RU (495) 989 48 46
Пленка на бампер

АНТИГРАВИЙНАЯ ЗАЩИТА БАМПЕРА

 

Емкость аккумулятора что означает


что это такое и на что влияет

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

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

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

Содержание статьи

Что такое емкость аккумулятора

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

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

Как рассчитать емкость аккумуляторной батареи

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

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

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

Номинальная и резервная емкость батареи

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

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

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

Какая емкость аккумулятора лучше

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

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

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

Рекомендации

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

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

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

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

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

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

Емкость аккумуляторной батареи - важный показатель при выборе АКБ

Аккумуляторная батарея (АКБ) характеризуется рядом параметров,

и одним из основных является электрическая емкость. Электрической емкостью принято понимать способность проводника накапливать заряд, измеряемой в фарадах. Поэтому, если относить способность накопления энергии к аккумуляторным батареям, то следует принимать определение емкости аккумулятора. Измеряется емкость аккумуляторной батареи в ампер-часах, а сокращенно обозначается «А*ч». Это значение, вместе с другими характеристиками, указывается в технической документации аккумулятора и на его фирменной этикетке.

Емкость батареи

С точки зрения физики емкость аккумулятора измеряется в Кулонах (Кл), а не в А*ч, и она равна способности проводника отдавать энергию при силе тока в 1А за 1с времени. Поэтому параметры емкости аккумуляторных батарей C путают с электрическим зарядом Q (количеством электричества). Заряд Q [Кл] в свою очередь  равен [1А]*[1с], при переводе в часы [3600 Кл] = [1А]*[60*60]=[А*ч]. Автомобильные АКБ емкость измеряется в ампер-час (Ah), для мобильных устройств в миллиампер-час (mAh).

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Как измерить емкость своего аккумулятора

Умея измерить емкость аккумулятора, можно проверить соответствие реальной емкости проставленной на этикетке для нового аккумулятора, а также периодически проверять ее для эксплуатируемого. Для проверки емкости необходимо провести цикл «заряд-разряд» – вначале полностью зарядить аккумулятор (как правило, рекомендуемым зарядным током в 10% от номинальной емкости до напряжения 14,4 В в течение 13-15 часов при зарядке полностью разряженной АКБ), а затем разрядить его для измерения электрической емкости до напряжения 10,8 В требуемым в соответствии с выбранной длительностью цикла разряда (10 или 20 часов) током разряда.

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

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

При отсутствии подходящего резистора или реостата в качестве нагрузки можно подключить одну или несколько соединенных параллельно автомобильных ламп накаливания. Поскольку на лампах, кроме номинального напряжения, обычно обозначается номинальная мощность в ваттах, лампы удобно подбирать по их мощности по формуле: P=U x I, где U – номинальное напряжение батареи (вольт), а I — ток разряда (ампер).

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

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

Как правильно выбрать аккумулятор для автомобиля по его емкости

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

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

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

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

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

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

Ёмкость аккумулятора: что это такое, как определить и рассчитать?

Автомобильный аккумулятор – это дополнительный источник электрической энергии в автомобиле. Устройство необходимо как для запуска двигателя, так и для функционирования приборов в бортовой сети при заглушённом моторе.

Что это такое

Одной из важнейших характеристик аккумулятора является его ёмкость. Именно исходя из её величины выбирают АКБ для каждого конкретного автомобиля. От ёмкости автомобильного аккумулятора зависит и беспроблемный запуск двигателя в любое время года.

Так что же это такое – ёмкость аккумулятора? Она представляет собой количество энергии, которое способна отдать полностью заряженная АКБ за определённый промежуток времени при установленном значении.

Обозначение на корпусе

Величина ёмкости аккумулятора автомобиля измеряется в Ампер-часах (как правило, за временной промежуток берётся один час). Узнать значение данного параметра любой АКБ можно, взглянув на этикетку, которая наклеена на её корпус. Маркировка выглядит следующим образом: 55 Ач. Это значит, что током равным 55 Ампер аккумуляторная батарея будет разряжаться на протяжении 20 часов – полный цикл разряда. Здесь речь идёт о номинальной ёмкости.

Существует ещё так называемая резервная ёмкость аккумулятора, которая определяет время движения автомобиля при неработающем генераторе зимой в тёмное время суток. Её значение указывается в минутах. Найти этот параметр также можно на этикетке корпуса батареи.

Как рассчитывается ёмкость

При расчёте ёмкости аккумулятора нужно помнить о том, что батарею нельзя разряжать полностью – следует оставлять минимум 30 % её заряда. Величина данного параметра должна удовлетворять потребности автономной системы электроснабжения автомобиля.

Рассмотрим на примере, как правильно посчитать ёмкость аккумулятора. Допустим, суммарная мощность электроприборов машины равна 500 Вт*ч. Значение напряжения всех АКБ одинаково и составляет 12 В. Количество энергии, которое способен выдать аккумулятор, равняется произведению его ёмкости на напряжение, то есть:

Q = Е × U, где

Q – количество запасённой аккумулятором энергии;
Е – ёмкость АКБ;
U – напряжение АКБ = 12 В.

Так как энергию батареи можно использовать лишь на 70 %, следовательно, формула количества отдаваемой аккумулятором энергии будет иметь такой вид: Q = Е × U × 0,7.

Как в таком случае рассчитать ёмкость аккумулятора? Из выражения несложно определить Е = Q / (U × 0,7).

При Q = 500 Вт*ч

Е = 500 / (12 × 0,7) = 59,52 Ач.

Таким образом, находим, что необходима аккумуляторная батарея ёмкостью 60 Ач. А что означает данная ёмкость аккумулятора для автомобиля? То, что значение разрядного тока равно 60 Амперам.

Методы проверки

Каждый аккумулятор имеет определённый срок службы. Этот показатель во многом зависит от его ёмкости, которой по мере эксплуатации устройства свойственно уменьшаться. Дело в том, что батарея не хранит энергию, а содержит химически активные вещества, взаимодействие которых позволяет получать электрический ток. С течением времени степень реакции ухудшается, и значит, что ёмкость аккумулятора имеет большое влияние на работоспособность авто.

Снижение данного параметра приводит к проблемам с запуском. Чтобы этого избежать, желательно держать его под контролем. Для этого нужно научиться определять его величину в любой момент. Существует множество способов определения ёмкости аккумулятора. Рассмотрим самые простые:

  1. Тестирование под нагрузкой. В качестве последней обычно используют лампочку. Если номинальная ёмкость не велика, то вполне подойдёт и фара.
    Алгоритм действий:
    • отключаем АКБ от генератора;
    • подключаем нагрузку на промежуток времени от одной до двух минут;
    • снимаем нагрузку;
      присоединяем к батарее мультиметр в режиме определения ёмкости;
    • фиксируем значение.
  2. Использование тестера. Это прибор, обладающий расширенным функционалом. Выбираем необходимый режим его работы при помощи специальной кнопки. Проводим замеры, определяем значение.

Более подробно о методах проверки ёмкости можно почитать тут.

Какой ёмкости нужно выбирать АКБ

Аккумуляторную батарею выбирают по ёмкости, исходя из марки авто и мощности двигателя. Другими словами, производитель той или иной модели машины уже подобрал оптимальный вариант АКБ. Параметры этого источника энергии указаны в документации на автомобиль.

Кроме того, вы всегда можете поднять капот и посмотреть маркировку батареи.

А какая же ёмкость аккумулятора должна быть? При замене АКБ можно поставить прибор с точно такими же параметрами, что были ранее. Но есть и возможность установить батарею с большей или меньшей ёмкостью. Стоит отметить, что при большем значении этого параметра АКБ будет дольше разряжаться, но и больше времени заряжаться. А при уменьшении Ампер-часов, наоборот, меньше. Вот и вся разница!

А возможно ли как-то восстановить ёмкость аккумулятора? В некоторых случаях это реально, но процесс очень трудоёмкий, причём затраты не оправдывают себя. Проще и дешевле заменить батарею.

Можно ли повысить ёмкость

Увеличить ёмкость аккумулятора можно лишь незначительно. А вообще этот процесс имеет две стороны «медали»:

  1. С одной стороны, это необходимо, если к бортовой сети подключено дополнительное электрооборудование. Кроме того, в холодное время года запас по ёмкости весьма кстати, ведь при снижении температуры воздуха на один градус соответственно уменьшается и мощность на 1 Ач.
  2. С другой стороны, работая не в стандартном режиме, стартер подвержен большему износу. А также может не хватать величины характеристик генератора для полной зарядки батареи.

Что влияет на ёмкость батареи в реальных условиях эксплуатации?

Реальная ёмкость автомобильного аккумулятора, как правило, отличается от номинальной. Чем продолжительнее срок эксплуатации АКБ, тем значительнее её снижение. Причин, провоцирующих этот процесс, несколько:

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:

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:

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:

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:

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:

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:

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:

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.

Что такое емкость аккумуляторной батареи. Как измерить емкость аккумулятора.

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

Емкость измеряют в ампер-часах и определяют по формуле:

C=Ip *tp,гдеС– емкость, Ач;

Ip– сила разрядного тока, А;

tp– время разряда, Ч.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

При увеличении тока разряда емкость батареи уменьшается. АКБ при форсированных режимах разряда отдают емкость меньше, чем при разряде более длительными режимами (небольшой величиной тока). Поэтому на аккумуляторах могут быть обозначения при 3,5,6,10,20 и 100 часах разряда. При этом емкости одной и той же батареи будут совершенно разные. Наименьшая будет при 3-х часовом разряде, наибольшая при 100 часовом.

С повышениемтемпературы электролитаемкость растет, но при излишне высоких температурах уменьшается срок их службы.Это происходит потому что, при повышении температуры электролит легче проникает в поры активной массы, так как уменьшается его вязкость и увеличивается внутреннее сопротивление.Поэтому в реакции разряда принимает участие больше активной массы, чем при заряде, производившемся при более низкой температуре.

При низкихже температурах емкость и полезное действиеАКБбыстро уменьшается.

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

Что такое ампер-часы в аккумуляторе

Время автономной работы мобильного телефона, портативного инструмента или способность отдавать ток стартёру при пуске двигателя автомобиля – все это зависит от такой характеристики АКБ, как ёмкость. Она измеряется в ампер-часах или в миллиампер-часах. По величине ёмкости можно судить о том, сколько времени аккумулятор будет питать электрической энергией то или иное устройство. От неё зависит, как время разряда и заряда аккумулятора. При выборе аккумуляторной батареи для того или иного устройства полезно знать, что обозначает эта величина в ампер-часах. Поэтому сегодняшний материал будет посвящён такой характеристике, как ёмкость и её размерности в ампер-часах.

 

Содержание статьи

О ёмкости аккумулятора и почему ампер часы?

Вообще, ампер-час представляет собой внесистемную единицу электрического заряда. Её основное использование – это выражение ёмкости аккумуляторов.

Один ампер-час представляет собой электрический заряд, проходящий за 1 час через поперечное сечение проводника при пропускании тока 1 ампер. Можно встретить значения в миллиампер-часах.

Как правило, такое обозначение применяется для указания ёмкости аккумуляторов в телефонах, планшетах и других мобильных гаджетах. Давайте посмотрим, что значит ампер-час на реальных примерах.

Ёмкость автомобильного аккумулятора



На фото выше можно видеть обозначение ёмкости в ампер-часах. Это автомобильный аккумулятор 62 Ач. О чём нам это говорит? Из этой величины мы можем узнать, силу тока, с которой можно равномерный разряжать батарею до конечного напряжения. Для автомобильной АКБ конечное напряжение составляет 10,8 вольта. Стандартные циклы разряда обычно продолжаются 10 или 20 часов.

Исходя из вышесказанного, 62 Ач говорит нам о том, что этот аккумуляторная батарея способна на протяжении 20 часов отдавать ток 3,1 ампера. При этом напряжение на выводах батареи не опустится ниже 10,8 вольта.

Ёмкость аккумулятора ноутбука



На фото выше красным цветом подчёркнута ёмкость аккумулятора ноутбука – 4,3 ампер-часа. Хотя при таких величинах значение обычно выражается, как 4300 миллиампер-час (мАч).

Нужно ещё добавить, что системной единицей электрического заряда является кулон. Кулон связан с ампер-часами следующим образом. Один кулон в секунду равен 1 ампер. Следовательно, если перевести секунды в часы получится, что 1 ампер-час равен 3600 кулон.

Вернуться к содержанию
 

Как связаны ёмкость аккумулятора (ампер-час) и его энергия (ватт-час)?

Многие производители на своих аккумуляторах не указывают ёмкость в ампер-часах, а вместо этого ставят значение запасаемой энергии в ватт-часах. Такой пример показан на фотографии ниже. Это аккумулятор смартфона Samsung Galaxy Nexus.

Запасаемая энергия аккумулятора в ватт-часах



Прошу прощения за фото с мелким шрифтом. Запасаемая энергия составляет 6,48 ватт-часа. Запасаемую энергию можно рассчитать по следующей формуле:
1 ватт-час = 1 вольт * 1 ампер-час.

Тогда для аккумулятора Galaxy Nexus получаем:

6,48 ватт-часа / 3,7 вольта = 1,75 ампер-часа или 1750 миллиампер-час.

Вот так можно выяснить номинальную ёмкость аккумулятора по запасаемой энергии и напряжению. Читайте также о том, как проверить емкость аккумулятора телефона.

Вернуться к содержанию
 

Какие ещё есть разновидности ёмкости аккумулятора

Существует такое понятие, как энергетическая ёмкость аккумулятора. Она показывает способность АКБ разряжаться определённый временной интервал с постоянной мощностью. Временной интервал в случае автомобильных аккумуляторных батарей обычно устанавливают 15 минут. Энергетическую ёмкость первоначально стали измерять в Северной Америке, но затем к этому подключились производители АКБ в других странах. Её значение можно получить в ампер-часах по следующей формуле:

Е (Ач) = W (Вт/эл) / 4, где

Е – энергетическая ёмкость в ампер-часах;

W – мощность при 15 минутном разряде.

Есть и ещё одна разновидность, которая пришла к нам из США, это резервная ёмкость. Она показывает способность АКБ питать бортовую движущейся машины при неработающем генераторе. Проще говоря, можно узнать, сколько аккумулятор даст вам проехать на машине, если генератор выйдет из строя. Рассчитать эту величину в ампер-часах можно по формуле:

Е (ампер-часы) = T (минуты) / 2.

Важно отметить следующий момент. Величина ёмкости, наносимая на аккумуляторах, вычисляется при определённых условиях. Чаще всего это разряд в течение 10 и 20 часов. То есть, 55 Ач означает, что АКБ можно 10 часов разряжать током 5,5 ампера. Но это вовсе не означает, что батарею можно 1 час разряжать током 55 ампер. Если увеличивать разрядный ток, то время разряда снижается в соответствии со степенной зависимостью. Подробнее об этом мы писали в статье о ёмкости автомобильного аккумулятора.

Здесь можно ещё добавить, что при параллельном соединении АКБ их ёмкость суммируется. При последовательном соединении значение ёмкости не меняется.

Вернуться к содержанию
 

Как узнать, сколько реально ампер-часов в вашем аккумуляторе?

Рассмотрим процесс проверки ёмкости на примере автомобильного аккумулятора. Но такой разряд под контролем можно сделать для любой батареи. Будут отличаться только измеряемые величины.

Для того чтобы проверить реальные ампер-часы своего аккумулятора, нужно полностью его зарядить. Степень заряженности проконтролируйте по плотности электролита. Полностью заряженная АКБ должна иметь плотность электролита 1,27─1,29 гр./см3. Затем нужно собрать схему, показанную на следующем рисунке.

Схема для контрольного разряда аккумулятора



Вам нужно выяснить, для какого режима разряда указана ёмкость вашего аккумулятора (10 или 20 часов). И поставить аккумулятор на разряд силой тока, вычисленной по формуле ниже.

I = E / T, где

E – номинальная ёмкость батареи,

T – 10 или 20 часов.

Этот процесс требует постоянного контроля напряжения на выводах АКБ. Как только напряжение упадёт до 10,8 вольта (1,8 на банке), разряд нужно остановить. Время, за которое аккумулятор разрядился, вы умножаете на ток разряда. Получается реальная ёмкость батареи в ампер-часах.

Если у вас нет резистора, то можете использовать автомобильные лампочки (12 вольт) подходящей ёмкости. Мощность лампочки подбираете в зависимости от того, какой разрядный ток вам нужен. То есть, если нужен ток разряда 2 ампера, то мощность будет 12 вольт умножить на 2 ампера. Итого 24 ватта.

Разрядка аккумулятора автомобильными лампочками



Важно! После разряда аккумулятор сразу ставьте на зарядку, чтобы он не находился в таком разряженном состоянии. Для необслуживаемых аккумуляторов такой разряд лучше не делать вообще. При таком глубоком разряде они могут потерять часть своей ёмкости.

Вернуться к содержанию
 

Как выбрать ёмкость аккумулятора?

Для автомобилей аккумулятор можно подобрать по объёму двигателя. В таблице ниже можно посмотреть соответствие объёма двигателя ёмкости аккумулятора.

Ёмкость аккумулятора, А-чТранспортное средствоОбъем двигателя, л
55легковые автомобили1 - 1,6
60легковые автомобили1,3 - 1,9
66легковые автомобили (кроссоверы, внедорожники)1,4 - 2,3
77грузовые автомобили малой грузоподъемности1,6 - 3,2
90грузовые автомобили средней грузоподъемности1,9 - 4,5
140грузовые автомобили3,8 - 10,9
190спецтехника (экскаваторы, бульдозеры)7,2 - 12
200грузовые автомобили (фуры, автопоезда)7,5 - 17
Ёмкость аккумулятора, А-чТранспортное средствоОбъем двигателя, л

Для легкового автомобиля класс седан или хэтчбек вполне хватит аккумуляторов ёмкостью 50─65 ампер-часов. Для внедорожников и крупных кроссоверов подойдут АКБ 70─95 ампер-часов. Если у вас автомобиль с дизельным двигателем и (или) большим числом потребителей тока в бортовой сети, то стоит взять аккумулятор с номинальной ёмкостью на 10─15 ампер-часов больше вышеназванных цифр.

Небольшой запас пригодиться и в зимнее время, когда из-за снижения температуры АКБ теряет часть своей ёмкости. Есть эмпирическая зависимость, согласно которой при снижении температуры ОС от 20 С на один градус аккумулятор теряет 1 ампер-час.

Излишняя ёмкость тоже ни к чему. Ведь бортовая сеть того или иного авто рассчитана на определённые характеристики АКБ. К примеру, генератор малолитражки просто не справится с зарядом АКБ для дизельного внедорожника. В результате батарея будет постоянно не заряжена до конца. При этом никаких преимуществ более ёмкого аккумулятора вы не получите, а только переплатите лишнего за ненужные ампер-часы. Советуем также прочитать статью о ремонте аккумулятора автомобиля.


Надеемся, что статья оказалась для вас полезной, и теперь вы имеете представление об ампер-часах в аккумуляторе. Голосуйте в опросе ниже и оценивайте материал!
Вернуться к содержанию

Как измерить емкость - Battery University

Узнайте о различных методах тестирования и о том, почему ни один из них не является полностью удовлетворительным.

Емкость - это главный индикатор работоспособности аккумулятора, но оценить ее на лету сложно. Традиционный цикл зарядки / разрядки / зарядки по-прежнему является наиболее надежным методом измерения емкости аккумулятора. В то время как портативные батареи можно перезарядить относительно быстро, полный цикл на больших свинцово-кислотных батареях нецелесообразен для измерения емкости.

SAE (Общество автомобильных инженеров) определяет емкость стартерной батареи по резервной емкости (RC). RC отражает время работы в минутах при стабильном разряде 25А. DIN (Deutsches Institut für Normung) и IEC (Международная электрохимическая комиссия) маркируют аккумулятор в ампер-часах при типичном разряде 0,2C (5 часов) для стартерных батарей. Батарея на 60 Ач разряжается при 12 А. Точного преобразования RC в Ah не существует, но наиболее распространенная формула - это RC, деленное на 2 плюс 16. Краткий метод - это деление RC на 1.9.

Метод разряда

Можно было бы предположить, что измерение емкости разрядом является наиболее точным методом, но это не всегда так, особенно в случае свинцово-кислотных аккумуляторов. Даже при использовании высокоточного оборудования в среде с контролируемой температурой и соблюдении установленных стандартов заряда и разряда между идентичными испытаниями возникают различия. Это не совсем понятно, кроме как понять, что батареи - это электрохимические устройства, которые обладают качествами, подобными человеческим.Наш уровень IQ также варьируется в зависимости от времени суток и других условий. Химические составы на основе лития и никеля обеспечивают более стабильные результаты разряда, чем свинцово-кислотные.

Лаборатории Cadex проверили 91 стартерную батарею с различными уровнями производительности, и результаты представлены на Рисунке 1. По горизонтальной оси X представлены батареи от слабой до сильной, а по вертикальной оси Y - емкость. Испытания проводились в соответствии со стандартами SAE J537 с применением полной зарядки и 24-часового перерыва с последующей регулируемой разрядкой 25 А до 10.50 В (1,75 В / элемент). Результаты, отмеченные ромбами, представляют Тест 1. Тест был повторен в идентичных условиях, и емкости, показанные в квадратах, характеризуют Тест 2. Только выполненные с разницей в несколько дней, Тесты 1 и 2 различаются в среднем на +/- 15 процентов по производительности. Другие лаборатории наблюдают аналогичные расхождения.


Рис. 1: Колебания емкости при двух идентичных испытаниях заряда / разряда 91 стартерной батареи. Емкости различаются на +/– 15% между тестом 1 и тестом 2.Испытания проводились в соответствии с SAE J537
Предоставлено Cadex (2005)


При оценке результатов теста батареи задается вопрос: «С каким стандартом сравниваются показания?» Если это делается с классическим циклом заряда / разряда, который имеет большие неточности, тогда современные технологии тестирования не имеют эталонных показателей, и ученые могут спросить: «Какой метод более точен, метод разряда / заряда или другие развивающиеся технологии?» Это актуальный вопрос, поскольку появляются ненавязчивые технологии, которые позволяют протестировать батарею всего за несколько секунд.

Неинвазивный метод

Spectro ™ (от Cadex) использует многомодельную спектроскопию электрохимического импеданса (EIS), которая проверяет состояние батареи за секунды с помощью процесса сканирования. Неинвазивная технология сочетает EIS со сложным моделированием для оценки емкости, CCA и SoC с помощью матриц, также известных как справочные таблицы. Вот как это работает:

Синусоидальный сигнал нескольких частот вводится в батарею с напряжением в несколько милливольт.После цифровой фильтрации извлеченный сигнал формирует график Найквиста, на который накладываются различные электрохимические модели. Spectro ™ выбирает наиболее подходящие модели; неподходящие реплики отклоняются. Затем слияние данных сопоставляет значения ключевых параметров для получения оценок мощности и CCA. Рисунок 2 упрощенно иллюстрирует запатентованный процесс.

Рис. 2 Spectro ™ объединяет EIS со сложным моделированием для оценки емкости батареи и улучшения измерений CCA. Синусоидальный сигнал дает график Найквиста; Объединение данных коррелирует значения ключевых параметров для оценки емкости и CCA.
Патент США 7,072,871; Предоставлено Cadex
.

Преимущества и ограничения различных типов батарей

Нас часто озадачивают объявления о новых батареях, которые, как говорят, обладают очень высокой плотностью энергии, обеспечивают 1000 циклов заряда / разряда и тонкие как бумага. Они настоящие? Возможно - но не в одном аккумуляторе. Хотя один тип батарей может быть рассчитан на небольшой размер и длительную работу, этот аккумулятор не прослужит долго и преждевременно изнашивается. Другой аккумулятор может быть рассчитан на долгий срок службы, но его размер большой и громоздкий.Третья батарея может обеспечить все желаемые качества, но цена будет слишком высокой для коммерческого использования.

Производители аккумуляторов хорошо осведомлены о потребностях клиентов и отреагировали, предложив пакеты, которые лучше всего подходят для конкретных приложений. Индустрия мобильных телефонов - пример умной адаптации. Акцент делается на небольшие размеры, высокую удельную энергию и невысокую цену. На втором месте - долголетие.

Надпись NiMH на батарейном блоке не гарантирует автоматически высокую плотность энергии.Призматический никель-металлогидридный аккумулятор для мобильного телефона, например, имеет тонкую форму. Такой пакет обеспечивает плотность энергии около 60 Втч / кг, а количество циклов составляет около 300. Для сравнения, цилиндрический NiMH обеспечивает плотность энергии 80 Втч / кг и выше. Тем не менее, количество циклов этой батареи от умеренного до низкого. NiMH аккумуляторы повышенной прочности, выдерживающие 1000 разрядов, обычно упаковываются в громоздкие цилиндрические элементы. Плотность энергии этих элементов составляет скромные 70 Втч / кг.

Компромиссы существуют и в отношении литиевых батарей.Литий-ионные блоки производятся для оборонных приложений, которые намного превышают плотность энергии коммерческого эквивалента. К сожалению, эти литий-ионные батареи сверхвысокой емкости считаются небезопасными в руках населения, а высокая цена делает их недоступными для коммерческого рынка.

В этой статье мы рассмотрим преимущества и ограничения серийного аккумулятора. Так называемые чудо-батареи, которые просто живут в контролируемой среде, исключаются. Мы тщательно изучаем батареи не только с точки зрения плотности энергии, но и с точки зрения долговечности, характеристик нагрузки, требований к техническому обслуживанию, саморазряда и эксплуатационных расходов.Поскольку никель-кадмиевые батареи остаются стандартом, с которым сравниваются другие батареи, мы сравниваем альтернативные химические составы с этим классическим типом батарей.

Никель-кадмий (NiCd) - зрелый и хорошо изученный, но с относительно низкой плотностью энергии. NiCd используется там, где важны долгий срок службы, высокая скорость разряда и экономичная цена. Основные области применения - двусторонняя радиосвязь, биомедицинское оборудование, профессиональные видеокамеры и электроинструменты. NiCd содержит токсичные металлы и не наносит вреда окружающей среде.

Никель-металлогидрид (NiMH) - имеет более высокую плотность энергии по сравнению с NiCd за счет сокращения срока службы. NiMH не содержит токсичных металлов. Приложения включают мобильные телефоны и портативные компьютеры.

Свинцово-кислотный - наиболее экономичный для мощных систем, где вес не имеет значения. Свинцово-кислотные батареи являются предпочтительным выбором для больничного оборудования, инвалидных колясок, аварийного освещения и систем ИБП.

Lithium Ion (Li ‑ ion) - самая быстрорастущая аккумуляторная система.Литий-ионный используется там, где первостепенное значение имеют высокая плотность энергии и легкий вес. Технология хрупкая, и для обеспечения безопасности требуется схема защиты. Приложения включают портативные компьютеры и сотовые телефоны.

Литий-ионный полимер (литий-ионный полимер) - предлагает атрибуты литий-ионного аккумулятора в сверхтонкой геометрии и упрощенной упаковке. Основное применение - мобильные телефоны.

На рисунке 1 сравниваются характеристики шести наиболее часто используемых систем аккумуляторных батарей с точки зрения плотности энергии, срока службы, требований к упражнениям и стоимости.Цифры основаны на средних номиналах имеющихся в продаже батарей на момент публикации.

никель-кадмиевый NiMH Свинцово-кислотный Литий-ионный Литий-ионный полимерный Многоразовые
Щелочные
Гравиметрическая плотность энергии (Втч / кг) 45-80 60-120 30-50 110-160 100–130 80 (начальная)
Внутреннее сопротивление
(включая периферийные цепи) в мОм
От 100 до 200 1
6 В, упаковка
От 200 до 300 1
6 В, упаковка
<100 1
12В в упаковке
150 по 250 1
7.2V упаковка
От 200 до 300 1
Пакет 7,2 В
200 до 2000 1
Упаковка 6 В
.

Аккумулятор iPhone и производительность - Поддержка Apple

При низком уровне заряда аккумулятора, более высоком химическом возрасте или более низких температурах пользователи с большей вероятностью столкнутся с неожиданными отключениями. В крайних случаях отключения могут происходить чаще, что делает устройство ненадежным или непригодным для использования. Для iPhone 6, iPhone 6 Plus, iPhone 6s, iPhone 6s Plus, iPhone SE (1-го поколения), iPhone 7 и iPhone 7 Plus iOS динамически управляет пиками производительности, чтобы предотвратить неожиданное выключение устройства, чтобы iPhone все еще мог работать. используемый.Эта функция управления производительностью специфична для iPhone и не применяется к другим продуктам Apple. Начиная с iOS 12.1, iPhone 8, iPhone 8 Plus и iPhone X включают эту функцию; iPhone XS, iPhone XS Max и iPhone XR включают эту функцию, начиная с iOS 13.1. Влияние управления производительностью на эти новые модели может быть менее заметным из-за их более совершенного аппаратного и программного обеспечения.

Это управление производительностью работает на основе комбинации температуры устройства, состояния заряда аккумулятора и полного сопротивления аккумулятора.Только в том случае, если этого требуют эти переменные, iOS будет динамически управлять максимальной производительностью некоторых компонентов системы, таких как ЦП и ГП, чтобы предотвратить непредвиденные отключения. В результате рабочие нагрузки устройства будут самобалансироваться, что позволит более плавно распределять системные задачи, а не сразу увеличивать резкие скачки производительности. В некоторых случаях пользователь может не заметить никаких различий в ежедневной производительности устройства. Уровень воспринимаемых изменений зависит от того, насколько управление производительностью требуется для конкретного устройства.

В случаях, когда требуются более экстремальные формы управления производительностью, пользователь может заметить такие эффекты, как:

Эта функция управления производительностью не влияет на многие ключевые области.Некоторые из них включают:

При низком заряде аккумулятора и более низких температурах изменения в управлении производительностью являются временными. Если аккумулятор устройства химически состарился достаточно долго, изменения в управлении производительностью могут быть более длительными.Это связано с тем, что все аккумуляторные батареи являются расходными материалами и имеют ограниченный срок службы, и в конечном итоге их необходимо заменить. Если это повлияло на вас и вы хотите повысить производительность своего устройства, замена аккумулятора устройства может помочь.

.

Информация об аккумуляторах: все, что вам нужно знать об аккумуляторах

Меню Поиск

Поиск: Поиск

  1. Продукты
    • Автомобильная промышленность
    • Коммерческие автомобили
    • Промышленное применение
      • ИБП
      • Телекоммуникации
      • Возобновляемая энергия
      • Пожарная безопасность и охрана
      • Гольф и мобильность
      • Аварийное освещение
      • Накопитель энергии
      • Уборка полов и доступ с воздуха
    • Мотоцикл и силовой спорт
    • Отдых, море и сад
    • Зарядные устройства, тестеры и аксессуары
    Автомобильная промышленность

    Диапазоны

    • Обзор
    • YBX9000 AGM
    • YBX7000 EFB
    • YBX5000
    • YBX3000
    • YBX1000
    • Вспомогательное оборудование, резервное копирование и специалист
    • классический
    • Посмотреть все батареи

    Информация

    • Все, что вам нужно знать об аккумуляторах
    • Как работает аккумулятор
    • Общие сведения о спецификациях
    • Серебряные кальциевые батареи
    • Характеристики аккумулятора и диагностика неисправностей
    • Тестирование батарей
    • Здоровье и безопасность
    • Видео

    Новые технологии

    • Разъяснение AGM и EFB
    • Микрогибридные и гибридные автомобили
    • Вспомогательные и резервные батареи
    • Инструмент настройки Yu-Fit
    • Предупреждение о замене батареи

    Загрузки

    • Руководства по применению
    • Брошюры, краткие формы и руководства линейки
    • Уход за батареями и тестирование
    • Паспорта безопасности
    • Таблица перекрестных ссылок

    Гарантия качества

    • Гарантия для автомобилей и мотоциклов
    • Промышленная гарантия
    • Аккредитация
    • OE Родословная
    • Заявление о BER
    • Политика возврата отработанной батареи
    • Служба утилизации и вывоза аккумуляторных батарей
    Коммерческие автомобили

    Диапазоны

    • Обзор
    • YBX 1000 SHD
    • YBX 3000 SHD
    • YBX 5000 SHD
    • YBX 7000 EFB
    • Pro Spec - глубокий цикл
    • классический
    • Посмотреть все

    Информация

    • Все, что вам нужно знать об аккумуляторах
    • Как работает аккумулятор
    • Общие сведения о спецификациях
    • Серебряные кальциевые батареи
    • Характеристики аккумулятора и диагностика неисправностей
    • Тестирование батарей
    • Здоровье и безопасность
    • Видео

    Новые технологии

    • Разъяснение AGM и EFB
    • Микрогибридные и гибридные автомобили
    • Предупреждение о замене батареи

    Загрузки

    • Руководства по применению
    • Брошюры, краткие формы и руководства линейки
    • Уход за батареями и тестирование
    • Паспорта безопасности
    • Таблица перекрестных ссылок

    Гарантия качества

    • Гарантия для автомобилей и мотоциклов
    • Промышленная гарантия
    • Аккредитация
    • OE Родословная
    • Заявление о BER
    • Политика возврата отработанной батареи
    • Служба утилизации и вывоза аккумуляторных батарей
    Промышленное применение

    Диапазоны

    • Обзор
    • НП ВРЛА
    • НПЛ VRLA
    • НПХ ВРЛА
    • НПВ VRLA
    • НПС VRLA
    • РЭ VRLA
    • ОБНОВЛЕНИЕ VRLA
    • REC VRLA
    • SW - VRLA
    • SWL VRLA
    • EN VRLA
    • ЭНЛ ВРЛА
    • ENL VRLA Передний терминал
    • FXH VRLA
    • Pro Spec Глубокий цикл
    • SLR VRLA глубокого цикла
    • LIM Литий-ионный
    • Ю-Лайт
    • Посмотреть все

    Информация

    • Golf & Mobility Battery Guidance
    • Режим ожидания и циклические определения
    • Руководство по установке, вводу в эксплуатацию и техническому обслуживанию
    • Циклический VRLA Производительность и срок службы
    • Видео
    • Калькулятор промышленных размеров

    Загрузки

    • Руководства по применению
    • Брошюры, краткие формы и руководства линейки
    • Уход за батареями и тестирование
    • Паспорта безопасности
    • Таблица перекрестных ссылок

    Гарантия качества

    • Гарантия для автомобилей и мотоциклов
    • Промышленная гарантия
    • Аккредитация
    • OE Родословная
    • Заявление о BER
    • Политика возврата отработанной батареи
    • Служба утилизации и вывоза аккумуляторных батарей
    ИБП

    Диапазоны

    • НП VRLA
    • НПЛ VRLA
    • НПХ ВРЛА
    • НПВ VRLA
    • РЭ VRLA
    • ОБНОВЛЕНИЕ VRLA
    • SW - VRLA
    • SWL VRLA
    • EN VRLA
    • ЭНЛ ВРЛА
    • ENL VRLA Передний терминал
    • LIM Литий-ионный

    Информация

    • Golf & Mobility Battery Guidance
    • Режим ожидания и циклические определения
    • Руководство по установке, вводу в эксплуатацию и техническому обслуживанию
    • Видео

    Загрузки

    • Руководства по применению
    • Брошюры, краткие формы и руководства линейки
    • Уход за батареями и тестирование
    • Паспорта безопасности
    • Таблица перекрестных ссылок

    Гарантия качества

    • Гарантия для автомобилей и мотоциклов
    • Промышленная гарантия
    • Аккредитация
    • OE Родословная
    • Заявление о BER
    • Политика возврата отработанной батареи
    • Служба утилизации и вывоза аккумуляторных батарей
    Телекоммуникации

    Диапазоны

    • НП VRLA
    • НПЛ VRLA
    • РЭ VRLA
    • ОБНОВЛЕНИЕ VRLA
    • SW - VRLA
    • SWL VRLA
    • EN VRLA
    • ЭНЛ ВРЛА
    • ENL VRLA Передний терминал
    • FXH VRLA
    • LIM Литий-ионный

    Информация

    • Golf & Mobility Battery Guidance
    • Режим ожидания и циклические определения
    • Руководство по установке, вводу в эксплуатацию и техническому обслуживанию
    • Видео

    Загрузки

    • Руководства по применению
    • Брошюры, краткие формы и руководства линейки
    • Уход за батареями и тестирование
    • Паспорта безопасности
    • Таблица перекрестных ссылок

    Гарантия качества

    • Гарантия для автомобилей и мотоциклов
    • Промышленная гарантия
    • Аккредитация
    • OE Родословная
    • Заявление о BER
    • Политика возврата отработанной батареи
    • Служба утилизации и вывоза аккумуляторных батарей
    Возобновляемые источники энергии

    Диапазоны

    • НПЛ VRLA
    • НПС VRLA
    • REC VRLA
    • ЭНЛ ВРЛА
    • ENL VRLA Передний терминал
    • FXH VRLA
    • SLR VRLA глубокого цикла
    • LIM Литий-ионный

    Информация

    • Golf & Mobility Battery Guidance
    • Режим ожидания и циклические определения
    • Руководство по установке, вводу в эксплуатацию и техническому обслуживанию
    • Видео

    Загрузки

    • Руководства по применению
    • Брошюры, краткие формы и руководства линейки
    • Уход за батареями и тестирование
    • Паспорта безопасности
    • Таблица перекрестных ссылок

    Гарантия качества

    • Гарантия для автомобилей и мотоциклов
    • Промышленная гарантия
    • Аккредитация
    • OE Родословная
    • Заявление о BER
    • Политика возврата отработанной батареи
    • Служба утилизации и вывоза аккумуляторных батарей
    Противопожарная охрана

    Диапазоны

    • НП VRLA
    • НПЛ VRLA
    • РЭ VRLA

    Информация

    • Golf & Mobility Battery Guidance
    • Режим ожидания и циклические определения
    • Руководство по установке, вводу в эксплуатацию и техническому обслуживанию
    • Видео

    Загрузки

    • Руководства по применению
    • Брошюры, краткие формы и руководства линейки
    • Уход за батареями и тестирование
    • Паспорта безопасности
    • Таблица перекрестных ссылок
.

Потеря емкости и определение причины разрядки аккумулятора

Узнайте, что вызывает разрядку аккумулятора.

Энергоаккумулятор батареи можно разделить на три части, известные как доступной энергии , которая может быть мгновенно извлечена, пустая зона , которую можно пополнить, и неиспользуемая часть, или горных пород , которая стал неактивным из-за использования и старения. Рисунок 1 иллюстрирует эти три раздела.

Рис. 1: Старение аккумулятора.

Батареи начинают выгорать со дня изготовления. Новый аккумулятор должен обеспечивать 100-процентную емкость; большинство используемых пакетов работают дешевле.

Предоставлено Cadex

По мере того, как доля в аккумуляторе, содержащая рок , увеличивается, время зарядки сокращается, поскольку остается меньше места для заполнения.Более быстрое время зарядки выцветших аккумуляторов заметно, особенно для никелевых аккумуляторов и частично также для свинцово-кислотных, но не обязательно для литий-ионных. Более низкая способность к переносу заряда, которая препятствует потоку свободных электронов, продлевает время зарядки устаревшего Li-ion. (См. BU-409a: Почему старые литий-ионные аккумуляторы долго заряжаются?)

В большинстве случаев уменьшение носит линейный характер, и уменьшение емкости в основном зависит от количества циклов и возраста. Глубокая разрядка нагружает аккумулятор больше, чем частичный разряд.Поэтому лучше не разряжать аккумулятор полностью, а заряжать его чаще. Периодическая полная разрядка рекомендуется только для никелевых батарей для контроля «памяти» и для интеллектуальных батарей в рамках калибровки. Литиевые и никелевые батареи обеспечивают от 300 до 500 полных циклов разрядки / зарядки, прежде чем емкость упадет ниже 80 процентов.

Технические характеристики устройства всегда основаны на новом аккумуляторе. Это всего лишь моментальный снимок, который нельзя поддерживать в течение длительного времени.Как и в случае с любой новой блестящей машиной, батарея постепенно выцветает, и, если ее не контролировать, сокращение времени работы может привести к поломкам, связанным с батареей.

Блок необходимо заменить, когда его емкость упадет до 80 процентов; однако порог окончания срока службы может варьироваться в зависимости от приложения, предпочтений пользователя и политики компании. Измерение емкости - услуга, которая остается лучшим индикатором замены, - должно выполняться каждые 3 месяца с активными батареями парка. (См. BU-909: Оборудование для тестирования аккумуляторов)

Помимо возрастных потерь, сульфатация и коррозия сети являются основными убийцами свинцово-кислотных аккумуляторов.Сульфатирование - это тонкий слой, который образуется на пластине отрицательного элемента, если аккумулятору позволяют находиться в низком состоянии заряда. Если уравновесить заряд вовремя, это может изменить ситуацию. Коррозию сети можно уменьшить за счет тщательной зарядки и оптимизации поплавкового заряда. (См. BU-403: Зарядка свинцово-кислотных аккумуляторов)

В никелевых батареях содержание горных пород часто является результатом образования кристаллов, также известного как «память». Полный цикл разрядки / зарядки часто восстанавливает полную работоспособность аккумулятора.Периодическая полная разрядка во время эксплуатации аккумулятора позволяет контролировать кристаллизацию и предотвращает повреждение сепаратора. (См. BU-807: Как восстановить батареи на основе никеля)

Процесс старения литий-ионных аккумуляторов - это окисление элементов, процесс, который происходит естественным образом как часть использования и старения и не может быть отменен. (См. BU-808b: Причины смерти Li-ion)

Последнее обновление 16.08.2017

*** Пожалуйста, прочтите комментарии ***

Комментарии предназначены для «комментирования», открытого обсуждения среди посетителей сайта.Battery University отслеживает комментарии и понимает важность выражения точек зрения и мнений на общем форуме. Однако при общении необходимо использовать соответствующий язык, избегая спама и дискриминации.

Если у вас есть предложение или вы хотите сообщить об ошибке, воспользуйтесь формой «Свяжитесь с нами» или напишите нам по адресу: [email protected] Нам нравится получать от вас известия, но мы не можем ответить на все запросы. Мы рекомендуем размещать свой вопрос в разделах комментариев для Battery University Group (BUG).

Предыдущий урок Следующий урок

Или перейти к другой артикуле

.

Типы аккумуляторов и емкость аккумуляторов

Введение

Аккумулятор означает пространство в чашке, резервуаре или другом контейнере или составном контейнере, содержащем раствор электролита и металлический электрод для генерации электрического тока, словом, устройство, способное преобразовывать химическую энергию в электрическую , и он имеет положительный электрод и отрицательный электрод. С развитием науки и техники батареи широко называют небольшими устройствами, вырабатывающими электрическую энергию, такими как солнечные элементы.Технические параметры батареи в основном включают электродвижущую силу, емкость, удельную энергию и сопротивление. Используя аккумулятор в качестве источника энергии, можно получить ток со стабильным напряжением, стабильным током, стабильным источником питания в течение длительного времени и небольшим влиянием извне, а аккумулятор имеет простую конструкцию и удобен в переноске, прост в эксплуатации при зарядке и разряде, не подвержен влиянию климата и температуры. Имея стабильную и надежную работу, он играет огромную роль во всех аспектах современной общественной жизни.

Даже самый лучший аккумулятор будет потихоньку терять емкость до конца не работает. Почему это? Как ваша батарея изначально хранит такой большой заряд? Это видео даст вам ответ, как работают аккумуляторы и накапливают электричество.

Каталог


Ⅰ История батареи

В 1746 году Мейсон Брок из Лейденского университета в Нидерландах изобрел «лейденскую банку» для сбора электрического заряда. Он увидел, что электричество, которое трудно собрать, но легко исчезло в воздухе, он хотел найти способ сэкономить электроэнергию.Однажды он завис в воздухе с бочкой, соединенной с мотором и бочкой, а из бочки вынули медную проволоку и погрузили в стеклянную бутылку, наполненную водой. Его помощник держал стеклянную бутылку в руке, в то время как Мейсон Брок покачивал мотор сбоку. В это время его помощник случайно коснулся ствола и внезапно почувствовал сильный удар током и закричал. Затем Мейсон Брок обменялся с помощником, позволив помощнику встряхнуть мотор, а тем временем, он взял бутылку с водой в одну руку и коснулся пистолета другой рукой.Батарея была в эмбрионе, то есть лейденской банке.

В 1780 году итальянский анатом Луиджи Гальвани, изучая анатомию лягушки, держал в обеих руках разные металлические инструменты, случайно одновременно касаясь бедер лягушки. Мышцы лягушачьих лапок тут же задергались, словно от удара током. Если прикоснуться к лягушке только металлическим инструментом, такой реакции не будет. Гальвани считал, что это явление произошло из-за своего рода электричества, генерируемого внутри тела животного, которое он назвал «биоэлектричеством».«

Открытие Гальвани вызвало большой интерес среди физиков, которые соревнуются за повторение эксперимента с лягушкой в ​​попытке найти способ генерировать электричество. Итальянский физик Вольт после нескольких экспериментов сказал: «Концепция« биоэлектричества »неверна. Причина, по которой мышцы лягушки могут вырабатывать электричество, вероятно, заключается в том, что в мышце работает какая-то жидкость. Чтобы продемонстрировать свою точку зрения, Вольт погрузил два разных металлических листа в различные растворы для тестирования.

В 1799 году Вольт погрузил цинковую пластину и оловянную пластину в соленую воду и обнаружил, что через провода, соединяющие два металла, протекает ток. Поэтому он положил много ворсистой ткани или бумажных листов, смоченных в соленой воде, между цинковыми и серебряными листами. При прикосновении к обоим концам рукой он почувствовал сильную электрическую стимуляцию. В результате было обнаружено, что до тех пор, пока один из двух металлических листов химически реагирует с раствором, между этими металлическими листами может генерироваться ток.

Таким образом, Volt удалось создать первую в мире батарею, «Volt Stack», это фактически последовательный батарейный блок. Он стал источником энергии для первых электрических экспериментов и телеграфных машин.

В 1836 году Дэниел из Соединенного Королевства усовершенствовал «Вольт-стек». Он использовал разбавленную серную кислоту в качестве электролита, чтобы решить проблему поляризации батареи, и создал первую цинк-медную батарею, которая не была поляризована и могла поддерживать сбалансированный ток.Но у этих батарей есть проблема, заключающаяся в том, что со временем напряжение падает.

Когда напряжение падает после того, как батарея использовалась в течение определенного периода времени, ему может быть подан обратный ток, чтобы напряжение батареи повысилось. Поскольку этот аккумулятор можно заряжать, его можно использовать повторно.

В 1860 году француз Жорж Лекланш также изобрел предшественницу широко используемой в мире батареи (угольно-цинковая батарея). Его отрицательный электрод представляет собой стержень из сплава цинка и ртути (вольтовая батарея с цинковым отрицательным электродом, который оказывается одним из лучших металлов для материала отрицательного электрода), а его положительный электрод представляет собой пористую чашку со смесью измельченного оксида марганца. и углерода, кроме того, в смесь вставляли углеродный стержень в качестве токоприемника.Оба электрода были погружены в раствор хлорида аммония (как раствор электролита). Это называется «мокрый аккумулятор». Эта батарея была простой и дешевой, поэтому до 1880 года ее заменяли «сухой батареей». Отрицательный электрод превращен в цинковую банку (внешний корпус батареи), а электролит становится пастой, а не жидкостью, которая является в основном угольно-цинковая батарея, которую мы использовали сегодня.

В 1887 году англичанин Хеллерсон изобрел первую сухую батарею. Электролит сухой батареи был пастообразным, не протекал, его было легко переносить, поэтому он широко использовался.

В 1890 году Томас Эдисон изобрел перезаряжаемую железо-никелевую батарею.

Ⅱ Принцип работы

В химических батареях преобразование химической энергии в электрическую является результатом спонтанных химических реакций, таких как окисление и восстановление внутри батареи, и эта реакция осуществляется на двух электродах. Активный материал отрицательного электрода состоит из активного металла, такого как цинк, кадмий или свинец, и водорода или углеводорода.Активный материал положительного электрода состоит из оксидов металлов, таких как диоксид марганца, диоксид свинца и оксид никеля, кислород или воздух, галогены и их соли, оксикислоты и их соли и тому подобное. Электролит - это материал, обладающий хорошей ионной проводимостью, такой как водный раствор кислоты, основания, соли, органический или неорганический неводный раствор, расплав соли или твердый электролит.

Когда внешняя цепь отключена, существует разность потенциалов (напряжение холостого хода) между двумя полюсами, но ток отсутствует, и химическая энергия, накопленная в батарее, не преобразуется в электрическую.Когда внешняя цепь замкнута, ток течет по внешней цепи под действием разности потенциалов между двумя электродами, в то же время внутри батареи из-за отсутствия свободных электронов в электролите, передача заряда сопровождается реакцией окисления или восстановления границы раздела между биполярным активным материалом и электролитом и миграцией реагентов и продуктов реакции. Перенос заряда в электролите осуществляется за счет миграции ионов.

Нормальный процесс переноса заряда и массопереноса внутри батареи важен для обеспечения нормальной выработки электроэнергии. При зарядке направление внутренней передачи энергии и процесса массопереноса точно противоположно разряду, и реакция электрода должна быть обратимой, чтобы обеспечить нормальный массообмен и процесс передачи в противоположном направлении. Следовательно, обратимая электродная реакция является необходимым условием для создания батареи.Фактически, когда через электрод протекает ток, электродный потенциал отклоняется от термодинамически сбалансированного электродного потенциала. Это явление называется поляризацией. Чем больше плотность тока (ток, проходящий через единицу площади электрода), тем больше поляризация, поэтому поляризация является одной из важных причин потери энергии аккумулятором.

Примечание: причина поляризации

① Поляризация, вызванная сопротивлением каждой части батареи, называется омической поляризацией.

② Поляризация, вызванная блокировкой процесса переноса заряда в межфазном слое электрод-электролит, называется активационной поляризацией.

③ Поляризация, вызванная медленным процессом массопереноса в межфазном слое электрод-электролит, называется концентрационной поляризацией. Метод уменьшения этой поляризации заключается в увеличении площади реакции электрода, уменьшении плотности тока, повышении температуры реакции и улучшении каталитической активности поверхности электрода.

Ⅲ Технические параметры

3.1 Эктродвижущая сила (ЭДС)

Электродвижущая сила - это разница между равновесными электродными потенциалами двух электродов. На примере свинцово-кислотного аккумулятора E = Ф + 0-Ф-0 + RT / F * In (αH 2 SO 4 / αH 2 O) .

E : EMF

Ф + 0 : Стандартный электродный потенциал положительного электрода, равный 1.690 В.

Ф-0 : Стандартный электродный потенциал отрицательного электрода, равный 1,690 В.

R : Общая газовая постоянная, равная 8,314.

T : Температура окружающей среды.

F : постоянная Фарадея, ее значение 96485.

αH 2 SO 4 : Активность серной кислоты связана с концентрацией серной кислоты.

αH 2 O : Активность воды связана с концентрацией серной кислоты.

Как видно из приведенной выше формулы, стандартная электродвижущая сила свинцово-кислотной батареи составляет 1,690 - (- 0,356) = 2,046 В, поэтому номинальное напряжение батареи составляет 2 В. Электродвижущая сила свинцово-кислотного аккумулятора зависит от температуры и концентрации серной кислоты.

3.2 Номинальная емкость

В условиях, указанных в конструкции (таких как температура, скорость разряда, напряжение завершения и т. Д.), Минимальная емкость, которую батарея может разряжать, в амперах в час, указывается символ C.На емкость сильно влияет скорость разряда, поэтому скорость разряда часто обозначается арабскими цифрами в правом нижнем углу буквы C, например C 20 = 50, что указывает на мощность 50 ампер в час при 20 скорость. Теоретическая емкость батареи может быть точно определена из количества активного материала электрода в формуле реакции батареи и электрохимического эквивалента активного материала, рассчитанного в соответствии с законом Фарадея. Из-за побочных реакций, которые могут возникнуть в батарее, и особых требований конструкции, фактическая емкость батареи часто ниже теоретической.

3.3 Номинальное напряжение

Типичное рабочее напряжение батареи при комнатной температуре, также известное как номинальное напряжение. Это справочная информация при выборе различных типов батарей. Фактическое рабочее напряжение батареи равно разнице потенциалов уравновешенного электрода положительного и отрицательного электродов при различных условиях применения. Это связано только с типом активного материала электрода, независимо от количества активного вещества.Напряжение батареи - это, по сути, постоянное напряжение, но при определенных особых условиях изменение фазы металлического кристалла или некоторой фазообразовательной пленки, вызванное реакцией электрода, вызовет небольшое колебание напряжения. Это явление называется шумом. Амплитуда колебаний мала, но частотный диапазон очень широк, поэтому их можно отличить от самовозбуждающегося шума в цепи.

3.4 Напряжение холостого хода

Напряжение на клеммах аккумулятора в разомкнутом состоянии называется напряжением холостого хода.Напряжение холостого хода батареи равно разнице между потенциалом положительного электрода и потенциалом отрицательного электрода, когда батарея разомкнута (через два полюса не течет ток). Напряжение холостого хода батареи выражается через V, то есть V on = Ф + - Ф -, где Ф +, Ф - потенциалы положительного и отрицательного электрода батареи соответственно. Напряжение холостого хода батареи обычно меньше ее электродвижущей силы. Это связано с тем, что потенциал электрода, устанавливаемый двумя полюсами батареи в растворе электролита, обычно является не равновесным электродным потенциалом, а стабильным электродным потенциалом.Обычно можно приблизительно определить, что напряжение холостого хода батареи эквивалентно электродвижущей силе батареи.

3.5 Внутреннее сопротивление

Внутреннее сопротивление батареи относится к сопротивлению, которому подвергается ток при прохождении через внутреннюю часть батареи. Оно включает внутреннее омическое сопротивление и внутреннее сопротивление поляризации, кроме того, внутреннее сопротивление поляризации включает внутреннее сопротивление электрохимической поляризации и внутреннее сопротивление концентрационной поляризации.Из-за внутреннего сопротивления рабочее напряжение батареи всегда меньше электродвижущей силы или напряжения холостого хода батареи.

Внутреннее сопротивление аккумулятора непостоянно и изменяется со временем во время зарядки и разрядки, поскольку состав активного материала, концентрация и температура электролита постоянно меняются. Омическое внутреннее сопротивление подчиняется закону Ома, а внутреннее сопротивление поляризации увеличивается с увеличением плотности тока, но не является линейным.

Внутреннее сопротивление является важным показателем для определения работоспособности аккумулятора. Это напрямую влияет на рабочее напряжение, рабочий ток, выходную энергию и мощность аккумулятора. Для аккумулятора чем меньше внутреннее сопротивление, тем лучше.

3,6 Импеданс

Аккумулятор имеет большую площадь поверхности раздела электрод-электролит, поэтому аккумулятор может быть эквивалентом простой последовательной цепи большого конденсатора, небольшого резистора и индуктора. Однако реальная ситуация намного сложнее, особенно импеданс батареи зависит от времени и уровня постоянного тока, а измеренный импеданс действителен только для определенного состояния измерения.

3.7 Скорость заряда и разряда

Выражается двумя способами: скоростью и увеличением. Норма времени - это скорость зарядки и разрядки, указанная временем зарядки и разрядки, и численно равна количеству часов, полученному путем деления номинальной емкости (А · ч) батареи на заранее определенный ток зарядки и разрядки (А). . Увеличение - это величина, обратная скорости времени. Скорость разряда первичной батареи представлена ​​временем, когда определенное фиксированное сопротивление разряжается до напряжения завершения, а скорость разряда имеет большое влияние на характеристики батареи.

3.8 Срок службы

Срок хранения - это максимальное время, разрешенное для хранения между моментом изготовления батареи и временем ее использования. Общий срок, включая период хранения и период использования, называется сроком годности аккумулятора. Срок службы аккумуляторной батареи делится на срок хранения в сухом и влажном состоянии. Срок службы - это максимальное количество циклов зарядки и разрядки, которое может выдержать аккумулятор при определенных условиях. Система циклических испытаний заряда и разряда должна быть указана для указанного срока службы, включая скорость заряда и разряда, глубину разряда и диапазон температур окружающей среды.

3.9 Скорость саморазряда

Скорость, с которой батарея теряет свою емкость во время хранения. Емкость, теряемая в результате саморазряда во время хранения устройства, выражается в процентах от емкости аккумулятора до хранения.

Ⅳ Типы батарей

4.1 Список размеров батарей

Батарея делится на одноразовую и аккумуляторную. Одноразовые батареи имеют разные технические ресурсы и стандарты в разных странах и регионах.Поэтому многие модели были произведены до разработки стандартных моделей международными организациями, и большинство из этих моделей аккумуляторов названы производителями или соответствующими национальными ведомствами, таким образом формируя другую систему именования. По размеру батареи китайские модели щелочных батарей можно разделить на № 1, № 2, № 5, № 7, № 8, № 9 и NV; соответствующие американские щелочные модели - D, C, AA, AAA, N, AAAA, PP3 и так далее. В Китае для некоторых аккумуляторов используется американский метод наименования.В соответствии со стандартом IEC полное описание модели батареи должно быть: химический, форма, размер, расположенные по порядку.

1) Модель AAAA встречается редко, а стандартная батарея AAAA (с плоской головкой) имеет высоту 41,5 ± 0,5 мм и диаметр 8,1 ± 0,2 мм.

2) Чаще встречаются батарейки модели AAA. Стандартная батарея AAA (с плоской головкой) имеет высоту 43,6 ± 0,5 мм и диаметр 10,1 ± 0,2 мм.

3) Хорошо известна батарея модели АА. Цифровые фотоаппараты и электрические игрушки работают от батареек AA.Стандартная батарея AA (с плоской головкой) имеет высоту 48,0 ± 0,5 мм и диаметр 14,1 ± 0,2 мм.

4) Модель редкая. Эта серия обычно используется в качестве ядра батареи в аккумуляторном блоке. Никель-кадмиевые и никель-металлогидридные батареи старых фотоаппаратов почти все относятся к батареям 4 / 5A или 4 / 5SC. Стандартная батарея A (с плоской головкой) имеет высоту 49,0 ± 0,5 мм и диаметр 16,8 ± 0,2 мм.

5) Модель SC тоже не редкость. Обычно это ядро ​​батареи внутри аккумуляторной батареи.Его можно увидеть на электроинструментах и ​​камерах, а также на импортном оборудовании. Стандартная батарея SC (с плоской головкой) имеет высоту 42,0 ± 0,5 мм и диаметр 22,1 ± 0,2 мм.

6) Модель C соответствует батарее №2 Китая. Стандартная батарея C (с плоской головкой) имеет высоту 49,5 ± 0,5 мм и диаметр 25,3 ± 0,2 мм.

7) Модель D эквивалентна батарее № 1 в Китае. Он широко используется в гражданских, военных и специальных источниках питания постоянного тока. Стандартная батарея D (с плоской головкой) имеет высоту 59.0 ± 0,5 мм и диаметром 32,3 ± 0,2 мм.

8) Модель N не распространена. Стандартная батарея N (с плоской головкой) имеет высоту 28,5 ± 0,5 мм и диаметр 11,7 ± 0,2 мм.

9) Батареи F, используемые в электрических мопедах, и новые поколения силовых батарей имеют тенденцию заменять свинцово-кислотные необслуживаемые батареи, которые обычно используются в качестве аккумуляторных элементов. Стандартная батарея F (с плоской головкой) имеет высоту 89,0 ± 0,5 мм и диаметр 32,3 ± 0,2 мм.

4.2 Стандарты батарей

A. Батарея китайского стандарта

Возьмем для примера аккумулятор 6-QAW-54a

1. 6 означает, что состоит из 6 отдельных ячеек, напряжение каждой ячейки 2В, то есть номинальное напряжение 12В.

2. Q означает использование аккумулятора, Q - аккумулятор для запуска автомобиля, M - аккумулятор для мотоцикла, JC - аккумулятор для корабля, HK - аккумулятор для авиации, D - аккумулятор для электромобиль, а F - аккумулятор с клапаном.

3. A и W обозначают тип аккумулятора: A обозначает аккумулятор сухого типа, а W обозначает аккумулятор, не требующий обслуживания. Если нет четкой маркировки, это аккумулятор нормального типа.

4. 54 указывает, что номинальная емкость аккумулятора составляет 54 Ач (полностью заряженный аккумулятор, разряженный при нормальной температуре со скоростью 20 часов разрядного тока для 20 часов выхода аккумулятора).

5. Угловая отметка a указывает на первое улучшение исходного продукта, угловая отметка b указывает на второе улучшение и так далее.

Примечание:

1) Добавьте D после модели, чтобы указать хорошие характеристики запуска при низких температурах, например, 6-QA-110D

2) После модели добавьте HD, чтобы указать тип с высокой степенью защиты от вибрации.

3) После модели добавьте DF, чтобы указать низкотемпературную обратную нагрузку, например, 6-QA-165DF

B. Батарея стандарта JIS для Японии

В 1979 году стандартная японская модель аккумулятора была представлена ​​компанией N of Japan Nippon. Последняя цифра представляет собой размер батарейного отсека, который выражается приблизительной номинальной емкостью батареи, например NS40ZL:

.

1.N означает японский стандарт JIS.

2. S означает миниатюризацию, то есть фактическая емкость меньше 40 Ач, что составляет 36 Ач.

3. Z указывает на лучшую производительность стартового разряда при том же размере.

4. L указывает, что положительный полюс находится на левом конце, а R указывает, что положительный полюс находится на правом конце, например, NS70R. (Примечание: от направления от стопки полюсов батареи)

5. S означает, что полюсный вывод толще, чем батарея такой же емкости, например NS60SL.(Примечание: как правило, положительный и отрицательный полюсы батареи имеют разный диаметр, чтобы не перепутать полярность батареи.)

К 1982 году стандартная японская модель батареи была реализована в соответствии с новым стандартом, например 38B20L (эквивалент NS40ZL):

1,38 представляет рабочие параметры аккумулятора. Чем выше число, тем больше энергии может хранить аккумулятор.

2. B обозначает код ширины и высоты батареи.Комбинация ширины и высоты батареи представлена ​​одной из восьми букв (от A до H), и чем ближе символ к H, тем больше значения ширины и высоты батареи.

3. 20 означает, что длина аккумулятора составляет примерно 20 см.

4. L указывает положение положительной клеммы, положительная клемма находится на правом конце с маркировкой R, а положительная клемма находится на левом конце с маркировкой L, если смотреть со стороны полюса батареи.

С.Батарея немецкого стандарта DIN

Возьмем, к примеру, аккумулятор 544 34:

1. Первая цифра 5 указывает, что номинальная емкость аккумулятора ниже 100 Ач; первые 6 указывают, что емкость аккумулятора составляет от 100 до 200 Ач; первые 7 указывают на то, что номинальная емкость аккумулятора превышает 200 Ач.

Согласно ему, 544 34 аккумулятор номинальной емкостью 44 Ач; 610 17 MF номинальная емкость аккумулятора 110 Ач; 700 27 номинальная емкость аккумулятора 200 Ач.

2.Две цифры после емкости указывают номер группы размеров батарей.

3. MF означает необслуживаемый тип.

D. America BCI стандартный аккумулятор

В качестве примера возьмем аккумулятор 58 430 (12 В 430 А 80 мин):

1. 58 указывает номер размерной группы батарей.

2. 430 означает ток холодного пуска 430 А.

3. 80 мин означает, что резервная емкость аккумулятора составляет 80 мин.

4. Американский стандартный аккумулятор также может быть выражен следующим образом: 78-600, 78 указывает номер размерной группы аккумуляторов, а 600 указывает, что ток холодного пуска составляет 600 А.

① Ток холодного пуска (CCA): минимальный ток в определенных обстоятельствах, который может быть получен при -17,8 ° C и -28,9 ° C. Этот индикатор связывает важные параметры аккумулятора, такие как рабочий объем двигателя, степень сжатия, температура, время запуска, техническое состояние двигателя и электрической системы, а также минимальное рабочее напряжение для запуска и зажигания. Это относится к минимальному току, который батарея может обеспечить, когда полностью заряженная батарея 12 В находится в пределах 30 секунд, а напряжение на клеммах падает до 7.2В. Рейтинг холодного пуска дает общее значение тока.

② Резервная емкость (RC): приблизительное время, в течение которого автомобиль может работать, зажигая аккумулятор в ночное время и обеспечивая минимальную нагрузку цепи, когда система зарядки не работает, можно конкретно указать как: полностью заряженный аккумулятор 12 В при условии 25 ± 2 ° C, время разряда напряжения на клеммах батареи падает до 10,5 ± 0,05 В при разряде постоянным током 25 А.

4.3 Общие батареи

1) Сухая батарея

Сухая батарея также называется марганцево-цинковой батареей.Так называемая сухая батарея относится к гальванической батарее, а марганец-цинк относится к ее сырью, чем другие материалы, такие как батареи из оксида серебра, никель-кадмиевые батареи. Напряжение марганцево-цинковой батареи составляет 1,5 В. Сухие батареи потребляют химическое сырье для выработки электроэнергии. Его напряжение невелико, а непрерывный ток, который может генерироваться, не может превышать 1 А.

2) Свинцово-кислотный аккумулятор

Аккумуляторная батарея - одна из наиболее широко используемых батарей.Используйте стеклянный резервуар или пластиковый резервуар, наполните его серной кислотой, а затем вставьте две свинцовые пластины, одну из которых подключите к положительному полюсу зарядного устройства, а другую - к отрицательному полюсу зарядного устройства, после десятка часов зарядки, накопитель. аккумулятор формируется. Между положительным и отрицательным электродами имеется напряжение 2 вольта. Его преимущество в том, что его можно использовать многократно. Кроме того, из-за своего небольшого внутреннего сопротивления он может обеспечивать большой ток. Когда он используется для питания двигателя автомобиля, мгновенный ток может достигать 20 А.Когда батарея заряжается, электрическая энергия накапливается, а когда она разряжается, химическая энергия преобразуется в электрическую.

3) Литиевая батарея

Батарея с литиевым отрицательным электродом. Это новая высокоэнергетическая батарея, разработанная после 1960-х годов.

Преимущество литиевой батареи состоит в том, что одиночная батарея имеет высокое напряжение, большую удельную энергию, длительный срок хранения (до 10 лет), хорошие температурные характеристики (может использоваться при температуре от -40 до 150 ° C).Недостаток - дороговизна и низкая безопасность. Кроме того, необходимо улучшить его отставание по напряжению и проблемы безопасности. Разработка силовых батарей и новых катодных материалов, особенно разработка материалов из фосфата лития и железа, внесла большой вклад в развитие литиевых батарей.

Ⅴ Терминология

5.1 Национальные стандарты

Стандарт IEC (Международная электротехническая комиссия) - это всемирная организация по стандартизации, состоящая из национальных электротехнических комитетов для продвижения стандартизации в мире электрических и электронных областей.

Никель-кадмиевый аккумулятор национального стандарта GB / T11013_1996GB / T18289_2000.

Никель-водородный аккумулятор национальный стандарт - GB / T15100_1994GB / T18288_2000.

Литиевая батарея

национальным стандартом является GB / T10077_1998YD / T998_1999, GB / T18287_2000.

Кроме того, общий стандарт аккумуляторов также имеет стандарт JIS C и стандарт аккумуляторов, установленный компанией SANYOPANASONIC.

Производство аккумуляторов в целом основано на стандартах SANYO или Panasonic.

5.2 Аккумулятор Common Sense

1) Нормальный заряд

У разных аккумуляторов есть свои особенности. Пользователи должны заряжать аккумуляторы в соответствии с инструкциями производителя, потому что правильная и разумная зарядка способствует продлению срока службы аккумулятора.

2) Быстрая зарядка

Некоторые автоматизированные интеллектуальные быстрые зарядные устройства показывают, что они заряжены на 90% только при изменении сигнала индикатора. Зарядное устройство автоматически переключится на медленную зарядку, чтобы полностью зарядить аккумулятор.Лучше всего полностью зарядить аккумулятор перед использованием, иначе это сократит время использования.

3) Эффект

Если это никель-кадмиевый аккумулятор, который не был полностью заряжен или разряжался в течение длительного времени, это оставит следы на аккумуляторе и уменьшит емкость аккумулятора. Это явление называется эффектом памяти батареи.

4) Очистить память

Разрядите аккумулятор, а затем полностью заправьте его, чтобы стереть эффект памяти аккумулятора, кроме того, следуя инструкциям в инструкциях по контролю времени и повторению зарядки и разрядки два или три раза.

5) Аккумуляторная батарея

Литиевые батареи

можно хранить в чистом, сухом и вентилируемом помещении при температуре окружающей среды от -5 ° C до 35 ° C и относительной влажности не более 75%. Избегайте контакта с едкими веществами и держитесь подальше от источников огня и тепла. Заряд батареи поддерживается на уровне от 30% до 50% от номинальной емкости, а аккумуляторные батареи следует заряжать каждые 6 месяцев.

Примечание: расчет времени зарядки

1) Когда зарядный ток меньше или равен 5% емкости аккумулятора:

Время зарядки (часы) = емкость аккумулятора (мАч) × 1.6 ÷ зарядный ток (мА)

2) Когда зарядный ток составляет более 5% емкости аккумулятора, но меньше или равен 10%:

Время зарядки (часы) = емкость аккумулятора (мАч) × 1,5% ÷ ток заряда (мА)

3) Когда зарядный ток составляет более 10% от емкости аккумулятора и меньше или равен 15%:

Время зарядки (часы) = емкость аккумулятора (мАч) × 1,3 ÷ ток зарядки (мА)

4) Когда зарядный ток составляет более 15% от емкости аккумулятора и меньше или равен 20%:

Время зарядки (часы) = емкость аккумулятора (мАч) × 1.2 ÷ зарядный ток (мА)

5) Когда зарядный ток превышает 20% емкости аккумулятора:

Время зарядки (часы) = емкость аккумулятора (мАч) × 1,1 ÷ ток зарядки (мА)

5.3 Выбор аккумуляторов

1. Покупайте фирменные аккумуляторы, так как качество этих продуктов гарантировано.

2. Выберите подходящий тип и размер батареи в соответствии с требованиями электрического прибора.

3. Обратите внимание на дату изготовления и срок годности аккумулятора.

4. Обратите внимание на внешний вид аккумулятора, выбирая аккумулятор с изысканной упаковкой, аккуратным внешним видом, чистотой, без протечек.

5. При покупке щелочной цинково-марганцевой батареи ищите маркировку ALKALINE или LR.

6. Поскольку ртуть в батарее вредна для окружающей среды, в целях защиты окружающей среды следует обратить внимание на батарею со словами «без ртути», «0% ртути» и т.п.

5.4 Утилизация аккумуляторов

Существует три типа обращения с отработанными аккумуляторами, которые обычно используются в мире: отвержденные и захороненные, хранящиеся в шахтах для отходов и переработанные.

1. Затвердевший и захороненный в шахтах.

Например, завод во Франции добывает никель и кадмий, а затем использует никель для выплавки стали, а кадмий повторно используется для производства батарей. Остальные отработанные батареи обычно отправляются на специализированные свалки токсичных и опасных отходов, но этот метод является дорогостоящим и приводит к образованию наземных отходов, кроме того, есть много полезных материалов, которые можно использовать в качестве сырья.

2. Повторное использование

(1) Термическая обработка

(2) Мокрая обработка

(3) Вакуумная термообработка

.

Смотрите также