Емкость аккумуляторной батареи.
Емкость аккумуляторов — количество электрической энергии, которое может отдать полностью заряженный аккумулятор при определенном режиме разряда и температуре от начального до конечного напряжения. Единицей СИ для электрического заряда является кулон (1Кл), но на практике емкость обычно выражается в ампер-часах (Ач).
Емкость измеряют в ампер-часах и определяют по формуле:
C=Ip * tp, где С– емкость, Ач;
Ip – сила разрядного тока, А;
Tp – время разряда, Ч.
Номинальная емкость — емкость, которую должен отдать новый полностью заряженный аккумулятор в нормальных условиях разряда, указанных в стандарте на этот аккумулятор. При этом напряжение не должно упасть ниже определенной величины.
Так как емкость зависит от разрядного тока и конечного разрядного напряжения, в условном обозначении аккумуляторов указывается емкость, соответствующая определенному режиму разряда. Для стартерных аккумуляторов за номинальную принимается емкость при 20-часовом, стационарных при 10-часовом, тяговых при 5-часовом режимах разряда.
Пример оценки ёмкости батареи 20-часовым режимом разряда, током 0.05 С20 (током, равным 5% от номинальной ёмкости).
Если ёмкость батареи 55Ач, то разряжая ее током 2.75А, она полностью разрядится за 20 часов. Аналогично для батарей ёмкостью 60Ач полный 20-часовой разряд произойдет при чуть большем токе разряда — 3А.
Отдача по емкости — отношение количества электричества, полученного от аккумулятора при разряде, к количеству электричества, необходимого для заряда аккумулятора до первоначального состояния при определенных условиях.
Она зависит от полноты заряда. Часть же заряда теряется на газообразование, это уменьшает коэффициент отдачи.
Емкость остаточная – величина, соответствующая количеству электричества, которое может отдать частично разряженный аккумулятор при установленном режиме разряда до конечного напряжения .
Резервная ёмкость аккумуляторной батареи — время, в течение которого батарея сможет обеспечить работу потребителей в аварийном режиме. Величина резервной ёмкости, выраженная в минутах, последнее время все чаще проставляется изготовителями стартерных аккумуляторных батарей после значения тока холодного старта.
Емкость зарядная — количество электричества, сообщаемое аккумулятору во время заряда . Зарядная емкость АКБ всегда больше разрядной из-за потерь энергии на побочные реакции и процессы.
При постоянном токе заряда l зарядная емкость С= I * t, где t — время заряда.
Измерение емкости ведется до падения напряжения хотя бы одного элемента аккумуляторной батареи до величины, регламентированной для конкретного режима разряда.
В течение срока службы емкость АКБ изменяется. В начале срока службы она возрастает, так как происходит разработка активной массы пластин. В процессе эксплуатации емкость некоторое время держится стабильной, а затем начинает постепенно уменьшаться из-за устаревания активной массы пластин.
Емкость батареи зависит от количества активного материала и конструкции электродов, количества и концентрации электролита, величины тока разряда, температуры электролита, степени изношенности аккумулятора, наличия посторонних примесей в электролите и других факторов.
При увеличении тока разряда емкость батареи уменьшается. АКБ при форсированных режимах разряда отдают емкость меньше, чем при разряде более длительными режимами (небольшой величиной тока). Поэтому на аккумуляторах могут быть обозначения при 3,5,6,10,20 и 100 часах разряда. При этом емкости одной и той же батареи будут совершенно разные. Наименьшая будет при 3-часовом разряде, наибольшая при 100 часовом.
С повышением температуры электролита емкость растет, но при излишне высоких температурах уменьшается срок их службы . Это происходит потому, что при повышении температуры электролит легче проникает в поры активной массы, так как уменьшается его вязкость и увеличивается внутреннее сопротивление. Поэтому в реакции разряда принимает участие больше активной массы, чем при заряде, производившемся при более низкой температуре.
При низких же температурах емкость и полезное действие АКБ быстро уменьшается.
Если увеличить концентрацию ( плотность электролита ), то емкость также увеличится, но аккумулятор быстро выйдет из строя из-за разрыхления активной массы батареи.
Мы работаем для Вас
будни: 9:00 — 18:00
суббота, воскресенье: выходные
Что такое энергоемкость аккумулятора
Емкость – основная характеристика аккумулятора. От нее зависит объем энергии, которую способен накопить и отдать источник питания, и время автономной работы питающегося от него оборудования. В случае с электровелосипедами и другими видами персонального электротранспорта от емкости аккумуляторной батареи напрямую зависит расстояние пробега на 1 заряде.
В чем измеряется емкость АКБ?
В вопросе, что такое энергоемкость аккумулятора, рассматривается несколько характеристик – от удельных до абсолютных величин. В технических характеристиках емкость АКБ указывается в ампер-часах (А·ч) и/или ватт-часах (Вт·ч). Более точно возможности источника питания отражает значение в ватт-часах. Это абсолютная емкость. Ее значение показывает, какую мощность может выдавать данная АКБ на протяжении 1 часа, независимо от разрядных токов и напряжения.
Например, батарея энергоемкостью 450 Вт·ч может выдавать мощность 450 Вт на протяжении 1 часа. Удельная энергоемкость измеряется в Вт·ч/кг и показывает, какую мощность может предоставлять данная АКБ массой 1 кг на протяжении 1 часа. Чем больше удельная энергоемкость (другими словами – энергетическая плотность) элементов питания, тем меньше их масса при равной величине накапливаемой энергии.
Емкость в ампер-часах – это уже относительная величина, зависящая от номинального напряжения батареи. Например, литий-ионные аккумуляторы имеют номинальное напряжение 3,7 В на элемент, а литий-железо-фосфатные (LiFePO4) – 3,2 В. Для набора необходимого напряжения – 36 В, 48 В и т.д. – элементы питания соединяются в батарею последовательно. Для суммирования емкости ячеек они соединяются параллельно.
Перевод емкости из А·ч в Вт·ч
Чтобы рассчитать абсолютную постоянную энергоемкость в Вт·ч, зная значение в А·ч, нужно умножить его на номинальное напряжение АКБ:
Например, для батареи емкостью 13 А·ч и вольтажом 36 В абсолютная энергоемкость составит 13 А·ч х36 В = 468 Вт·ч.
Аналогично, зная абсолютную постоянную энергоемкость батареи в Вт·ч, можно рассчитать ее реальную емкость при определенном рабочем напряжении оборудования. Для этого достаточно разделить абсолютную емкость в ватт-часах на рабочее напряжение нагрузки в вольтах:
Например: 468 Вт·ч :36 В =13 А·ч, а 468 Вт·ч :24 В =19,5 А·ч.
О напряжении
Чаще всего АКБ электровелосипедов имеют рабочее напряжение 24, 36 или 48 В. С его возрастанием обычно увеличивается и максимально развиваемая скорость е-байка. Конечно, на мощность и скорость электровелосипеда влияют и другие факторы, такие как мощность мотора и эффективность трансмиссии. Но все же мощные и скоростные е-байки обычно оснащаются АКБ с напряжением 48 В и выше.
Выводы: на что влияет энергоемкость АКБ электровелосипеда
От этой характеристики зависит дальность поездок на 1 заряде батареи. Ориентировочно при езде в наиболее экономичном режиме – по ровному асфальту, без резких разгонов и торможений, встречного ветра и других препятствий – на каждый километр пути тратится 8–10 Вт·ч энергии литиевой аккумуляторной батареи (без кручения педалей). При вращении педалей велосипедист уменьшает потребляемый мотором ток, поэтому и запас энергии батареи расходуется экономнее.
Наиболее точно и наглядно емкость характеризует ее абсолютная постоянная величина, измеряемая в ватт-часах. Зная ее, легко определить и ориентировочную дальность хода на 1 заряде, и относительную емкость в ампер-часах, которая зависит от номинального напряжения питаемого оборудования.
Что такое ёмкость батареи: как просто, быстро и максимально точно определить мощность аккумулятора автомобиля
Аккумулятор — это то, без чего невозможно обойтись в современном мире, он есть везде, где нет электричества. Поэтому необходимо знать, что это такое, какова его ёмкость, в чём измеряется и ещё немало характеристик. Без этого устройства невозможно представить настоящую жизнь. Возможность работать без подзарядки нужна: автомобильной технике, компьютерной технике, смартфонам и гаджетам для него, инструментам, использующихся в строительстве.
Основные характеристики аккумулятора
Аккумуляторная батарея имеет общие характеристики главными среди них можно отметить:
- масса батареи;
- тип и размер;
- электрическая движущая сила батареи;
- полярность;
- срок использования батареи;
- время зарядки и разрядки.
При покупке обращать внимание на эти параметры, чтобы купить качественный и долговечный аккумулятор.
Можно допустить, что вместимость аккумуляторной батареи составляет 71 А-ч. Это говорит о том, что АКБ автомобиля в период 19-21 часа может выдать ток 3,6 А. После завершения всего цикла напряжение должно превышать 10,8 В. Формула степенной зависимости записывается так: Ср = I k × t, где «Ср» будет вместимостью АКБ, «k» — коэффициентом Пейкерта, а «t» — временем. Для того, чтобы сделать расчёт реальной вместимости, необходимо использовать формулу Е = Еn × (In / I) ×
. Еn — это ёмкость номинала, In значение рaзрядного тока.
Какой бывает ёмкость аккумулятора
Делится на три вида: резервная, остаточная и номинальная. Номинальная является более важной характеристикой в отличие от резервной и остаточной, тем не менее они тоже необходимы.
Номинальная, более распространена и является важным параметром. Направлена на определение общего количества электрической энергии батареи, которую может дать аккумулятор в течение периода заряженности. Соответственно, чем выше номинальное значение, тем дольше сможет проработать аккумуляторная батарея.
Резервная ёмкость батареи является параметром, который показывает период времени отдачи заряда. Параметр менее важен номинальной и указывается на аккумуляторах реже, но сейчас стал появляться все чаще. Предназначен для того, чтобы была возможность определить как долго проработает батарея, в случае возникновения поломки генератора.
Параметр батареи, указывающий на текущий износ аккумуляторной батареи при некотором времени использования. Существует немало способов выяснить какова ёмкость в данный период времени. Это делается как с помощью таблиц, так и с помощью специальных приборов, отслеживающих износ.
От чего зависит ёмкость аккумулятора
АКБ зависит от таких параметров как: ток разряда, конечное напряжение разряда, температура и износ.
На что влияет ёмкость аккумулятора
Вместимость указывает на потенциальность аккумуляторной батареи. Простыми словами, период времени в течение которого АКБ может питать нагрузку при заполненной зарядке. При любом цикле зарядки или разрядке номинальная ёмкость остаётся неизменной.
Методы измерения ёмкости АКБ
Чтобы измерить её существует несколько способов, метод длительного разряда и с помощью специального электронного тестера. Основным и популярным является первый, так как он более точнее.
Методом длительного разряда
С помощью специального электронного тестера
Самый известный и точный расчёт. Существует множество хороших тестеров, но среди них и немало плохих устройств, которые могут быть очень не точным, поэтому покупать лучше проверенные или известные тестеры. Чтобы результаты были более правильными, необходимо производить замеры при разрядке, а не при зарядке.
Проверка ёмкости различных видов аккумуляторов
Устройств много и для каждого разработана свой восстановитель энергии. Самая большая вместимость требуется автомобильной технике, из-за более сложных механических процессов. А самая маленькая вместимость батареи будет у небольших бытовых инструментов, например, шуруповёрт. Ёмкость от смартфонов и других гаджетов современности, имеет совсем другое устройство АКБ и сравнивать их с автомобильными не имеет никакого смысла.
Ёмкость аккумуляторной батареи ноутбука
Восстановитель энергии ноутбука измеряется в миллиампер-часах (мАч или mAh). В современном мире среднестатистический ноутбук имеет 10 000 мАч. Максимально возможную ёмкость можно найти в мощных, игровых лэптопах, которые оснащены свежими процессорами, видеокартами и системами охлаждения.
Ёмкость АКБ телефона
Современные смартфоны в средних цифрах получили вместимость батареи 4000 мАч. Иногда встречаются модели с огромной вместимостью до 10 000 мАч. Такие телефоны могут держать один заряд до полумесяца использования устройства.
Мощность аккумулятора шуруповёрта
Шуруповёрт имеет АКБ, которые уже отличаются от обычных гаджетов. Измеряется такая батарейка в ампер-часах. Мощность может изменяться в зависимости от того, какое даётся напряжение, в пределах от 400 до 700 Вт или от 3,5 до 17,5 В.
Ёмкость автомобильного аккумулятора
Измерение происходит в ампер-часах. Средней вместимостью можно считать 70 А/ч. Среди всех перечисленных батареи, наиболее мощная и используется в автомобильной технике. Тяжелее и сложнее из-за выполнения более тяжёлых задач. Такой аккумулятор всегда подпитывается генератором, чтобы быстро не выходить из строя.
Емкость аккумуляторной батареи. Что это такое и как определить?
Что такое ёмкость аккумулятора Определение ёмкости батареи
1. Ёмкость – это наиболее важная техническая характеристика АКБ
Значение ёмкости показывает количество времени, в течение которого аккумулятор сможет питать подключенную к нему нагрузку. Чаще всего его ёмкость определяется в ампер/часах, а для маленьких аккумуляторов в миллиампер/часах.
Сама же единица измерения ёмкости равна такому значению: сила постоянного тока батареи (указанная в амперах либо миллиамперах), умноженная на время разряда в часах. Вот точная формула ёмкости аккумулятора:
Е [А * час] = I [А] х T [час]
2. Энергия и ёмкость аккумулятора
Бытует ошибочное мнение, что ёмкость АКБ равна энергии батареи, то есть количеству той энергии, которую может вместить полностью заряженный аккумулятор. Это мнение основывается на том, что уровень напряжения аккумулятора указывает на количество накопленной энергии. Но это не совсем верно! Ведь показатель электроэнергии равен произведению напряжения на ток и на время движения тока:
[Дж]= I [А] х U [В] х T [с]
Исходя из этого следует понимать, что энергия батареи для ИБП равна значению ёмкости аккумулятора умноженного на номинальное базисное напряжение:
W [Вт*час]= E [А*час] х U [В]
3. Ёмкость и энергия АКБ
Когда несколько аккумуляторов с одинаковой ёмкостью соединяют между собой последовательно, то ёмкость полученной АКБ будет равна общей ёмкости используемых аккумуляторов. В то время как энергия этой АКБ равна: энергия одного аккумулятора умноженная на количество применяемых аккумуляторов.
4. Ёмкость и заряд аккумулятора
Зачастую некоторые потребители путают ёмкость батареи и её заряженность. Показатель ёмкости – это потенциал батареи, другими словами время, в течение которого аккумулятор сможет питать нагрузку при полной разрядке.
Если рассмотреть на примере стакана воды, то ёмкость (то есть объём стакана), никак не изменится от количества налитой в него воды. То же самое и с аккумуляторами! Значение их ёмкости всегда одинаковое, и в разряженном и в заряженном состоянии.
5. Дополнительные параметры ёмкости свинцовых АКБ
Энергетическая ёмкость [Вт/элемент] – этот показатель отражает способность батареи разряжаться на протяжении определенного времени (чаще всего 15 мин) при постоянном уровне мощности. Такую характеристику используют в основном американцы, но в последние годы этот показатель распространен и у изготовителей AGM аккумуляторов в других странах. Чтобы примерно рассчитать ёмкость батареи в ампер/часах по показателю энергии в ВТ/эл (15 мин), применяют такую формулу:
Е [А*час] = W [Вт/эл] / 4
Резервная ёмкость – это показатель автомобильного аккумулятора, характеризующий возможность батареи производить питание всей электросистемы движущейся машины, при условии, когда генератор авто не работает. Измеряется этот параметр током 25 А в минутах разряда батареи. Такой показатель больше распространен на территории Америки. Чтобы примерно определить ёмкость батареи в ампер/часах по её резервной ёмкости в минутах, применяют такую формулу:
Е [А*час] = T [мин] / 2
6. От чего зависит ёмкость аккумулятора
Ток разряда
Как правило, изготовители указывают номинальную базисную ёмкость свинцовой АКБ для UPS при длительных разрядах (10, 20 либо 100 часов). При этом ёмкость будет иметь следующие обозначения: С 10 , С 20 либо С 100 . Возьмем, к примеру, нагрузку при 20-ти часовом разряде и рассчитаем протекающий ток:
I20 [А] = Е20 [А*час] / 20[час]
Обратите внимание! Это не означает, что при 15-ти минутном разряде (то есть в течение четверти часа), ток будет = Е 20 х 1/4! Обычно при таких условиях ёмкость свинцовой АКБ будет примерно немного меньше половины базисной ёмкости. И ток 10.25 не будет превышать значение: Е 20 х 2. Следовательно, стоит помнить, что значение тока разряда и времени разряда свинцовой батареи не должны быть пропорциональны друг другу.
Немецкий ученый по фамилии Peukert, разработал формулу расчёта зависимости времени разряда по отношению к уровню тока. Формула Пейкерта такова:
I p * T = const
При этом число Peukert ( р) – это величина степени, являющаяся постоянной для определённых аккумуляторов или типа АКБ. Закон Пейкерта работает и для новых модификация свинцовых кислотных батарей.
Для современных свинцовых АКБ число Пейкерта, как правило, варьируется от 1.15 до 1.35. Значение константы, после знака равно, можно установить по заявленной ёмкости аккумулятора. В таком случае, спустя несколько преобразований, можно установить формулу для ёмкости батареи Е при свободном токе разряда I:
Е = Eн * (Iн / I)p-1
В этой формуле значение Eн – это базовая ёмкость АКБ, а Iн – это ток разряда, при котором была задана базовая ёмкость (чаще всего ток 10-ти или 20-ти часового разряда).
Конечное напряжение разряда
При постепенном разряде аккумулятора его напряжение падает. Когда достигается конечное напряжение разряда, АКБ стоит отключить. Каждый производитель указывает минимально возможное конечное напряжение, которое напрямую будет зависеть от тока разряда. В тех случаях, когда напряжение батареи становится ниже установленного значения, аккумулятор может выйти из строя, это бывает при глубоком разряде.
Температура
Ёмкость аккумуляторов может зависеть от температуры. Так, например, при повышении t от 20°С до 40°С ёмкость свинцовой батареи увеличится на 5%. У гелевых АКБ при снижении t от 20°С до 0°С ёмкость может уменьшиться до 15%. А в случаях снижения температуры до -20°С ёмкость уменьшится ещё на 20-25%.
Износ аккумулятора
Ёмкость новой свинцовой АКБ может немного варьироваться в сравнении с номинальным значением, установленным производителем. После прохождения нескольких циклов разряд/заряд или спустя несколько недель эксплуатации в буферном режиме, ёмкость аккумулятора немного увеличится. При длительном использовании либо хранении батареи ёмкость начнет со временем падать, изделие изнашивается, стареет и в итоге его необходимо будет заменить новым аккумулятором.
7. Как проверить ёмкость свинцового аккумулятора
Стандартным способом проверки АКБ является полный контрольный разряд. Батарею сначала заряжают, а потом разряжают, применяя постоянный ток и контролируя время до получения конечного напряжения разряда. Далее следует определить ёмкость аккумулятора, применяя такую формулу:
Е [А*час]= I [А] * T [час]
При этом следует выбрать такой ток разряда, чтобы время приблизительно совпадало с временем разряда, заданной номинальной ёмкости данной батареи. То есть 10 либо 20 часов. После этого необходимо сравнить остаточную ёмкость аккумулятора с базовой. Если в результате окажется, что остаточная ёмкость меньше номинальной на 20-30%, то такой аккумулятор следует убрать из эксплуатации. Износ такого уровня повлечёт очень быстрое старение АКБ.
Контролировать ёмкость традиционным способом довольно неудобно. В особенности, когда нужно проверить ёмкость аккумулятора для лодки. Помимо того, что это сложный и трудоёмкий процесс, он требует изъятие батареи на довольно длительное время. Сейчас есть возможность использовать современный прибор для проверки ёмкости аккумулятора, он позволяет провести необходимое тестирование в течение нескольких секунд.