Формула емкости аккумулятора: Расчет емкости АКБ и основные понятия

формула расчёта ёмкости аккумуляторной батареи

ProAkkym.ru » Автомобильные

Необходимость рассчитать ёмкость аккумулятора возникает у разных категорий людей. В первую очередь это касается автомобилистов, ведь это важный параметр машины. Так как устройство имеет свойство портиться, его свойства через какое-то время могут измениться. Большую роль это играет в случаях приобретения автомобиля с пробегом — неизвестно, насколько честен продавец. После аварии запчасти вполне могли быть заменены.

Содержание

1. Расчёт ёмкости и мощности
2. Контроль саморазряда
3. Опыт пользователей

Расчёт ёмкости и мощности

Количество энергии, находящееся в батарее, называют её ёмкостью. Для измерения используют такие единицы:

• ампер-час;
• миллиампер-час.

Различаются они только точностью измерения. Например, ёмкость аккумулятора в тысячу миллиампер-час проработает с силой тока в тысячу миллиампер один час, а с показаниями в сто миллиампер — целых 10.

Амперы — обобщающая единица, которая включает в себя 1 тыс. частей с приставкой «милли».

Есть два метода измерения ёмкости:

• Для того чтобы вычислить ёмкость аккумулятора, нужно понять принцип действий. Сначала нужно полностью зарядить устройство, а затем измерить время разряда. Ёмкость — произведение часов на силу тока. Это не очень удобный метод для батарейки, ведь после такого эксперимента её можно будет только утилизировать.
• Есть и другой способ. Нужно собрать схему, которая разрядит резистор до напряжения в один вольт, силу тока можно посчитать по формуле напряжения, делённого на сопротивление. Чтобы точно измерить время, можно подключить часы, которые перестанут работать при достижении порогового напряжения. Предварительно следует установить их на нулевую отметку. А также следует включить твердотельное реле, которое защитит устройство от полного разряда путём его отключения.
  Произойдёт это также при достижении минимально допустимого показателя вольт.

Рассчитать мощность аккумулятора можно при помощи той же формулы, однако напряжение и силу тока надо будет знать наверняка. Соберите цепь, включив в неё амперметр и вольтметр. Необходимо просто перемножить показания приборов. Если вольтметра нет, то можно обойтись значениями сопротивления. В таком случае мощность равна квадрату количества ампер, умноженному на число Ом.

Если отсутствует амперметр, то нужно число, измеренное вольтметром, умножить само на себя, а после поделить на сопротивление. Мощность в физическом смысле — это соотношение совершаемой работы на единицу времени.

Контроль саморазряда

Каждый аккумулятор неизбежно теряет заряд. Для контроля расхода ампер часов аккумулятора расчёты обязательно необходимы. Сначала нужно вычислить энергию, которая хранится в накопителе на момент полного заряда. Делать это придётся сразу же после отключения аккумулятора от сети.

Затем нужно оставить его где-то на месяц, а после повторить действия. Если сроки не терпят, то можно подождать всего неделю, а результат умножить на четыре. Нормальными значениями расхода для среднего устройства считается десятая часть от полной ёмкости в неделю либо четыре таких части в месяц.

Если энергия теряется слишком быстро, то следует разобраться с причинами неисправности. Она может быть связана с большими показателями сопротивления. Чтобы снизить значение Ом в сети, надо заменить стальную пружину — держатель аккумулятора. Если шунтировать элемент медным проводом, то это должно изменить ситуацию. Иначе нужно задуматься о полной замене устройства на новое.

Опыт пользователей

Аккумуляторные проблемы волновали меня ещё два года назад, когда у меня не было прав. Сначала никак не мог определить его ёмкость, потом разобрался. В учебном заведении предложили заняться проектом на свободную тему. Я решил изучить соответствие параметров, указанных на батарейках разных производителей, с их реальными характеристиками. Занимался этим как хобби, делал все ради интереса. Не думал, что это пригодится потом, когда я начну водить.

Конечно, я больше не разряжаю аккумуляторы полностью, пользуюсь более совершенными методами. Всегда включаю в сеть твердотельное реле, чтобы не было нужды разрежать накопитель полностью.

Александр Казаков

Это простая процедура, ведь формула ёмкости аккумулятора изучается ещё в восьмом классе. Конечно, не все в школьные годы любят физику и полагают, что она никак не пригодится им в жизни. Но большинство парней, да и девушек тоже, затем садится за руль. При вождении и уходе за автомобилем важно понимать основы механики и электричества, поэтому пренебрегать физикой не стоит. Но кто-то просто забывает полученные знания либо не может применить их на практике.

Впрочем, формулу силы тока иногда знают даже те, кто не учился в школе: I = U/R. Когда этот параметр известен, достаточно умножить его на время работы.

Виктор Шкурапетов

Всегда выполняю измерения, пользуясь полным разрядом. Считаю, что это единственный метод, который даёт достоверный результат, так что рекомендую только его. Конечно, иногда неудобно несколько часов заряжать устройство, в особенности — с большой ёмкостью, как в автомобилях. Однако альтернативы все равно не вижу. Тем более машина — механизм, за исправностью которого нужно внимательно следить. Никто не захотел бы остаться без света ламп ночью или в туман, ведь этому человеку пришлось бы дожидаться либо утра, либо помощи братьев-автомобилистов. Оба варианта — не очень приятное времяпрепровождение.

Андрей Колегов

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

Расчёт емкости аккумуляторов

АльтИнфоЮг
Альтернативная энергетика и информация

2. Главная
3. Расчёты
4. Расчёт узлов
5. Расчёт емкости аккумуляторов

ЗДОРОВЬЕ И ДЕНЬГИ ЗДЕСЬ

Чтоб вы все были здоровы и богаты долгие годы. ЖМИ!

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

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

Предположим, что у нас имеется аккумулятор на рабочее напряжение 12 В и ёмкостью 100 А.ч. Тогда количество запасённой энергии у заряженного аккумулятора будет равно:

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

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

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

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

V – напряжение каждого из аккумуляторов;

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

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

Если аккумулятор работает в паре с ветряком, где часто применяются режимы разряда, то рекомендую при расчёте использовать меньшее значение этого коэффициента.

При значении этого коэффициента 0,4., с учётом старения аккумулятора и небольших потерь, которые имеет импульсный преобразователь, разряд аккумуляторов составит примерно 50% от паспортной номинальной ёмкости.

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

Разобравшись с теорией, можно определить необходимую ёмкость аккумуляторов по заданным параметрам. Для того, чтобы определить, какую ёмкость можно отобрать от аккумуляторов, чтобы получить электрическую энергию в количестве 10 кВт.ч. (10000 Вт.ч.), делим это количество энергии на рабочее напряжение каждого аккумулятора равное 12 В. В результате получаем, что надо отобрать 833 А.ч. от имеющейся ёмкости аккумуляторов.

Если применить коэффициент использования ёмкости равный 0,4., учитывающий то обстоятельство, что недопустимо часто полностью разряжать кислотные аккумуляторы, то получаем значение необходимой установленной ёмкости аккумуляторов равное 2 083 А.ч.

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

Калькулятор емкости, C-рейтинга, ампер, времени заряда и разряда батареи или блока батарей (аккумулятора энергии)

Калькулятор батареи для любого типа батареи: литиевые, щелочные, LiPo, Li-ION, Nimh или свинцовые батареи

Введите значения собственной конфигурации в белые поля, результаты отобразятся в зеленых полях.

Напряжение одной батареи = В
Номинальная емкость одной батареи: Ач    = Втч
C-рейтинг:      или Ток заряда или разряда I : А
Время заряда или разряда t (время работы) = ч
Время заряда или разряда в минутах (время работы) = мин.

Расчет накопленной энергии, тока и напряжения для набора батарей, соединенных последовательно и параллельно

Количество батарей в серии = элементов
Количество последовательно соединенных параллельно = серия

Общее количество батарей:

Напряжение системы хранения =
вольт Ток системы хранения =
ампер Емкость системы хранения (запасенная энергия) = Ач    = кВтч

Дополнительно:
Вес одной батареи/одной ячейки/одного элемента =
Единица веса = кгглбоз

Общий вес блока батарей:  

Цена одной батареи/одной ячейки/одного элемента =
Валюта =

Общая стоимость банка батарей:  

Найдите нужный аккумулятор по лучшей цене:

Литиевые аккумуляторы 12 В для автомобилей, солнечных батарей. ..

Литиевые аккумуляторы AA и AAA (18650), в 8 раз больше энергии! Купи…

Стандартные щелочные батареи AA и AAA…

Свинцово-кислотные батареи 12 В…

Принцип и определения

Емкость и энергия батареи или системы хранения

Емкость батареи или аккумулятора – это количество энергии, сохраненной в соответствии с определенной температурой, значением тока заряда и разряда и временем заряда или разряда.

Даже при наличии различных технологий аккумуляторов принцип расчета мощности, емкости, тока и времени заряда и разряда (согласно C-rate) одинаков для любого типа аккумуляторов, таких как литиевые, литий-полимерные, никель-металлогидридные или свинцовые аккумуляторы.

Конфигурация батарей последовательно и параллельно: рассчитать глобальную запасенную энергию (емкость) в соответствии с напряжением и значением AH для каждой ячейки

Чтобы получить напряжение последовательно соединенных батарей, необходимо просуммировать напряжение каждой ячейки в этой серии.

Чтобы получить ток на выходе нескольких батарей параллельно, необходимо просуммировать ток каждой ветви.

Предупреждение: не путайте Ач и А, Ампер (А) — это единица измерения тока, Ампер-час (Ач) — это единица энергии или мощности, например, Втч (Ватт-час), кВтч или джоули.

Общая емкость в Втч одинакова для 2 батарей, соединенных последовательно, или для двух батарей, соединенных параллельно, но когда мы говорим в Ач или мАч, это может сбить с толку.

Пример:
– 2 батареи по 1000 мАч, 1,5 В, соединенные последовательно, будут иметь глобальное напряжение 3 В и ток 1000 мА, если они разрядятся за один час. Емкость системы в ампер-часах составит 1000 мАч (в системе 3 В). В Втч это даст 3В*1А = 3 Втч
– 2 батареи по 1000 мАч, 1,5 В параллельно будут иметь глобальное напряжение 1,5 В и ток 2000 мА, если их разрядить за один час. Емкость системы в ампер-часах составит 2000 мАч (в системе 1,5 В). В Втч это даст 1,5В*2А = 3 Втч

Вот почему лучше говорить в Втч (ватт-час), а не в Ач (ампер-час), когда вы говорите о емкости батареи с элементами, соединенными последовательно и параллельно, потому что емкость в ватт-часах не связана к напряжению системы, тогда как емкость в ампер-часах связана с напряжением батареи.

Номинальная емкость и C-рейтинг

C-rate используется для масштабирования зарядного и разрядного тока батареи. Для заданной емкости C-rate — это мера, указывающая, каким током заряжается и разряжается батарея, чтобы достичь заданной емкости.
Заряд 1C (или C/1) заряжает аккумулятор емкостью, скажем, 1000 Ач при 1000 А в течение одного часа, поэтому в конце часа батарея достигает емкости 1000 Ач; разряд 1C (или C/1) разряжает батарею с той же скоростью.
Зарядка 0,5C или (C/2) загружает батарею, скажем, на 1000 Ач при токе 500 А, поэтому для зарядки батареи при номинальной емкости 1000 Ач требуется два часа;
Зарядка 2С заряжает батарею, скажем, на 1000 Ач при 2000 А, поэтому теоретически зарядка батареи при номинальной емкости 1000 Ач занимает 30 минут;
Номинал Ач обычно указан на аккумуляторе.

Последний пример: свинцово-кислотная батарея с номинальной емкостью C10 (или C/10) 3000 Ач должна заряжаться или разряжаться за 10 часов при ток заряда или разряда 300 А.

Почему важно знать C-рейтинг или C-рейтинг батареи

C-rate — это важные данные для батареи, поскольку для большинства батарей накопленная или доступная энергия зависит от скорости зарядного или разрядного тока. В целом, при заданной емкости у вас будет меньше энергии, если вы разряжаетесь в течение одного часа, чем если вы разряжаетесь в течение 20 часов, и наоборот, вы будете хранить меньше энергии в батарее. при заряде током 100 А в течение 1 ч, чем при заряде током 10 А в течение 10 ч.

Формула для расчета доступного тока на выходе аккумуляторной системы

Как рассчитать выходной ток, мощность и энергию батареи по C-rate?
Самая простая формула:

I = Кр * Эр
или
Cr = I / Er
Где
Er = номинальная запасенная энергия в Ач (номинальная емкость батареи, указанная производителем)
I = ток заряда или разряда в амперах (А)
Cr = C-скорость батареи
Уравнение для получения времени заряда или заряда или разряда «t» в зависимости от тока и номинальной емкости:
т = Эр / я
t = время, продолжительность заряда или разряда (время работы) в часах
Связь между Cr и t :
Кр = 1/т
т = 1/Кр

См. также наш калькулятор аккумуляторов для электровелосипедов

Как рассчитать энергию батареи-x-engineer.org

Содержание

• Определение
• Формула
• NI-MH Пример батареи
• .0014

  Энергия батареи — это электрическая энергия, хранящаяся в элементе батареи или аккумуляторной батарее. Он показывает способность батареи обеспечивать электроэнергию в течение длительного периода времени. Чем выше энергия батареи, тем дольше она может поставлять электроэнергию. Типичная батарея хранит химическую энергию и преобразует ее в электрическую энергию при подключении к электрической нагрузке (потребителю).

  Изображение: Элемент батареи

  Энергию батареи иногда называют емкостью батареи, что не совсем точно. Для ясности, есть два типа «емкости батареи»:

  • текущая емкость батареи , также называемая емкость батареи , измеряемая в ампер-часах [Ач] Втч] или киловатт-час [кВтч]

  В этой статье мы собираемся обсудить энергоемкость батареи .

  Вернуться назад

  Формула

  Если батарея состоит из одного элемента, формула (уравнение) энергии батареи:

  E _Cell = C _Cell · U _Cell

  (1)

  Где:

  • E _Cell [WH]-Энергия для котлета, в Watts-Hour
  • 111111 C
    [WH]-В WHINGTINGTING
    • 11111111. C
    • 169 [WH]-Энергия кота. [Ач] – емкость элемента батареи (ток), в ампер-часах
    • U _{элемент} [В] – напряжение элемента батареи, в вольтах

    Для блока батарей, состоящего из нескольких элементов, формула энергии батареи (уравнение ) составляет:

    E _{упаковка} = N _ячейка · E _ячейка

    (2)

    где:

    • E _{упаковка} [Втч] – энергия батареи, в ватт-часах
    • N ячейка – общее количество ячеек _{внутри аккумуляторной батареи}

    Единицей измерения энергии батареи может быть: джоуль [Дж] или ватт-час [Втч] или киловатт-час [кВтч].

    Назад

    Пример элемента Ni-MH аккумулятора

    Рассчитайте энергоемкость элемента Ni-MH аккумулятора, имеющего напряжение 1,2 В и емкость по току 2200 мАч.

    Шаг 1 . Преобразуйте текущую емкость элемента батареи из [мАч] в [Ач], разделив [мАч] на 1000:

    C _{элемент} = 2200 / 1000 = 2,2 Ач

    Шаг 2 . Рассчитайте энергию ячейки батареи E _{, ячейка} [Втч] содержание:

    E _{, ячейка} = C _{, ячейка} · U _{, ячейка} = 2,2 · 1,2 = 2,64 Втч

    Назад

    Аккумулятор Tesla

    4 упаковки Аккумуляторная батарея Tesla Model S содержит 7104 отдельных аккумуляторных элемента. Рассчитайте общую энергию батареи в киловатт-часах [кВтч], если элементы батареи литий-ионные Panasonic NCR18650B, с напряжением 3,6 В и емкостью 3350 мАч.

    Шаг 1 . Преобразуйте текущую емкость элемента батареи из [мАч] в [Ач], разделив [мАч] на 1000:

    C _{элемент} = 3350 / 1000 = 3,35 Ач

    Шаг 2 . Рассчитайте содержание энергии элемента батареи E _{, элемент} [Втч]:

    элемент E = C _{элемент} · U _{элемент} = 3,35 · 3,6 = 12,06 Втч

  Шаг 3 3 90. Рассчитайте энергию аккумуляторной батареи E _pack [Втч] содержимое:

  E _{упаковка} = N _ячейка · E _ячейка = 7104 · 12,06 = 85674,24 Втч

  Этап 4 . Преобразуйте энергию батареи из [Втч] в [кВтч], разделив [Втч] на 1000:

  E _pack = 85674,24 / 1000 = 85,67424 кВтч

  Вернуться назад

  Калькулятор

  рассчитать энергию батареи одной ячейки или аккумуляторной батареи. Вам необходимо ввести емкость аккумуляторной батареи, напряжение, количество ячеек и выбрать нужную единицу измерения.

  Cell voltage   
     
  voltsmillivolts

  Cell capacity   
     
  amperes hourmilliamperes hour

  Number
  of cells   
  

  Cell
  energy   
     
  watts hourjouleskilojoulesgram caloriescalorieskilocalorieskilowatts hourmegawatts hourgigawatts hourelectronvoltsbritish thermal unitsUS thermfeet pound

  Battery pack
  energy   
     
  watts hourjouleskilojoulesgram калориикалориикилокалориикиловатт-часмегаватт-часгигаватт-часэлектронвольтбританские тепловые единицытермфуты США фунт

  Единицей измерения энергии по умолчанию является Дж .