самостоятельную диагносту. Процедура происходит быстро, достаточно несколько секунд, чтобы узнать о состоянии аккумулятор. Но на данный момент технология не совершенна и полученные результаты могут быть далекими от реальности.

Как вычислить емкость, требуемую для питания устройства

Чтобы выяснить требуемый минимальный порог емкости для того или иного устройства, нужно использовать формулу:

В формуле расчёта емкости используются такие обозначения, как:

• Q – требуемая емкость батареи, Ам*ч;
• Р – данная нагрузка, Вт;
• V – напряжение АКБ;
• Т – время, на протяжении которого необходимо питать устройство в часах;
• К – коэффициент, обозначающий разрешимо потребления энергии устройством.

Применение коэффициента при расчете необходимо для того, чтобы учесть возможность неполной разрядки батареи. Например, если давать устройству разряжать аккумулятор на 30 % и после этого сразу же заряжать, то это позволит пережить устройству более 1000 циклов. Но использовать треть возможностей не удобно, так как придется постоянно производить подзарядку. Если установить коэффициент 0.7, то батарейка будет разряжаться до 70%.

Например,  в наличие есть нагрузка около 500 Вт, которую необходимо резервировать около трех часов. Для стандартной 12 Вт батарейки получится следующий расчёт емкости аккумулятора:

Таким образом можно получить минимальный порог значения параметра для аккумулятора. Но стоит взять с запасом, процентов на 20.

Важно! Не стоит брать аккумуляторы с излишне большим объемом, это может негативно сказаться на устройстве, которое питается батареей.

 

Емкость аккумулятора — это характерный показатель качества и работоспособности батареи, она зависит от многих параметров. На него следует ориентироваться при приобретении АКБ для различных устройств. Чем больше этот параметр батареи, тем большее количество времени он сможет обеспечивать энергией устройство.

Как проверить ёмкость аккумулятора: какой прибор использовать лучше всего

Каждый автомобилист знает, что от источника питания в машине зависит очень многое и периодически его нужно проверять. Но практически мало кому известно, как можно это сделать самостоятельно. В современных аккумуляторах есть специальные индикаторы, которые меняют свой цвет, когда батарея перестаёт нормально заряжаться. Но убедиться, соответствуют ли показания индикатора действительности, можно только при помощи диагностики. Чтобы провести проверку, нужно знать, как и чем измерить ёмкость аккумулятора.

Какой прибор использовать для проверки ёмкости аккумулятора

Любая батарея в течение времени теряет эксплуатационные свойства и ёмкость вследствие снижения плотности электрохимической жидкости. Это связано с тем, что при ежедневной нагрузке доля кислоты в электролите снижается. Однако ёмкость источника питания довольно важный параметр, игнорировать который не стоит. Она показывает количество энергии, отдаваемой АКБ за определённый промежуток времени под определённой нагрузкой. Снижение ёмкости батареи может привести к постоянным проблемам с запуском двигателя автомобиля.

Для диагностики своей машины необходимо периодически проводить проверку ёмкости аккумулятора и знать, в чём она измеряется.

Есть несколько способов, как узнать ёмкость аккумулятора:

1. При помощи ареометра можно измерить плотность электрохимической жидкости. Но этот способ мало подходит для современных АКБ, так как в них нет отверстий для такого рода диагностики, и в целом данный метод опасен возможностью обжечься электролитом, а также не даёт наглядных показаний о состоянии батареи.
2. При помощи нагрузочной вилки можно проверить напряжение. Это устройство, которое представляет собой вольтметр с парой специальных клемм-щупов, показывает напряжение батареи под нагрузкой. В зависимости от его показаний делают выводы о состоянии АКБ.
3. При помощи контрольного разряда можно проверить состояние батареи, но этот способ требует больших временных затрат. АКБ необходимо сначала полностью зарядить, а затем разряжать под заранее известной нагрузкой, что занимает много времени.
4. При помощи тестера можно проверить сразу несколько параметров: ёмкость, напряжение, утечку тока на аккумуляторе. Этот способ считается самым быстрым, надёжным и удобным. А воспользоваться им может абсолютно любой автомобилист.

Проверка ёмкости мультиметром

Универсальный прибор для измерения ёмкости аккумулятора, который стоит иметь в запасе каждому автолюбителю, – мультиметр. С помощью него можно измерить множество параметров АКБ и на основании этих данных сделать вывод о состоянии батареи и её дальнейшей участи.

Какие параметры можно проверить

Основные параметры, проверяемые мультиметром:

1. Зарядка аккумулятора. Проверив показания напряжения, можно выяснить, заряжен ли источник питания или требуется подзарядка постоянным током. Для проверки только напряжения батареи на мультиметре включают режим DC и подключают прибор к аккумулятору, подсоединяя чёрный провод к минусовой клемме, а красный к плюсовой. При этом АКБ должна быть отключена от нагрузки, то есть одну из клемм необходимо отсоединить от машины.
   Важно знать, что щупы мультиметра абсолютно одинаковые, но принято чёрный подключать именно к минусовой клемме, и большая часть инструкций написана исходя из этого правила. Если подключить щупы наоборот, то показания прибора будут зависеть от его типа. Устройства с жидкокристаллическим дисплеем покажут результат со знаком минус. А приборы с аналоговым указателем (шкала со стрелочкой) не покажут ничего, так как стрелка упрётся в начало шкалы, и результатов измерений увидеть не удастся. Существуют аналоговые устройства с двойной шкалой, в которых ноль располагается посередине и стрелка может отклониться в любую сторону, однако они встречаются очень редко.
   Если прибор показывает напряжение от 12,6 до 13,2 В, это говорит о полной зарядке АКБ. Напряжение 12,2 В свидетельствует о том, что батарея наполовину разряжена. Если же показания мультиметра менее 12 В, то АКБ разряжена полностью.

   Показания, соответствующие норме в холостом режиме работы АКБ, не свидетельствуют об исправности аккумулятора. Чтобы удостовериться в том, что деталь полностью исправна, потребуется провести замеры напряжения ещё и под нагрузкой. В рабочем режиме исправный и полностью заряженный аккумулятор при нагрузке в 100 ампер должен показывать напряжение не меньше 10,8 В.

2. Внутреннее сопротивление. Значения этого параметра используются для проверки исправности источника питания. Для этого к аккумулятору подключают обычную лампочку 12 В. Через некоторое время мультиметром замеряют напряжение на клеммах батареи. Затем лампу отключают и снова измеряют напряжение на клеммах, а потом сравнивают показания прибора. У исправного аккумулятора разница в показаниях не превышает значение 0,05 В. Если она больше нормы, то это значит, что внутреннее сопротивление АКБ выше. А это может быть свидетельством значительного ухудшения состояния источника питания.
3. Ёмкость. Это основной параметр исправности батареи, а мультиметр – самый удобный измеритель ёмкости аккумулятора.

В чём измеряется ёмкость АКБ

Прежде чем разбираться, как измерить ёмкость аккумулятора мультиметром, необходимо знать, что это такое.

Многие автомобилисты видели наклейки на источниках питания с символами «60 А/ч», «75 А/ч» и т. д. Это и есть показатели ёмкости, которая измеряется в Ампер-часах и говорит о том, какое количество энергии батарея может отдать под нагрузкой в течение часа. То есть АКБ с показателем 55 А/ч под нагрузкой в 55 ампер проработает час. Если нагрузка будет меньше, соответственно, аккумулятор проработает дольше.

Ёмкость источника питания изменяется на протяжении всего срока службы батареи. В новых АКБ её значение самое высокое, так как пластины только разрабатываются. При правильной эксплуатации аккумулятора после начала его использования наступает равномерный период работы, когда ёмкость остаётся неизменной. Но со временем пластины АКБ изнашиваются, и ёмкость снижается.

Существует два способа проверить ёмкость аккумулятора мультиметром: проверка работы АКБ под нагрузкой и метод контрольной разрядки.

Для проверки ёмкости аккумулятора мультиметром под нагрузкой потребуется полностью отключить батарею от генератора, подключить нагрузку и подождать некоторое время, как правило, 2–3 минуты. Зачастую в качестве нагрузки используется автомобильная фара или обычная лампочка. Если подключённая лампочка после запуска постепенно начала тускнеть, это значит, что батарея неисправна и дальнейшие измерения можно не производить. При ровном свечении лампочки мультиметром измеряют напряжение на клеммах батареи, не отключая нагрузку. Показания прибора меньше 12,5 В означают, что ёмкость аккумулятора снижена и пора подбирать новый источник питания.

Чтобы померить ёмкость аккумулятора методом контрольной разрядки, потребуется сначала полностью зарядить источник питания и затем подключить к нему нагрузку, при этом необходимо контролировать напряжение мультиметром в ходе разрядки. Как только значения, отражающиеся на дисплее прибора, станут ниже паспортного значения напряжения батареи, необходимо засечь время до окончательной разрядки АКБ. Показатель времени, которое потребуется для разрядки источника питания, умножают на значение тока потребителя, использованного в качестве нагрузки. Полученная цифра и есть ёмкость батареи. Остаётся сравнить её с паспортным значением и сделать вывод о дальнейшей пригодности источника питания.

Какая должна быть ёмкость аккумулятора

По цифре, обозначающей ёмкость АКБ, определяют величину силы тока, которую может питать батарея в течение определённого времени до разрядки. К примеру, аккумулятор 72 А/ч питает потребитель с силой тока в 3,6 В на протяжении 20 часов. Однако та же АКБ не сможет обеспечить работу потребителя с напряжением в 72 Ампера в течение даже одного часа. И чем больше сила тока у потребителя, тем быстрее разрядится аккумулятор. Таким образом, выбирать источник питания необходимо, учитывая силу тока потребителя. Если неправильно выбрать ёмкость источника питания, это приведёт к его постоянному недозаряду и значительно сократит срок службы.

Регулярная проверка аккумулятора важна хотя бы потому, что неисправная батарея может стать причиной неприятных ситуаций на дороге или при запуске двигателя автомобиля. Кроме того, контроль ёмкости и напряжения АКБ поможет определить причину проблем с запуском двигателя, которые возникают как из-за неисправной батареи, так и из-за проблем в бортовой сети автомобиля.

Стандарт измерения емкости аккумулятора в мАч

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

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

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

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

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

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

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

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

как определить и на что влияет?

Емкость аккумулятора является одной из важнейших технических характеристик изделия и часто становится решающим критерием при выборе аккумулятора. Но что показывает емкость, с чем она связана и что может на нее влиять? Сейчас разберёмся.

Вычисление емкости

Емкость – это показатель, демонстрирующий, какой период времени аккумулятор может поддерживать ту или иную нагрузку. Емкость измеряется в ампер-часах, а в малообъемных (к примеру, телефонных) моделях – миллиампер-часах.

Уже по единице измерения можно понять, что она вычисляется путем умножения постоянного тока разряда, на время этого самого разряда. Следовательно, емкость (Е) = I х T, где I заряд в амперах, а Т – часы. Емкость батареи можно определить, сложив емкость всех входящих в нее аккумуляторов.

Различия между емкостью и энергией

Показатель емкости аккумулятора не полностью отображает энергию, которая может хранится в нем при полной зарядке. Это связано с тем, что энергия возрастает прямо пропорционально к напряжению, поэтому реальная энергия аккумулятора вычисляется по следующей формуле:

Энергия = I х U х T, что в расшифровке значит напряжение, умноженное на ток и на время протекания тока.

Поэтому чтобы получить показатель энергии аккумулятора нужно его емкость умножить на напряжение, то есть W [Вт*час]= E х U.

При вычислении энергии аккумуляторной батареи с последовательно подключенными аккумуляторами энергию одного аккумулятора следует умножить на их количество в батарее.

Различия между емкостью и заряженностью

Заряд аккумулятора и емкость – не одно и то же, важно различать эти понятия, покупая аккумулятор в Альтшоп или любом другом магазине. Емкость, как уже говорилось, показывает, сколько времени аккумулятор сможет обеспечивать нагрузку при полном заряде. Заряд же показывает реальное количество накопленной энергии. То есть емкость – статичный показатель, а заряд – динамичный.

Простой пример – емкость показывает объём стакана, а заряд реальное количество воды, которое в ней содержится сейчас.

Влияние износа и температуры на емкость аккумулятора

Влияние температуры зависит от того, какой материал используется в аккумуляторе. Так в моделях со свинцовыми пластинами при повышении температуры от +20 до +40 емкость увеличивается до 5%, снижение температуры на них практически не влияет. Но, вот гелиевые аккумуляторы при падении температуры от +20 к 0 теряют порядка 15% емкости, а при дальнейшем ее снижении до – 20 еще 25%.

Что касается емкости, то в свинцовых моделях она примерно равна заявленной производителем. Однако несколько циклов разрядки-зарядки могут увеличить ее на несколько процентов. Последующее использование или пассивное хранение аккумулятора снижаем его емкость из-за разрушения материала, который лежит в его основании.

Если изношенный аккумулятор быстро садится и заряжается, его нужно заменить новым (кстати, хороший выбор тут). Использование неисправного аккумулятора может привести к снижению эффективности и сбоям в работе питаемого от него устройства.

Как определить, измерить и восстановить емкость аккумуляторной батареи?

Автомобильная АКБ — это устройство, обладающее целым рядом характеристик, по которым его можно выбрать для определенного транспортного средства. Эта статья будет посвящена такому параметру батареи, как емкость. Ниже вы сможете узнать, как самостоятельно определить емкость аккумуляторной батареи, как проверяется этот параметр.

Содержание

[ Раскрыть]

[ Скрыть]

Что автовладельцу следует знать о емкости АКБ?

Как известно, в общей сложности любая автомобильная батарея обладает множеством параметров, среди которых вес, срок использования и хранения и т.д. Однако одним из наиболее важных и ключевых показателей является емкость аккумуляторной батареи. Для транспортных средств этот параметр измеряется в ампер-часах. Смотрите инструкцию по ТО своего авто, чтобы узнать емкость, которую рекомендует завод-изготовитель!

Тестирование аккумулятора авто

Расчет и определение

Как правильно произвести расчет, проверить и определить показатель емкости автомобильного аккумулятора? По этому показателю, отмеченному на этикетке АКБ, можно определить уровень величины силы тока, по которому осуществляется разряд устройства до минимального напряжения в 10.8 В. В среднем продолжительность традиционных циклов разряда должно составлять около 10-20 часов.

К примеру, если на автомобильном аккумуляторе отмечено значение 72 Ач, то это свидетельствует о том, что эта батарея может выдавать ток 3.6 ампер в течение 20 часов. Соответственно, когда цикл заканчивается, уровень напряжения на выводе должно быть 10.8 В. Однако, необходимо учитывать, что автомобильная батарея не в состоянии выдавать ток в 72 ампер на протяжении одного часа. Когда он увеличивается, показатель времени разряда снижается, эти параметры выражаются степенной зависимостью.

Ниже представлена формула зависимости:

Cp = I^k * t, где

• C_p — уровень емкости АКБ;
• k — число Пейкерта — ученого, который вывел формулу;
• t – время.

Откручивание банок аккумулятора

Что касается коэффициента Пейкера —  то это постоянный параметр для определенного типа АКБ. При расчете характеристики для свинцовых устройств эта величина составляет от 1.15 до 1.35. Данный показатель определяется по уровню номинальной емкости батареи.

Определить можно и по другой формуле, выведенной для расчета данного показателя при произвольном параметре разрядного тока:

E =En( I_n/I)^{p-1}, где

• E_n — уровень номинальной характеристики;
• Е – реальной;
• I_n — уровень разрядного тока.

Выше мы рассказали, как произвести расчет и определить номинальную емкость устройства, но существует еще такой момент, как резервная характеристики. Если расчет номинального показателя выявляется путем разряда маленьким током, то параметр резервной характеристики позволяет произвести расчет величины времени. Речь идет о времени, на протяжении которого автомобильная батарея сможет функционировать при неработающем генераторе. В данном случае в качестве тока разряда применяется число в 25 ампер.

Расчет номинального параметра автомобильной батареи можно произвести путем анализа различных конструктивных, а также технологических особенностей. Следует отметить, что на эту величину достаточно сильно влияют условия использования АКБ. Из основных характеристик, которые определяют этот показатель, следует выделить состав электролита, объем активной массы, а также уровень толщины свинцовых пластин. На уровень разрядной емкости напрямую влияют величина тока разряда, а также температура электролита (автор видео — transistor815).

Проверка

Многих автовладельцев интересует вопрос, как осуществляется проверка измерения емкости АКБ и как можно проверить эту величину самостоятельно. Кому-то это интересно просто из любопытства, а кто-то хочет проверить величину на соответствие тому, что заявил производитель. В принципе, произвести проверку своими руками не так сложно.

Любая проверка осуществляется на основе данных, приведенных выше. К примеру, для этого можно использовать измеритель, проведя контрольно-тренировочный цикл. Чтобы правильно соорудить измеритель, вам потребуется схема.

Схема для измерителя представлена ниже. Что касается сопротивления для измерителя, то он рассчитывается по следующей формуле:

R = U/I

• U в данном случае — это величина напряжения аккумулятора;
• I – величина тока разряда.

Для обустройства измерителя ток разряда следует выбирать в соответствии с емкостью АКБ, а также циклом разряда, который может составлять либо 10, либо 20 часов. По факту для разряда в большинстве случаев применяется автомобильная лампа с необходимой мощностью. Используя мультиметр, можно произвести замер точного показателя, который проходит по цепи, при этом важно засечь время, пока не упадет напряжение. В конечном итоге время, которое умножится на ток, будет соответствовать реальной емкости АКБ.

Простейшая схема устройства измерителя

Восстановление

Итак, как осуществляется процедура восстановления:

1. Чтобы восстановить величину, берется свежий электролит, плотность которого должна составлять 1.28 к/см3, в котором растворяется специальная десульфатизирующая присадка. Для полного растворения присадке потребуется 48 часов. Для правильного восстановления учитывайте все рекомендации, описанные в инструкции.
2. В батарею автомобиля заливается электролит, с помощью ареометра измеряется плотность, эта величина должна составлять 1,28 г/см3.
3. Следующим этапом восстановления будет выкручивание пробок на приборе и подсоединение его к ЗУ. Чтобы восстановление прошло правильно, вам понадобится совершить несколько циклов заряда и разряда, для зарядки применяется минимальный ток, который должен быть не более 10% от максимального. При восстановлении аккумулятора не должна греться или кипеть. Если напряжение повысится до 13.8 вольт, нужно проверить плотность воды.
4. Затем осуществляется корректировка электролита. В банки АКБ добавляется дистиллят до того момента, пока плотность электролита не составит 1,28 г/см3.
5. Потом для восстановления осуществляется разрядка. К прибору следует подсоединить нагрузку в виде лампочки либо резистора, ток в этом случае должен быть ограничен до 1 ампера, если батарея шестивольтовая — до 0.5 ампер. Вам необходимо подождать до того момента, пока напряжение не повысится до 10.2 вольт, при этом надо засечь время с момента подключения нагрузки. Полученная характеристика разряда, необходимо умножить на время — в результате вы получите параметр необходимой характеристики. Если эта характеристика намного меньше стандартной, процедуру разряда-заряда необходимо повторить. Этот процесс повторяется до того момента, пока характеристика не будет номинальной или хотя бы не приблизится к ней.
6. На этом процедуру восстановления можно считать завершенной, в электролит еще можно добавить присадки. Если вы все сделали правильно, то устройство прослужит вам еще не один год.

 Загрузка …

Видео «Восстановление работоспособности АКБ авто»

Подробнее о том, как самостоятельно осуществляется процедура восстановления работоспособности аккумулятора, узнайте из видео ниже (автор видео — transistor815).

Номинальная емкость аккумулятора — это… Что такое Номинальная емкость аккумулятора?

Номинальная емкость аккумулятора

«…Номинальная емкость: количество электричества С5 (А x ч), указанное изготовителем, которое может отдать аккумулятор при разряде током 0,2 It А до конечного напряжения 1 В и температуре 20 `C после заряда, хранения и разряда в условиях, установленных в разделе 4…»

Источник:

«АККУМУЛЯТОРЫ И АККУМУЛЯТОРНЫЕ БАТАРЕИ, СОДЕРЖАЩИЕ ЩЕЛОЧНОЙ И ДРУГИЕ НЕКИСЛОТНЫЕ ЭЛЕКТРОЛИТЫ. ПОРТАТИВНЫЕ ГЕРМЕТИЧНЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ. ЧАСТЬ 1. НИКЕЛЬ-КАДМИЙ. ГОСТ Р МЭК 61951-1-2004»

(утв. Постановлением Госстандарта РФ от 09.03.2004 N 138-ст)

Официальная терминология. Академик.ру. 2012.

• Номинальная грузоподъемность лифта
• Номинальная мощность объекта сжигания отходов

Смотреть что такое «Номинальная емкость аккумулятора» в других словарях:

• емкость аккумулятора — Способность накапливать и отдавать электроэнергию постоянного тока, определяет время автономной работы ИБП. Измеряется в ампер часах или ватт часах. В случае относительно быстрого разряда аккумулятора применяется более удобное понятие –… …   Справочник технического переводчика

• номинальная емкость химического источника тока — номинальная емкость Емкость, на которую рассчитан химический источник тока, указываемая изготовителем. [ГОСТ 15596 82] номинальная емкость Соответствующее приближенное количество электричества, используемое для идентификации емкости аккумулятора… …   Справочник технического переводчика

• номинальная емкость — 1.3.16. номинальная емкость : Количество электричества С5, А·ч (ампер часы), указанное изготовителем, которое может отдать аккумулятор при разряде током 0,2 It А до определенного конечного напряжения после заряда, хранения и разряда в заданных… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• ГОСТ Р МЭК 62281-2007: Безопасность при транспортировании первичных литиевых элементов и батарей, литиевых аккумуляторов и аккумуляторных батарей — Терминология ГОСТ Р МЭК 62281 2007: Безопасность при транспортировании первичных литиевых элементов и батарей, литиевых аккумуляторов и аккумуляторных батарей оригинал документа: 3.2 батарея (battery): Один или несколько первичных элементов или… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• содержание — 4.45 содержание (table of contents): Указатель заголовков издания с указанием номеров страниц в порядке их возрастания. Источник: ГОСТ Р ИСО/МЭК 15910 2002: Информационная технология. Процесс создания документации пользователя про …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• содержание эквивалента лития — 3.16 содержание эквивалента лития (lithium equivalent content): Масса эквивалента лития, содержащегося в литий ионном аккумуляторе или батарее. Примечание Содержание эквивалента лития в литий ионном аккумуляторе mе, г, рассчитывают по формуле mе …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• ГОСТ 15596-82: Источники тока химические. Термины и определения — Терминология ГОСТ 15596 82: Источники тока химические. Термины и определения оригинал документа: 8. Аккумулятор Akkumulator Гальванический элемент, предназначенный для многократного разряда за счет восстановления емкости путем заряда… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• свинцово-кислотная аккумуляторная батарея — Аккумуляторная батарея, в которой электроды изготовлены главным образом из свинца, а электролит представляет собой раствор серной кислоты. [Инструкция по эксплуатации стационарных свинцово кислотных аккумуляторных батарей в составе ЭПУ на… …   Справочник технического переводчика

• ГОСТ Р МЭК 61960-2007: Аккумуляторы и аккумуляторные батареи, содержащие щелочной и другие некислотные электролиты. Аккумуляторы и аккумуляторные батареи литиевые для портативного применения — Терминология ГОСТ Р МЭК 61960 2007: Аккумуляторы и аккумуляторные батареи, содержащие щелочной и другие некислотные электролиты. Аккумуляторы и аккумуляторные батареи литиевые для портативного применения оригинал документа: 3.3 конечное (конечное …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• СТО 70238424.29.220.20.001-2009: Аккумуляторные установки электрических станций. Организация эксплуатации и технического обслуживания. Нормы и требования — Терминология СТО 70238424.29.220.20.001 2009: Аккумуляторные установки электрических станций. Организация эксплуатации и технического обслуживания. Нормы и требования: 3.1 аккумулятор (элемент) : Совокупность электродов и электролита, образующая… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Литий-металлические батареи измеряются _Greenway battery

«Емкость аккумулятора» обычно измеряется в ампер-часах заряда аккумулятора. И это определяется массой активного материала в аккумуляторе. Емкость аккумулятора указывает максимальное количество энергии, которое может быть получено от аккумулятора при определенных условиях. Однако основная емкость аккумулятора может сильно отличаться от номинальной, поскольку ее емкость в значительной степени зависит от возраста и истории использования аккумулятора.Это включает в себя состояние заряда или разряда и режимы зарядки аккумулятора.

Затем в некоторых случаях энергия, запасенная в батареях (которая известна как емкость батареи), измеряется в ватт-часах (Втч) или киловатт-часах (кВтч) или, как мы уже говорили, в ампер-часах (Ач). .

Однако наиболее часто используемым показателем емкости аккумулятора является Ач. И это определяется как количество часов, в течение которых батарея может обеспечивать ток, равный скорости разряда при номинальном напряжении батареи, рассчитанном для батареи.

Блок Ач обычно используется в аккумуляторных системах, потому что напряжение аккумулятора может изменяться в течение цикла зарядки или разрядки (в течение всего срока службы аккумулятора). Емкость Wh может быть приблизительно равна емкости Ahr путем умножения емкости AH на номинальное напряжение батареи (или, если известно, на среднее время). Более точный подход учитывает изменение напряжения путем интегрирования емкости AH x V (t) в течение периода цикла зарядки.

Например, использование 12-вольтовой батареи емкостью 500 Ач позволит аккумулировать энергию примерно 100 Ач x 12 В = 1200 Втч или 1,2 кВтч.

Однако из-за значительного влияния скорости зарядки или температуры для точного анализа производители аккумуляторов также предоставляют дополнительную информацию об изменении емкости своих аккумуляторов.

Как мы уже знаем, литий-ионные или другие элементы измеряются в ампер-часах (Ач).Для сравнения: один ампер-час означает, что вы можете получить один ампер из элемента батареи за один час. Следовательно, ампер-час — это произведение часов, умноженных на ампер. Точно так же 1 Ач означает, что вы можете получить 2 А от ячейки в течение получаса или вы можете получить 0,25 А за 4 часа.

Емкость (Ач) — это количество хранимых кулонов. Когда вы смотрите на единицы ампер-часов, ампер равен 1 кулону в секунду. Если умножить ампер на время, получится кулон.Поскольку мы знаем, что один час равен 3600 секундам, 1 Ач эквивалентен 3600 ампер-секундам или (3600 кулонов / секунду) × секунда, что соответствует 3600 кулонам заряда, хранящегося в элементе. Уместно отметить, что для ячеек меньшего размера емкость можно измерить в миллиампер-часах (мАч), как в смартфонах. Например, обычный литий-ионный аккумулятор 18650 вмещает около 3000 мАч или 3 Ач.

Сколько лития в литий-металлической батарее?

Этот ответ на этот вопрос в некоторой степени относителен, поскольку разные производители выпускают аккумуляторы разной емкости.Некоторые для небольших устройств, а другие для тяжелых целей.

Tesla, например, использует Panasonic NCR18650B, он имеет емкость 3250 мАч, а аккумулятор работает примерно при 4,2 В.

Как правило, литий-ионный аккумулятор 18650 емкостью 2 Ач обычно имеет содержание лития около 0,6 грамма. Следовательно, содержание лития в 3250 мАч Tesla будет (0,6 / 2) x 3,250 = 0,975 г Li.

Следовательно, при рабочем напряжении 4.2 В теперь будет содержание лития.

0,975 / (3250 × 4,2) = 0,0714 г / Вт · ч = 0,0714 кг / кВт · ч.

Это, конечно, для Tesla. Например, Chevy Volt использует карманные элементы, которые могут иметь другое содержание лития, чем батареи Tesla. Это может быть причиной разницы в содержании лития в батареях разных производителей. Одним из решающих факторов является модель продукта или устройства — будь то автомобиль или медицинское оборудование, производитель также является фактором, а также геометрия ячейки.

Как рассчитать содержание лития в батарее

Если вы хотите отправить или путешествовать с некоторыми литиевыми батареями или любыми перезаряжаемыми батареями, содержащими литий, вы должны знать содержание лития в том, с чем вы путешествуете. Вам также может потребоваться узнать содержание лития в вашей батарее по другим причинам. Есть калькуляторы содержания лития, которые вы можете использовать в Интернете, вы можете найти их при поиске в Google.Но это руководство может помочь вам рассчитать вручную или, если у вас нет доступа к Интернету, когда необходимо выполнить расчет.

Это относится как к литий-металлическим батареям (которые являются одноразовыми), так и к литий-ионным батареям (которые являются перезаряжаемыми).

При рассмотрении «содержания лития» в батарее это не обязательно означает, что вы должны выяснить, сколько металлического лития содержится в батарее.Технологический прогресс помог в разработке новых сплавов, которые заменяют литий в батареях и делают его «эквивалентом» лития в батареях. Поэтому они подчиняются тем же правилам и рекомендациям, что и литий.

Содержание лития (или эквивалента лития) в перезаряжаемой батарее или батарейном блоке можно рассчитать, умножив 0,3 на ампер. Таким образом, батарея емкостью 2 Ач содержит 0,6 грамма лития (2 x 0,3), а типичная 8-элементная батарея ноутбука емкостью 2 Ач — 4.8 грамм, то есть (8 единиц x (0,3 x 2 Ач)).

Как определить AH 12-вольтовой батареи

Существуют различные типы батарей, предназначенные для выполнения определенных функций в зависимости от емкости и скорости разряда данной батареи. Батареи оцениваются на основе этих функций, при этом рейтинговые системы различаются в зависимости от задачи, которую аккумулятор должен выполнять. Ампер-часы или ампер-часы (АЧ) используются для выражения того, как долго батарея может работать при разряде заданного количества энергии, и используются для оценки аккумуляторов, предназначенных для обеспечения низкого тока в течение длительного периода времени.Если вы хотите определить AH-рейтинг батареи, изначально не рассчитанной в ампер-часах, вы можете сделать это дома с помощью мультиметра и нескольких часов мониторинга.

TL; DR (слишком долго; не читал)

Батареи оцениваются в измерениях в зависимости от задач, которые они должны выполнять. Например, батареи с номиналом в ампер-часах (AH, также называемые ампер-часами) предназначены для обеспечения низкого тока в течение длительного периода. Чтобы определить рейтинг AH 12-вольтовой батареи, используйте мультиметр.Подключите базовый резистор к клеммам аккумулятора, затем контролируйте разряд с течением времени, пока напряжение не упадет до 12 вольт. Затем вы можете использовать измерение тока батареи для расчета рейтинга AH.

Подготовка батареи

Чтобы определить рейтинг AH 12-вольтовой батареи, еще не рассчитанной в ампер-часах, сначала убедитесь, что батарея полностью заряжена. Если аккумулятор не новый, его следует зарядить с помощью зарядного устройства, а затем оставить на несколько часов для устранения поверхностного заряда.С помощью мультиметра измерьте напряжение на двух выводах батареи. Полностью заряженный 12-вольтовый свинцово-кислотный аккумулятор должен иметь напряжение на выводах не менее 12,6 В. Если это так, аккумулятор готов к тестированию.

Проверка разрядки

Подключите резистор примерно 1 Ом и 200 Вт к клеммам аккумулятора. При тестировании ваш мультиметр должен отображать ток около 12 ампер, но если это не так, обратите внимание на отображаемый ток.Чтобы рассчитать рейтинг AH вашей батареи, вам нужно будет определить, сколько времени требуется, чтобы батарея разрядилась примерно до 50 процентов емкости. Для этого контролируйте напряжение один раз в час в течение следующих нескольких часов, делая заметки на протяжении всего процесса.

Напряжение должно снижаться примерно на 0,1 В каждые два часа. Если уменьшение происходит быстрее, сопротивление, обеспечиваемое вашим резистором, слишком мало, а ваш ток слишком высок, чтобы обеспечить правильную оценку. Вам нужно будет подключить резистор большего размера, чтобы повторить процедуру проверки.Напряжение аккумулятора должно упасть примерно до 12 вольт примерно через 10 часов. Обратите внимание на точное количество часов, и вы сможете рассчитать рейтинг AH батареи.

Расчет AH

Когда ваша батарея разрядится примерно до половины емкости, вы можете рассчитать номинальную емкость батареи в ампер-часах с помощью простого уравнения. Умножьте ток батареи (измеренный через резистор) на время, необходимое для снижения напряжения до 12 вольт, чтобы определить номинал для половинного заряда.Умножьте это число на два, чтобы узнать истинный рейтинг AH вашего аккумулятора. Например, если ток вашей батареи составлял 12 ампер, а напряжение достигло 12 вольт ровно через 10 часов, то емкость батареи составляет 12 x 10 x 2 = или всего 240 Ач.

Integrated Publishing — Ваш источник военных спецификаций и образовательных публикаций

Integrated Publishing — Ваш источник военных спецификаций и образовательных публикаций

Администрация — Навыки, процедуры, обязанности военнослужащих и т. Д.

Продвижение — Военное продвижение по службе книги и др.

Аэрограф / Метеорология — Метеорология основы, физика атмосферы, атмосферные явления и др.
Руководство по аэрографии и метеорологии ВМФ

Автомобили / Механика — Руководства по обслуживанию автомобилей, механика дизельных и бензиновых двигателей, руководства по автомобильным запчастям, руководства по запчастям дизельных двигателей, руководства по запчастям для бензиновых двигателей и т. Д.
Автомобильные аксессуары | Перевозчик, Персонал | Дизельные генераторы | Механика двигателя | Фильтры | Пожарные машины и оборудование | Топливные насосы и хранилище | Газотурбинные генераторы | Генераторы | Обогреватели | HMMWV (Хаммер / Хаммер) | и т.п…

Авиация — Принципы полета, авиастроение, авиационная техника, авиационные силовые установки, руководства по авиационным деталям, руководства по деталям самолетов и т. д.
Руководства по авиации ВМФ | Авиационные аксессуары | Общее техническое обслуживание авиации | Руководства по эксплуатации вертолетов AH-Apache | Руководства по эксплуатации вертолетов серии CH | Руководства по эксплуатации вертолетов Chinook | и т.д …

Боевой — Служебная винтовка, пистолет меткая стрельба, боевые маневры, органическое вспомогательное оружие и т. д.
Химико-биологические, маски и оборудование | Одежда и индивидуальное снаряжение | Инженерная машина | и т.д …

Строительство — Техническое администрирование, планирование, оценка, календарное планирование, планирование проекта, бетон, кладка, тяжелые строительство и др.
Руководства по строительству военно-морского флота | Агрегат | Асфальт | Битуминозный распределитель кузова | Мосты | Ведро, раскладушка | Бульдозеры | Компрессоры | Обработчик контейнеров | Дробилка | Самосвалы | Земляные двигатели | Экскаваторы | и т.п…

Дайвинг — Руководства по дайвингу и утилизации разного оборудования.

Чертежник — Основы, приемы, составление проекций, эскизов и др.

Электроника — Руководства по обслуживанию электроники для базового ремонта и основ. Руководства по компьютерным компонентам, руководства по электронным компонентам, руководства по электрическим компонентам и т. Д.
Кондиционер | Усилители | Антенны и мачты | Аудио | Аккумуляторы | Компьютерное оборудование | Электротехника (NEETS) (самая популярная) | Техник по электронике | Электрооборудование | Электронное общее испытательное оборудование | Электронные счетчики | и т.п…

Инженерное дело — Основы и приемы черчения, черчение проекций и эскизов, деревянное и легкое каркасное строительство и др.
Военно-морское дело | Программа исследования прибрежных заливных отверстий в армии | так далее…

Еда и кулинария — Руководства по рецептам и оборудованию для приготовления пищи.

Логистика — Логистические данные для миллионов различных деталей.

Математика — Арифметика, элементарная алгебра, предварительное исчисление, введение в вероятность и т. д.

Книги медицинские — Анатомия, физиология, пациент уход, оборудование для оказания первой помощи, аптека, токсикология и др.
Медицинские руководства ВМФ | Агентство регистрации токсичных веществ и заболеваний

MIL-SPEC — Государственные стандарты MIL и другие сопутствующие материалы

Музыка — мажор и минор масштабные действия, диатонические и недиатонические мелодии, ритм биения, пр.

Ядерные основы — Теории ядерной энергии, химия, физика и др.
Справочники DOE

Фотография и журналистика — Теория света, оптические принципы, светочувствительные материалы, фотографические фильтры, копия редактирование, написание статей и т. д.
Руководства по фотографии и журналистике военно-морского флота | Армейская фотография Полиграфия и пособия по журналистике

Религия — Основные религии мира, функции поддержки поклонения, венчания в часовне и т. д.

Почему батареи указаны в ампер-часах (Ач)?

---

Когда вы проверите боковую сторону аккумуляторной батареи, вы увидите некоторые номиналы в Ач.Это называется зарядом или кулонометрической емкостью батареи. И вы можете задаться вопросом, почему это в А, а не в Амперах, Ваттах, Вирджиниях и так далее.

Вам будет интересно узнать, что батареи рассчитаны не только на Ач. Их также можно оценить по-другому. Во-первых, давайте разберемся, что означают номинальные характеристики и емкость аккумулятора.

Общие сведения о номинальной мощности и емкости аккумулятора

Уровень заряда аккумулятора используется для ранжирования или классификации аккумуляторов.Этот рейтинг может быть сделан с точки зрения напряжения, емкости, срока службы и так далее. Но многих людей больше интересует рейтинг, основанный на его мощности.

Емкость батареи показывает количество энергии, которое может содержаться в батарее, или количество энергии, которое может быть выдано на выходе. Емкость батареи изменяется по мере старения, разрядки / зарядки или воздействия неподходящей температуры. То есть батарея, которая когда-то была 100Ач, не останется такой навсегда.Да, то же самое относится и к батарее вашего телефона.

Итак, емкость батареи — это способ ее оценки.

Емкость аккумулятора может быть в ампер-час (Ач), ватт (Вт) или ватт-час (Втч). Тем не менее, ампер-час (Ач) чаще всего используется для определения номинала батарей.

Ключевые моменты : Рейтинг аккумуляторов — это способ ранжирования или классификации аккумуляторов, в то время как емкость аккумулятора — это мера того, сколько энергии может быть сохранено или доставлено аккумулятором.Емкость аккумулятора можно измерить в Ач, Вт и Втч, но чаще всего используется Ач.

Почему аккумулятор должен быть рассчитан на этот ампер-час?

Обратите внимание, что дело не только в ампер-часе батареи. Ампер-час очень важен, так же как и номинальное напряжение, C-рейтинг и другие номиналы батареи.

Батареи накапливают электрическую энергию в виде химической энергии, а разряд — в виде электрической энергии. Электрическая энергия, которая может быть разряжена батареей, определяется количеством зарядов, которые батарея может воспламенить для прохождения через внешние цепи.Это количество разряженных аккумулятором зарядов называется ампер-часом (Ач).

Величина заряда определяется по формуле: Q = It.

Q = количество заряда, I = ток (A) и t = время (ч)

Итак, ампер-час (Ач) просто показывает заряд, который имеется в полностью заряженной батарее, чтобы обеспечить один ампер тока в течение одного часа.

Например, если аккумулятор 12 В рассчитан на 48 Ач, это теоретически означает, что полностью заряженный аккумулятор может разряжать 48 А в течение одного часа или 12 А в течение 4 часов и так далее.Таким образом, ампер-час (Ач) — это ток (А), разряжаемый батареей, и время ее разряда (ч).

Кроме того, предел тока разряда измеряется рейтингом C-рейтинг . C-рейтинг показывает ток, который можно использовать для зарядки аккумулятора, или скорость, с которой аккумулятор может быть разряжен. И это может быть получено только из рейтинга ампер-часов.

Например, аккумулятор на 48 Ач не обязательно означает, что он будет разряжать 48 ампер в течение одного часа. Если его рейтинг C равен 0.5C, это будет означать, что он может разряжать 24A в течение 2 часов. Таким образом, Ah служат руководством к знанию постоянного тока и времени разряда аккумуляторов.

Без Ач было бы трудно определить постоянную величину тока, который может потребляться от батареи в определенное время.

Поскольку ампер-час показывает, как долго батарея может поддерживать определенное количество тока, для многих людей он стал самым важным. Хотя есть и другие способы оценки батареи.

Итак, причина, по которой батареи рассчитываются в ампер-часах , заключается в том, что они указывают на величину заряда (ток и время разряда), которую они могут доставить. И он помогает пользователям узнать предельный ток разряда батарей.

Ключевые моменты: Количество заряда аккумулятора определяется по формуле Q = It. Батареи измеряются в ампер-часах, потому что они практически показывают доступный заряд, который может доставить аккумулятор. Ач помогает определить постоянный ток, который может отдавать аккумулятор.

Почему батарея не указана в ватт-часах (Втч)?

Фактически, батареи тоже измеряются в ватт-часах. Ватт-час соответствует энергоемкости батареи, но не так популярен, как Ач. То есть он описывает, сколько энергии может быть доставлено от полностью заряженного аккумулятора. Иногда вы видите, что на батарее написано как значение Wh, так и Ah. И даже если вы видите только один из них, вы можете получить другой, используя формулу: Энергия (Втч) = Ач * В. Где V — номинальное напряжение батареи.

Например, если аккумулятор 12 В рассчитан на 125 Ач, вы можете получить номинал Втч, умножив его на напряжение аккумулятора. То есть 125Ач * 12В = 1500Втч

Итак, это вопрос выбора у производителей аккумуляторов. Батареи также могут быть оценены в ватт-часах.

Ключевые моменты: Батареи могут быть рассчитаны на ватт, ватт-час, ампер-час и так далее. все зависит от производителя аккумулятора.

Почему батареи не рассчитаны на кВт или кВА?

Некоторые батареи теперь измеряются в Вт, но не в кВА.Он никогда не измеряется в кВА (кажущаяся мощность), потому что батареи накапливают и выдают постоянный ток (DC), а в DC есть только активная мощность. Или вы можете сказать, что в постоянном токе полная и активная мощность одинаковы. Таким образом, коэффициент мощности равен 1. Вы можете узнать об активной и полной мощности

Ваттность батарей встречается редко, потому что она означает мгновенную мощность. Батареи — это энергия, которая не является мгновенной.

---

Поделитесь, пожалуйста, своими мыслями в комментариях.

Похожие сообщения

Что такое кВтч и Ач?

Переход с бензинового или дизельного автомобиля на электромобиль поначалу может показаться немного сложным, главным образом потому, что нужно выучить так много новых терминов. Такие слова, как киловатты и киловатт-часы, встречаются повсюду, и вам нужно знать, что они означают, поскольку они дают вам много информации о таких вещах, как скорость зарядки, емкость аккумулятора, дальность действия, эффективность и многое другое.

Но разобраться в этом не так уж и сложно.В конце концов, вы, вероятно, знаете, что означает «милю на галлон», возможно, слышали о выбросах NOx и можете собрать воедино то, что подразумевается под внутренним сгоранием. Однако все эти термины теперь можно уложить в постель, а пора выучить некоторые другие.

Все термины, связанные с электромобилями, не новы для тех, кто работает с электричеством, и вы, возможно, даже уже знаете их, но сокращения, такие как kWh и Ah, могут внести больше путаницы. Прочтите, чтобы узнать, что каждый из них означает и почему вам нужно это знать.

Что такое ампер и ампер-час?

Краткая версия состоит в том, что термин ампер или ампер измеряет электрический ток с течением времени. Нечасто можно услышать упоминание об электромобилях, но стоит знать, что это такое. Длинная версия состоит в том, что это единица измерения скорости потока электронов (представьте себе электричество) или потока тока в проводнике (что-то, что проводит или контролирует электричество) в течение секунды.

Вот как течет электричество. Все электроны выстроены в линию, и, поскольку они заряжены отрицательно, они отталкиваются друг от друга.Это означает, что когда вы нажимаете один в конце линии, все остальные тоже перемещаются. Представьте себе линию шаров для снукера — когда вы ударяете по одному на конце, другой на другом конце уходит.

Мера этого тока известна как ампер. Один ампер (А) имеет стандартное определение 6,24 x 10 в степени 18 электронов, текущих за секунду. Чем больше у вас ампер, тем выше ток. Необязательно понимать это, просто знайте, что типичный портативный компьютер потребляет ток около 3А (три ампера).

Ампер-час (Ач) — это единица, отличная от ампер; он используется для оценки количества энергии, которое может удерживать аккумулятор. Проще говоря, он используется для определения силы тока, который батарея может обеспечить за час. Следовательно, ампер-часы используются для определения срока службы батареи. Ампер-часы, разделенные на амперы, говорят нам о времени автономной работы в часах. Таким образом, батарея емкостью 2 Ач может потреблять два ампера в течение часа, прежде чем разрядится, или четыре ампера в течение получаса.

Что такое киловатты и киловатт-часы? С другой стороны,

Ватт — это единица измерения мощности.Ватт — это сумма силы тока и напряжения. Напряжение можно представить как величину электрического давления, оказываемого проводником или цепью; сила, которая толкает электроны по цепи. Амперы — это скорость, с которой электроны движутся мимо заданной точки. Таким образом, мощность — это соотношение силы и скорости. Формула работает следующим образом: Мощность (Вт) = Амперы x Вольт

Вт используются для определения количества мощности, которое проходит через данный блок питания. Киловатт (кВт) — это просто тысяча ватт.Киловатт-час (кВтч) — как и ампер-час — отличается от ватта. Киловатт-час — это мера энергии — сколько энергии потребляется за определенный период. Аккумуляторы электромобилей обычно измеряются в киловатт-часах: это можно представить как эквивалент топливного бака бензинового или дизельного автомобиля. Чем больше батарея, тем больше у вас энергии и тем больше будет пробег вашего электромобиля.

Это полезно для расчета времени зарядки, поскольку зарядные устройства всегда оцениваются по их мощности, измеряемой в кВт.Так что, если у вас дома есть настенное зарядное устройство мощностью 7 кВт, для выработки 7 кВт · ч электроэнергии потребуется один час. Поэтому, как правило, вы можете разделить емкость аккумулятора автомобиля на мощность зарядного устройства, чтобы рассчитать время зарядки. Таким образом, для зарядки Nissan Leaf с аккумулятором 40 кВтч, подключенным к зарядному устройству на 7 кВт, потребуется около пяти с половиной часов (40 кВтч ÷ 7 кВт = 5,71 часа).

Однако важно отметить, что это не всегда так, особенно в случае быстрых или быстрых зарядных устройств, которые обычно используют источник постоянного тока.В этих случаях зарядка последних 20% почти полной батареи займет больше времени, чем первые 20% разряженной, поскольку становится все труднее втиснуть энергию в элементы с такой высокой скоростью. Вот почему многие производители указывают время быстрой зарядки от 10 до 80%. А поскольку эти последние 20% сложнее заполнить с помощью быстрого зарядного устройства, многие водители предпочитают покидать общественные зарядные станции, когда они достигают 80%, вместо того, чтобы дольше ждать, пока аккумулятор полностью зарядится.

Определение уровня заряда аккумулятора

Знание количества энергии, оставшейся в батарее, по сравнению с энергией, которая была у нее, когда она была полной, дает пользователю представление о том, сколько еще батарея будет продолжать работать до того, как ей потребуется подзарядка.Это мера кратковременной емкости аккумулятора. Используя аналогию с топливным баком в автомобиле, оценку состояния заряда (SOC) часто называют функцией «Датчик уровня газа» или «Датчик уровня топлива».

См. Также State of Health (SOH), который показывает долговечность батареи.

SOC определяется как доступная мощность, выраженная в процентах от некоторого эталонного значения, иногда от его номинальной мощности, но более вероятно, от его текущей мощности (т.е. при последнем цикле зарядки-разрядки), но эта неоднозначность может привести к путанице и ошибкам. Обычно это не абсолютная мера в кулонах, киловатт-часах или ампер-часах оставшейся в батарее энергии, что было бы менее запутанно.

Предпочтительным эталоном SOC должна быть номинальная емкость нового элемента, а не текущая емкость элемента. Это связано с тем, что емкость ячейки постепенно уменьшается с возрастом. Например, к концу срока службы элемента его фактическая емкость будет приближаться только к 80% от его номинальной емкости, и в этом случае, даже если элемент был полностью заряжен, его SOC будет только 80% от его номинальной емкости.Влияние температуры и скорости разряда еще больше снижает эффективную емкость. Эта разница в контрольных точках важна, если пользователь зависит от оценки SOC, как это было бы в реальном приложении газового манометра в автомобиле.

К сожалению, эталон измерения SOC часто определяется как текущая емкость элемента, а не номинальная емкость. В этом случае полностью заряженный элемент, срок службы которого приближается к концу, может иметь SOC, равный 100%, но он будет иметь эффективную емкость только 80% от его номинальной емкости, и для расчетной емкости необходимо будет применить поправочные коэффициенты. сравните его с его новой номинальной мощностью.Использование текущей мощности, а не номинальной, обычно является сокращением или компромиссом при проектировании, чтобы избежать сложности определения и учета корректировок мощности, связанных с возрастом, которые обычно игнорируются.

Основание оценки SOC на текущей емкости аккумуляторной батареи, а не на ее номинальной емкости при новой, эквивалентно постепенному уменьшению емкости топливного бака в течение срока службы транспортного средства без уведомления водителя.Если требуется точная оценка оставшегося заряда аккумулятора, необходимо учитывать факторы старения и окружающей среды.

Для приложений балансировки ячеек необходимо знать только SOC любой ячейки относительно других ячеек в цепочке батарей. Поскольку все клетки будут подвергаться одинаковым воздействиям в течение своей жизни, для этой цели можно не принимать во внимание корректировки старения и окружающей среды, которые в равной степени относятся ко всем клеткам.

Требования к точности SOC

Знание SOC особенно важно для больших литиевых батарей. Из всех распространенных химических составов элементов литий является наиболее химически реактивным и единственным, которому необходимы электронные системы управления батареями (BMS), чтобы поддерживать батарею в безопасном рабочем интервале и обеспечивать длительный срок службы. Управление SOC — основная функция BMS.Кроме того, автомобильные приложения — одно из основных применений больших литиевых батарей — нуждаются в очень точном контроле SOC для эффективного и безопасного управления потоками энергии.

• В приложениях EV SOC используется для определения дальности. Это должно быть абсолютное значение, основанное на емкости новой батареи, а не в процентах от текущей емкости, которая может привести к ошибке 20% или более из-за старения батареи.

  Как известно, автомобильные датчики уровня топлива неточны, поэтому точность SOC в 5%, если бы она могла быть достигнута, вероятно, была бы удовлетворительной для таких приложений.

• В приложениях HEV SOC определяет, когда двигатель включается и выключается. Ошибки SOC более 5% могут серьезно повлиять на топливную экономичность системы. Поэтому желательна точность, значительно превышающая 5%.

См. «Возможности точности оценки» ниже

Методы определения заряда

Было использовано несколько методов оценки степени заряда аккумулятора.Некоторые из них специфичны для определенного химического состава клеток. Большинство из них зависит от измерения некоторого удобного параметра, который зависит от уровня заряда.

Прямое измерение

Это было бы легко, если бы аккумулятор мог разряжаться с постоянной скоростью. Заряд в батарее равен току, умноженному на время, в течение которого он протекал. К сожалению, здесь есть две проблемы.Во всех практических батареях ток разряда непостоянен, но уменьшается по мере разряда батареи, обычно нелинейным образом. Следовательно, любое измерительное устройство должно иметь возможность интегрировать ток с течением времени. Во-вторых, этот метод зависит от разрядки аккумулятора, чтобы узнать, сколько в нем заряда. В большинстве приложений, за исключением, возможно, квалификационных испытаний, пользователю (или системе) необходимо знать, сколько заряда находится в элементе, не разряжая его.

Невозможно также напрямую измерить эффективный заряд аккумулятора, отслеживая фактический заряд, вложенный в него во время зарядки.Это связано с кулоновской эффективностью батареи. Потери в батарее во время цикла заряда-разряда означают, что батарея будет заряжать меньше во время разряда, чем было заложено в нее во время зарядки.

Кулоновский КПД или прием заряда — это мера того, сколько полезной энергии доступно во время разряда по сравнению с энергией, используемой для заряда элемента. На эффективность заряда также влияют температура и SOC.

SOC по измерениям удельного веса (SG)

Это обычный способ определения состояния заряда свинцово-кислотных аккумуляторов.Это зависит от измерения изменения веса активных химикатов. По мере того, как аккумулятор разряжается, активный электролит, серная кислота, расходуется, и концентрация серной кислоты в воде снижается. Это, в свою очередь, снижает удельный вес раствора прямо пропорционально степени заряда. Таким образом, фактическая удельная плотность электролита может использоваться как индикатор состояния заряда батареи. Измерения удельного давления традиционно выполнялись с помощью ареометра всасывающего типа, что медленно и неудобно.

В настоящее время электронные датчики, которые обеспечивают цифровое измерение удельного веса электролита, могут быть встроены непосредственно в элементы, чтобы обеспечить непрерывное считывание состояния аккумулятора. Этот метод определения SOC обычно не подходит для другого химического состава клеток.

Оценка SOC на основе напряжения

Использует напряжение аккумуляторной ячейки как основу для расчета SOC или оставшейся емкости.Результаты могут сильно различаться в зависимости от фактического уровня напряжения, температуры, скорости разряда и возраста элемента, и для достижения разумной точности должна быть предусмотрена компенсация этих факторов. На следующем графике показана взаимосвязь между напряжением холостого хода и остаточной емкостью при постоянной температуре и скорости разряда для свинцово-кислотного элемента большой емкости. Обратите внимание, что напряжение ячейки уменьшается прямо пропорционально оставшейся емкости.

Свинцово-кислотная батарея

Однако могут возникнуть проблемы с некоторыми химическими составами элементов, особенно с литиевыми, которые демонстрируют лишь очень небольшое изменение напряжения в течение большей части цикла заряда / разряда.На следующем графике показана кривая разряда для литий-ионного элемента большой емкости. Это идеально для применения в аккумуляторных батареях, поскольку напряжение элемента не падает заметно при разряде элемента, но по той же причине фактическое напряжение элемента не является хорошим показателем SOC элемента.

Быстрое падение напряжения элемента в конце цикла можно использовать как указание на неизбежную полную разрядку аккумулятора, но для многих приложений требуется более раннее предупреждение.Полностью разряженные литиевые элементы значительно сократят срок службы, и в большинстве приложений будет наложено ограничение на DOD, которому подвергается элемент, чтобы продлить срок службы. Хотя напряжение ячейки можно использовать для определения желаемой точки отсечки, для критически важных приложений предпочтительнее более точное измерение.

См. Также, как измерение напряжения элемента во время «периодов покоя» может повысить точность оценок SOC в литиевых батареях на странице «Программно конфигурируемая батарея».

Текущая оценка SOC — (кулоновский счет)

Энергия, содержащаяся в электрическом заряде, измеряется в кулонах и равна интегралу по времени тока, который доставил заряд. Оставшуюся емкость элемента можно рассчитать путем измерения тока, входящего (заряжая) или покидающего (разряженного) элементов, и интегрируя (накапливая) его с течением времени.Другими словами, заряд, переносимый в ячейку или из нее, получается путем накопления стока тока с течением времени. Контрольной точкой калибровки является полностью заряженная ячейка, а не пустая ячейка, и SOC получается вычитанием чистого потока заряда из заряда в полностью заряженной ячейке. Этот метод, известный как кулоновский счет, обеспечивает более высокую точность, чем большинство других измерений SOC, поскольку он измеряет поток заряда напрямую. Тем не менее, он все еще требует компенсации, чтобы учесть рабочие условия, как и в случае метода, основанного на напряжении.

Можно использовать три метода измерения тока.

• Токовый шунт Самый простой метод определения тока — это измерение падения напряжения на низкоомном, высокоточном, последовательном резисторе считывания между батареей и нагрузкой, известном как токовый шунт. Этот метод измерения тока вызывает небольшую потерю мощности на пути тока, а также нагревает батарею и является неточным для малых токов.
Преобразователи на эффекте Холла
• позволяют избежать этой проблемы, но они более дорогие. К сожалению, они не переносят большие токи и подвержены шумам.
Магниторезистивные датчики
• GMR еще дороже, но они имеют более высокую чувствительность и более высокий уровень сигнала. Они также обладают лучшей устойчивостью к высоким температурам, чем устройства на эффекте Холла.

Кулоновский счет зависит от тока, протекающего от батареи во внешние цепи, и не учитывает токи саморазряда или кулоновский КПД батареи.

Обратите внимание, что в некоторых приложениях, таких как автомобильные батареи, «непрерывный» ток батареи не отслеживается. Вместо этого производится выборка тока, и по этим выборкам восстанавливается непрерывный ток. В таких случаях частота дискретизации должна быть достаточно высокой, чтобы фиксировать текущие пики и впадины, связанные с ускорением и рекуперативным торможением, соответствующими стилю вождения пользователя.

Оценка SOC на основе измерений внутреннего импеданса

Во время циклов зарядки-разрядки элемента состав активных химикатов в элементе изменяется, поскольку химические вещества преобразуются между заряженным и разряженным состояниями, что отразится на изменениях импеданса элемента.Таким образом, измерения внутреннего импеданса ячейки также могут использоваться для определения SOC, однако они не используются широко из-за трудностей с измерением импеданса, когда ячейка активна, а также трудностей в интерпретации данных, поскольку импеданс также зависит от температуры.

Fuzzy Logic и другие аналогичные модели использовались для решения этих проблем, и для этой цели были разработаны ASIC.

Прочие меры государственной ответственности

При постоянной нагрузке и постоянных условиях окружающей среды литиевые элементы имеют линейную характеристику разряда SOC во времени, что, возможно, позволяет определить SOC по времени работы или, в случае чисто электрического транспортного средства, по пройденному расстоянию.Этот метод зависит от поддержания постоянного режима вождения, и при изменении режима вождения будут внесены серьезные неточности. Его также нельзя применять, когда используется прерывистая зарядка, как в случае с HEV.

Хотя этот показатель может не подходить в качестве основы для BMS в автомобильной промышленности, он может использоваться для простых приложений, таких как индикаторы запаса хода велосипеда, а также может обеспечивать контрольную проверку прогнозов модели BMS в целях безопасности.

Факторы, влияющие на степень заряда литиевых батарей

К сожалению, ни измерения напряжения, ни подсчета кулонов недостаточно для высокоточного измерения топлива, потому что заряд, который элемент может принять или доставить, зависит не только от основной конструкции элемента, но и от возраста элемента, а также от его краткосрочного и долгосрочного использования. рабочая среда.

Полезная емкость

Оценка

SOC для литиевых элементов усложняется тем фактом, что полезная емкость элемента не является постоянной, а значительно изменяется в зависимости от температуры, скорости разрядки заряда и возраста элемента и меньшее влияние на другие параметры, такие как время между зарядками. (из-за скорости саморазряда).

Заряд — скорость разряда

Эффективная емкость элемента зависит от скорости, с которой он заряжается и разряжается, как показано на графике скорости разряда. Это связано с тем, что для завершения электрохимических воздействий в ячейке требуется конечное время, и они не могут мгновенно следовать за электрическим стимулом или нагрузкой, приложенной к ячейке. Это объясняется в разделе о времени зарядки.Если элемент подвергается кратковременным импульсам зарядки и разрядки, как в приложениях EV и HEV, химический эффект импульса зарядки может быть не полностью завершен до того, как последующий импульс разрядки начнет обратный процесс. Даже при подсчете кулонов это может привести к ошибкам в определении SOC клетки, если не принимать во внимание скорость химического воздействия.

Гистерезис

В том же состоянии заряда напряжение холостого хода (OCV) после заряда выше, чем OCV после разряда.Это еще одно проявление постоянной времени, связанное с задержкой химической реакции батареи в соответствии с электрическим стимулом.

Подробнее о гистерезисе и его влиянии на точность измерений SOC.

Температура и скорость нагнетания

На следующем графике показано, как емкость литиевого элемента зависит от температуры и скорости разряда.Он показывает, что при нормальных рабочих температурах кулоновская эффективность элемента очень высока, но при низких температурах наблюдается значительное падение эффективности, особенно при высоких скоростях разряда, что может привести к серьезным ошибкам в оценке SOC. Это явление не свойственно литиевым элементам, поскольку другие химические элементы элементов также демонстрируют ухудшение характеристик при низких температурах.

На графике показан литиевый элемент, работающий между указанными верхним и нижним пределами отсечки напряжения, равным 4.2. Вольт и 2,5 Вольта соответственно. Они считаются полностью заряженными и пустыми состояниями ячейки. Линия «Полный» — это точка, в которой элемент достигает полного заряда с использованием метода зарядки постоянным током — постоянным напряжением при соответствующей температуре. Показаны две «пустые» линии, соответствующие двум разным скоростям разряда 0,2 ° C и 1,0 ° C.

Емкость ячейки при заданной скорости и температуре — это разница между строкой «Полный» и соответствующей строкой «Пустой».

На практике элемент может заряжаться при одной температуре и разряжаться при другой температуре, и это необходимо учитывать при расчете эффективной емкости элемента. Обратите внимание, что элемент очень неэффективен при отказе от заряда при высоких скоростях разряда и низких температурах. Другими словами, его кулоновская эффективность резко ухудшается при низких температурах. Также обратите внимание, что указанный выше элемент может быть полностью разряжен при высоком уровне тока, но может быть дополнительно разряжен при низком уровне тока на количество миллиампер-часов между двумя «пустыми» точками, которые соответствуют текущей температуре элемента.

Типичные технические характеристики элемента указывают емкость только при 25 ° C и 0,3 ° C. На приведенном ниже графике показано комбинированное влияние скорости и температуры на эффективную емкость ячейки. Обратите внимание, что доступная емкость уменьшается при высоких скоростях разряда, и хотя есть небольшое снижение емкости при работе при высоких температурах, есть существенное снижение при низких температурах. Подобные эффекты проявляются во время цикла зарядки.

Приведенный выше график характеризует производительность литиевого элемента в двух ожидаемых рабочих условиях. Матрица значений емкости, связанная со всеми возможными комбинациями тока и температуры, полезна в качестве справочной таблицы , используемой приведенными ниже алгоритмами оценки заряда.

Эта матрица характеристик батареи подобна «карте двигателя», в которой хранится множество кривых характеристик двигателя при различных условиях эксплуатации, используемых в системах управления, используемых в современных двигателях внутреннего сгорания.

Старение клеток

График ниже показывает, как старение влияет на емкость ячейки. Чтобы учесть это, формулы для расчета остаточной мощности должны динамически изменяться с течением времени, чтобы оставаться точными.

Цикл жизни элемента обычно считается завершенным, когда емкость элемента упала до 80% от своего значения, когда элемент был новым.Обратите внимание, что емкость уменьшается довольно линейно по мере старения элемента и продолжает уменьшаться после указанного срока службы батареи. Внезапной смерти нет, и батареи можно продолжать использовать, хотя и с меньшей емкостью.

Саморазряд

В дополнение к заряду, который вводится в аккумулятор и снимается с него во время нормального процесса заряда-разряда, необходимо также учитывать продолжающийся долгосрочный эффект саморазряда, потребляющий доступную энергию в элементе.

Прочие факторы

Другие факторы, такие как эффективность заряда / разряда, также влияют на емкость элемента.

Расчет SOC литиевых батарей

Как отмечалось выше, измерения напряжения или тока могут дать приблизительное представление о состоянии заряда батареи, но для большей точности, особенно для литиевых батарей, необходимо учитывать другие факторы.

Теоретическая оценка SOC

Можно, но не обязательно, оценить SOC батареи из чисто теоретических соображений. Батарейки нелинейные. SOC можно было бы рассчитать на основе измеренных параметров ячейки и рабочих условий, если бы были доступны достаточные данные. К сожалению, это слишком сложно, поскольку существует 30 или более переменных, влияющих на производительность ячейки, некоторые из которых гораздо более значительны, чем другие.Они перечислены ниже только для информации, так как этот метод на практике не используется (если только в сильно урезанном виде) »

Теоретические расчеты основаны на кулоновском подсчете, измененном в зависимости от напряжения и температуры элемента, скорости, с которой элементы заряжались и разряжались, химического состава различных активных химикатов и любого использованного допирования, возможности и воздействия загрязнение, форма и длина физических путей тока в ячейке, объем электролита, толщина электролита и сепаратора, удельное сопротивление компонентов, скорость массопереноса ионов через электролит, скорость химическое воздействие на поверхности электродов или скорость поглощения ионов интеркаляционными слоями, фактическая площадь поверхности электродов, эффективная площадь поверхности электродов с учетом размеров частиц химикатов, эффект пассивации на поверхности электрода, температура окружающей среды, эффект джоулева нагрева, скорость саморазряда ячеек, время между обугливанием ges плюс, возможно, несколько других факторов.

Теоретический расчет SOC всегда будет ограничен числом эффектов, для которых можно разработать уравнения.

Практическая оценка SOC

В качестве альтернативы можно измерить рабочие характеристики типичной ячейки (или ячеек) для образца, а результаты использовать в качестве шаблона для представления производительности остальной популяции.Основывать оценки производительности ячеек на справочных таблицах, построенных на основе данных измерений фактических ячеек, намного проще, чем проводить теоретические оценки, поскольку они автоматически учитывают большинство, если не все факторы, влияющие на SOC. Справочные таблицы представляют собой пошаговые аппроксимации кривых характеристик и характеристик, которые представляют характеристики разряда элемента как функцию температуры, скорости разряда или других параметров. См. Пример выше. Необходимые справочные таблицы разрабатываются на основе лабораторных измерений в контролируемых условиях.Процесс сбора данных и построения справочной таблицы называется характеристикой ячейки и должен выполняться только один раз, однако новый набор данных или справочная таблица должны быть созданы для каждого варианта химического состава ячейки и используемой конструкции ячейки.

Многоразовое стандартное программное обеспечение, которое можно использовать для обработки различных наборов данных

После того, как элементы были охарактеризованы, следующим шагом будет рассмотрение применения батареи.Кулоновский счет используется для обеспечения начальной оценки SOC ячейки, и это значение затем модифицируется, чтобы учесть неиспользуемую емкость ячейки, соответствующую ее рабочей точке, путем обращения к справочной таблице. Таким образом, оценка SOC выполняется путем построения модели батареи, которая воспроизводит характеристики батареи в программном обеспечении, и алгоритма, который предсказывает ее поведение в ответ на различные внешние и внутренние условия.

Для этого метода, конечно же, требуются датчики для предоставления данных измерений текущего состояния батареи, память для хранения модели батареи и микропроцессор для вычисления результатов.

Датчики

в батарее обеспечивают аналоговые входы, представляющие температуру, напряжение и ток ячеек, для модели, а прецизионные аналого-цифровые преобразователи переводят эти входные данные в цифровую форму. Дополнительная информация, такая как температура окружающей среды и состояние различных аварийных сигналов, при необходимости, также может быть предоставлена ​​модели. Эти входные данные постоянно контролируются и обновляются по запросу микропроцессора, который управляет моделью. Затем модель может использовать эти входные данные для оценки SOC или другого состояния батареи в любой момент времени.

В динамических приложениях, таких как автомобильные аккумуляторы, входы должны контролироваться не реже одного раза в секунду, чтобы гарантировать, что не будут пропущены значительные потоки заряда или критические события, и прогнозирование SOC для каждой отдельной ячейки в батарее должно быть выполнено в течение интервала выборки. Из-за сложности алгоритма и количества задействованных входов система должна выполнять более миллиона или более вычислений с плавающей запятой в секунду.Для этого нужен мощный микропроцессор. Пример необходимости постоянного обновления оценок SOC в работающей системе приведен в разделе «Системы управления батареями».

Оценка точности оценок SOC на основе справочных таблиц

• Ошибки смещения (количество и значимость учитываемых факторов)

Для точного представления характеристик заряда / разряда элемента должны быть разработаны аналогичные справочные таблицы для всех известных факторов, которые существенно влияют на емкость элемента (Ач) и импеданс, такие как температура элемента, температура окружающей среды, заряд и разряд. скорости, скорости рассеивания тепла, скорости заряда саморазряда элемента или кулоновской эффективности и деградации емкости в течение срока службы элемента.

Если любой из ключевых параметров, влияющих на полезную емкость соты, игнорируется, в оценке SOC будет соответственно большая ошибка смещения.

Ошибка смещения

SOC, основанная только на кулоновском подсчете, без компенсирующих факторов, может достигать 30%!

• Размер и срок действия выборки

Точность может быть ограничена небольшим размером выборки, использованной для построения набора данных, и тем, были ли образцы, использованные для характеристики клеток, действительно репрезентативными для популяции на протяжении ожидаемого производственного цикла ячеек.

• Точки данных и алгоритмы прогнозирования

Точность также будет напрямую зависеть от количества точек данных в справочной таблице. Для получения более точных оценок на основе ограниченных наборов данных были разработаны различные алгоритмы (примеры ниже). По сути, это означает объединение измеренных точек производительности в наборе данных или поисковой таблице в непрерывную поверхность, чтобы можно было извлечь значения производительности из промежуточных точек.Каждый из этих алгоритмов имеет свою характеристическую точность оценки.

• Кулоновский КПД

Подсчет кулонов также подвержен ошибкам, поскольку все кулоны, закачанные в аккумулятор во время зарядки, не могут быть преобразованы в доступный заряд. Часть энергии неизбежно теряется в процессе химического преобразования, обычно в виде тепла. Точно так же при обратном пути по тем же причинам часть доступного заряда теряется, и только часть сохраненного заряда доступна для выполнения работы.Потери энергии в оба конца для литиевой батареи составляют около 3%. Кулоновский КПД — это соотношение между энергией разряда и энергией заряда.

• Скорость саморазряда

Другая причина, по которой вся энергия, вложенная в батарею, не может выйти снова, — это саморазряд элементов. Саморазряд литиевых батарей обычно составляет менее 3% в месяц, поэтому в течение суток или около того эффект очень мал, но становится тем значительнее, чем больше периоды между зарядками, и может быть источником накопления ошибок, если только схема контроля батареи регулярно сбрасывается или калибруется.

• Случайные ошибки (точность измерения)

Случайные ошибки возникают из-за неточностей при измерении факторов, которые фактически учитываются при оценке SOC. Это относится как к характеристикам элементов, так и к элементам в работающих батареях, поэтому есть два потенциальных источника подобных ошибок.

• Напряжение элемента
• Температура ячейки
• Сила тока батареи
• Ошибка выборки тока
• Ошибки квантования аналого-цифрового преобразователя
• Скорость саморазряда
• Эффекты гистерезиса
• Возраст батареи / количество оборотов емкости (завершенных циклов)

Обычно чистый эффект серии случайных ошибок, например, из-за неточностей измерений, можно рассчитать с использованием метода «корневой суммы квадратов».

• Накопительное накопление ошибок

Со временем «полностью заряженная» контрольная точка системы батареи может дрейфовать, поэтому систему следует регулярно калибровать для сброса контрольного SOC на 100%, когда батарея полностью заряжена. Регулярная калибровка системы оценки SOC необходима, чтобы избежать накопления кумулятивной ошибки. Это особенно верно для аккумуляторов HEV, которые при нормальных обстоятельствах никогда не достигают своего полностью заряженного состояния, когда систему можно сбросить до известного уровня заряда.

Принимая во внимание все эти факторы, расчет SOC может быть подвержен очень большим ошибкам, которые могут поставить под угрозу приложение, если в конструкции аккумуляторной системы не будут предприняты шаги для уменьшения этих ошибок. Точность, заявленная для расчета SOC, должна соответствовать совокупной точности измерений составляющих параметров плюс любые ошибки смещения. Заявления производителя о точности SOC выше 5% являются типичными, но это кажется трудно оправданным, учитывая факторы, описанные здесь, и ошибки могут расходиться еще больше по мере того, как клетки стареют.

Сравните это с требованиями к точности выше

Алгоритмы оценки заряда

Несколько различных методов, таких как нечеткая логика, фильтрация Калмана, нейронные сети и рекурсивные методы самообучения, были использованы для повышения точности оценки SOC, а также оценки состояния здоровья (SOH).

Нечеткая логика

Fuzzy Logic — это простой способ сделать определенные выводы из расплывчатой, неоднозначной или неточной информации.Он напоминает процесс принятия решений человеком с его способностью работать с приблизительными данными для поиска точных решений.

В отличие от классической логики, которая требует глубокого понимания системы, точных уравнений и точных числовых значений, нечеткая логика позволяет моделировать сложные системы с использованием более высокого уровня абстракции, основанного на наших знаниях и опыте. Это позволяет выразить это знание с помощью субъективных понятий, таких как большой, маленький, очень горячий, ярко-красный, долго, быстро или медленно.Это качественное лингвистическое представление экспертных знаний представляет собой естественное, а не числовое описание системы и позволяет относительно легко разработать алгоритм по сравнению с числовыми системами. Затем выходные данные можно сопоставить с точными числовыми диапазонами, чтобы обеспечить характеристику системы. Нечеткая логика широко используется в системах автоматического управления.

Используя этот метод, мы можем использовать всю доступную нам информацию о характеристиках батареи, чтобы получить более точную оценку ее состояния заряда или состояния здоровья.Доступны пакеты программного обеспечения, упрощающие этот процесс.

Фильтр Калмана

Фильтрация Калмана решает давний вопрос: как получить точную информацию из неточных данных? Что еще более важно, как обновить «наилучшую» оценку состояния системы при поступлении новых, но все еще неточных данных? Примером такой ситуации является автомобильное приложение HEV.На SOC аккумулятора влияет множество одновременных факторов, и он постоянно меняется в зависимости от стиля вождения пользователя. Фильтр Калмана предназначен для удаления нежелательного шума из потока данных. Он работает, прогнозируя новое состояние и его неопределенность, а затем корректируя это с помощью нового измерения. Он подходит для систем с несколькими входами и широко используется в прогнозирующих контурах управления в системах навигации и наведения. С помощью фильтра Калмана точность модели прогнозирования SOC батареи может быть улучшена, и для таких систем заявлена ​​точность более 1%.

Как и в случае с Fuzzy Logic, доступны стандартные пакеты программного обеспечения, облегчающие его реализацию.

Нейронные сети

Нейронная сеть — это компьютерная архитектура, смоделированная на основе взаимосвязанной системы нейронов человеческого мозга, которая имитирует процессы обработки информации, памяти и обучения. Он имитирует способность мозга сортировать шаблоны и учиться методом проб и ошибок, распознавая и извлекая взаимосвязи, лежащие в основе данных, с которыми он представлен.

Каждый нейрон в сети имеет один или несколько входов и производит выход; каждый вход имеет весовой коэффициент, который изменяет значение, поступающее в нейрон. Нейрон математически манипулирует входными данными и выдает результат. Нейронная сеть — это просто нейроны, соединенные вместе, причем выход одного нейрона становится входом для других, пока не будет достигнут окончательный результат. Сеть учится, когда ей представляются примеры (с известными результатами); весовые коэффициенты корректируются на основе данных — либо посредством вмешательства человека, либо с помощью запрограммированного алгоритма, — чтобы приблизить конечный результат к известному результату.Другими словами, нейронные сети «учатся» на примерах (когда дети учатся узнавать собак на примерах собак) и демонстрируют некоторую способность к обобщению, выходящему за рамки обучающих данных.

Таким образом, нейронные сети

напоминают человеческий мозг двумя способами:

1. Нейронная сеть приобретает знания в процессе обучения.
2. Знания нейронной сети хранятся в пределах силы межнейронных связей, известных как синаптические веса.

Истинная сила и преимущество нейронных сетей заключается в их способности представлять как линейные, так и нелинейные отношения, а также в их способности изучать эти отношения непосредственно из моделируемых данных. Среди множества приложений — системы прогнозного моделирования и управления.

Методы нейронной сети

полезны для оценки производительности батареи, которая зависит от количественной оценки влияния множества параметров, большинство из которых не могут быть определены с математической точностью.Алгоритмы уточняются с помощью опыта, полученного при работе с аналогичными аккумуляторами.

Двухпараметрическая оценка SOC и повышение точности

В то время как изменение напряжения ячейки с помощью одного только SOC недостаточно велико для обеспечения точного измерения SOC, тем не менее, достаточно предоставить ссылку на проверку ошибок для текущих (кулоновский счет) оценок SOC.Кроме того, поскольку точность SOC, определяемая кулоновским подсчетом, зависит от применения поправочных коэффициентов, зависящих от измеренного уровня заряда батареи, температуры и напряжения, те же измерения напряжения могут использоваться для обеспечения альтернативной оценки SOC без заметного влияния на сложность вычислений. система.

Общая точность оценки SOC затем может быть улучшена путем объединения подходящим образом взвешенных значений оценок SOC на основе тока и напряжения в одно значение.

Индикаторы состояния аккумуляторной батареи

Малые первичные элементы теперь доступны с аналоговыми индикаторами SOC на ячейках, известными как тестеры батарей или указатели уровня топлива. На боковой стороне ячейки имеется напечатанная полоса, напоминающая термометр, которая дает приблизительное представление об оставшейся емкости батареи.

На основе термохромных и проводящих чернил тонкий слой проводящих чернил наносится в форме клина.Самая узкая точка указывает на самый низкий уровень заряда, а самая широкая область указывает на полный заряд. Когда цепь замыкается и ток течет через проводящие чернила, сопротивление чернил заставляет их нагреваться. Небольшое количество тока может генерировать достаточно тепла, чтобы повлиять на наименьшую область клина, но по мере того, как область расширяется, требуется больше тока, чтобы поднять его температуру. Термохромные чернила, напечатанные поверх проводящих чернил, меняют цвет в зависимости от температуры, а степень изменения цвета вдоль клина указывает величину тока и, следовательно, напряжение батареи.

Дизайн завершен маскирующим слоем из обычных чернил, создающим иллюзию термометра или аналогового указателя уровня топлива.

Точность измерения зависит от температуры окружающей среды.

SOC конденсаторов

Состояние заряда конденсатора определяется напряжением на его выводах.

Срок службы батареи и SOC

Узнайте больше о том, как эксплуатация SOC влияет на срок службы батареи.

Емкость аккумулятора

и способы ее измерения • Optibike — Электровелосипеды, построенные в США

Новый мир электромобилей, как потребителей, продолжает требовать от нас изучения нового словаря.

В прошлом выпуске мы узнали о том, как вольт и ампер похожи на поток воды. В этом выпуске мы узнаем, как определить размер «бензобака» электромобиля. Емкость бензобака в наших автомобилях измеряется галлонами. В электромобиле емкость измеряется в амперах или ватт-часах. После статьи вы поймете, что емкость аккумулятора в ампер-часах не говорит всей истории, вы должны знать ватт-час. Больше ватт-часов означает большее расстояние.

Емкость аккумулятора измеряется в ампер-часах или ватт-часах.Чем выше емкость, тем дольше проработает батарея

Пример: Аккумулятор рассчитан на емкость 10 ампер-час. Это означает, что батарея будет обеспечивать 10 ампер в течение одного часа. (при условии, что батарея имеет рейтинг 1С, о чем мы поговорим позже).

Скорость разряда влияет на емкость аккумулятора. При увеличении тока разряда емкость аккумулятора падает. Производители аккумуляторов указывают емкость аккумуляторов на основе рейтинга «C». Рейтинг 1С означает, что аккумулятор разряжен до номинальной емкости.

Пример: Батарея с номиналом 10 ампер-час при 1C была испытана при 10 ампер в течение одного часа. Батарея с номиналом 10 ампер-час при C / 10 была испытана при 1 ампер в течение одного часа. Первая батарея с рейтингом 1С проработает дольше, чем батарея с рейтингом C / 10.

В электрических велосипедах батареи должны иметь рейтинг 1С. Электровелосипедам требуется большой ток во время разгона. Батарея с рейтингом C / 10 будет плохо разгоняться, и ее емкость будет намного ниже при разрядке более высокими токами.Свинцово-кислотные батареи обычно имеют рейтинг C / 10, а NiMH — рейтинг 1C.

Другой способ описать емкость батареи — это ватт-час. Вт-ч объединяют ампер-час с напряжением и являются более точными при сравнении одного блока батарей с другим.

Пример: Bike A имеет NiMH 24 вольт 12 ампер-час и Bike B имеет NiMH 36 вольт 12 ампер-час пакет . Несмотря на то, что , ампер-час такие же, как , Bike B имеет на 50% больше мощности.

Велосипед B имеет 36-вольтовую батарею по сравнению с 24-вольтовой батареей на велосипеде A. Емкость велосипеда A составляет 286 ватт-часов, а у велосипеда B — 432 ватт-часа, что означает, что велосипед B проработает на 50% дольше.