Κοιτάζοντας την ετικέτα οποιασδήποτε σύγχρονης μπαταρίας, είτε πρόκειται για μπαταρία μολύβδου-οξέος από αδιάλειπτη παροχή ρεύματος, μπορούμε πάντα να βρούμε εκεί πληροφορίες όχι μόνο για την ονομαστική τάση αυτής της πηγής ισχύος, αλλά και για την ηλεκτρική της χωρητικότητα.
Συνήθως αυτοί είναι αριθμοί όπως: 2200 mAh (διαβάζεται ως 2200 milliamp-hours), 4Ah (4 ampere-hours) κ.λπ. Όπως μπορείτε να δείτε, για τη μέτρηση της ηλεκτρικής χωρητικότητας μιας μπαταρίας, χρησιμοποιείται μια μονάδα μέτρησης εκτός συστήματος - Ah (Ampere hour) - “ampere” ώρα”, και καθόλου “farad”. Και το ρολόι εμφανίζεται εδώ για κάποιο λόγο, αλλά για τον λόγο ότι μια συνηθισμένη μπαταρία, σε αντίθεση με έναν συνηθισμένο πυκνωτή, είναι ικανή να τροφοδοτήσει ένα φορτίο κυριολεκτικά για ώρες.
Αν προσπαθήσουμε να το εξηγήσουμε πολύ απλά, τότε η χωρητικότητα της μπαταρίας είναι μια αριθμητική έκφραση του πόσο χρόνο μια δεδομένη μπαταρία μπορεί να τροφοδοτήσει ένα φορτίο με μια συγκεκριμένη κατανάλωση ρεύματος.
Για παράδειγμα, εάν μια μπαταρία με ονομαστική τάση 12 βολτ είναι πλήρως φορτισμένη και έχει χωρητικότητα 4 Ah, αυτό σημαίνει ότι ένα φορτίο με κατανάλωση ρεύματος 0,4 αμπέρ, με ονομαστική τάση 12 βολτ, αυτή η μπαταρία θα μπορεί να να ενεργοποιηθεί για 10 ώρες έως ότου παρουσιαστεί μια κατάσταση στην οποία η περαιτέρω εκφόρτιση καθίσταται επικίνδυνη για την απόδοση. Και μέσω φορτίου με κατανάλωση ρεύματος 1 αμπέρ, η ίδια μπαταρία θα αποφορτιστεί σε 4 ώρες (θεωρητικά, φυσικά).
Φυσικά, για κάθε μπαταρία υπάρχει ένα όριο στο μέγιστο επιτρεπόμενο ρεύμα εκφόρτισης και όσο υψηλότερο είναι το ρεύμα εκφόρτισης, τόσο μικρότερη θα είναι η γραμμικότητα των χαρακτηριστικών εκφόρτισης και τόσο πιο γρήγορα θα αδειάσει η μπαταρία σε σύγκριση με τον υπολογισμένο χρόνο.
Η ελάχιστη επιτρεπόμενη τάση στην οποία μπορεί να αποφορτιστεί μια μπαταρία ρυθμίζεται επίσης και αναφέρεται πάντα στην τεκμηρίωση για μια συγκεκριμένη μπαταρία, καθώς και η μέγιστη ασφαλής τάση, πάνω από την οποία είναι εξαιρετικά ανεπιθύμητη η φόρτιση της μπαταρίας.
Για παράδειγμα, τυπικό για μια μπαταρία ιόντων λιθίου 3,7 βολτ, η μέγιστη επιτρεπόμενη ελάχιστη τάση εκφόρτισης είναι 2,75 βολτ και η μέγιστη είναι 4,25 βολτ. Εάν αποφορτίσετε μια μπαταρία λιθίου σε τάση μικρότερη από 2,75 βολτ, η μπαταρία θα αρχίσει να χάνει τη χωρητικότητά της και εάν την υπερφορτίσετε, μπορεί να εκραγεί.
Για μια μπαταρία μολύβδου οξέος 12 volt, το ασφαλές ελάχιστο είναι 9,6 βολτ, το μέγιστο στο οποίο μπορεί να φορτιστεί είναι 13 βολτ κ.λπ.
Όπως μπορείτε να δείτε, τα βολτ δεν αναφέρονται καθόλου στις πληροφορίες χωρητικότητας (σε αμπέρ-ώρες). Εν τω μεταξύ, αν μετατρέψετε τις ώρες σε δευτερόλεπτα και στη συνέχεια πολλαπλασιάσετε την τιμή χωρητικότητας με την τάση της μπαταρίας, θα λάβετε την ποσότητα ενέργειας φόρτισης αυτής της μπαταρίας σε joules:
Με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, η χωρητικότητα μιας μπαταρίας που λειτουργεί πρακτικά δεν εξαρτάται από την τάση στους ακροδέκτες της την τρέχουσα στιγμή. Αλλά όταν λέμε «φόρτιση μπαταρίας», δεν εννοούμε πλέον τη χωρητικότητα, αλλά ακριβώς την τάση στην οποία φορτίζεται αυτή τη στιγμή η μπαταρία. Εάν η μπαταρία είναι φορτισμένη στην ονομαστική τάση, τότε μπορείτε να υπολογίζετε στη χωρητικότητα που έχει η μπαταρία εκείνη τη στιγμή. Εάν η μπαταρία είναι αποφορτισμένη, τότε η χωρητικότητά της δεν έχει πλέον σημασία.
Ταυτόχρονα, η πραγματική χωρητικότητα της μπαταρίας, όπως φαίνεται από την οικογένεια των χαρακτηριστικών εκφόρτισης, εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το μέγεθος του ρεύματος εκφόρτισης. Μια αποφόρτιση 10 ωρών και μια εκφόρτιση 10 λεπτών, για παράδειγμα για μια μπαταρία μολύβδου-οξέος (βλ. παραπάνω εικόνα), θα δείξει τη διαφορά χωρητικότητας κατά περίπου διπλάσιο!
Μπορείτε ακόμη να βρείτε μια περισσότερο ή λιγότερο ακριβή μαθηματική σχέση μεταξύ του ρεύματος εκφόρτισης και του χρόνου εκφόρτισης. Αυτή την εξάρτηση ανακάλυψε ο Γερμανός επιστήμονας Peukert και εισήγαγε τον λεγόμενο «συντελεστή Pukert» p, ο οποίος, για παράδειγμα, για σφραγισμένες μπαταρίες μολύβδου-οξέος είναι περίπου 1,25. Όσο μεγαλύτερο είναι το ρεύμα εκφόρτισης, τόσο μικρότερος είναι ο χρόνος εκφόρτισης. Και η σταθερά στη δεξιά πλευρά της εξίσωσης εξαρτάται άμεσα από την ονομαστική χωρητικότητα της μπαταρίας.
Εάν είναι επιθυμητό, η πραγματική χωρητικότητα της μπαταρίας μπορεί να προσδιοριστεί πολύ απλά: φορτίστε πλήρως την μπαταρία (στη μέγιστη επιτρεπόμενη τάση, η οποία υποδεικνύεται στην τεκμηρίωση) και στη συνέχεια εκφορτίστε με συνεχές ρεύμα (κοντά στο χαρακτηριστικό αποφόρτισης 10 ωρών από την τεκμηρίωση) στην τελική τάση εκφόρτισης (η οποία δίνεται επίσης στην τεκμηρίωση). Πολλαπλασιάστε το ρεύμα εκφόρτισης και το χρόνο εκφόρτισης σε ώρες για να λάβετε την πραγματική χωρητικότητα της μπαταρίας σε αμπέρ ή χιλιοστά αμπέρ ώρες.
Ποια είναι η χωρητικότητα μιας μπαταρίας αυτοκινήτου και ποια τιμή πρέπει να επιλέξετε;
Μια μπαταρία αυτοκινήτου έχει έναν αριθμό παραμέτρων σύμφωνα με τις οποίες μπορεί να επιλεγεί για ένα συγκεκριμένο όχημα. Και αυτό δεν είναι μόνο οι διαστάσεις, το βάρος, η θέση των ακίδων. Αυτά είναι και ηλεκτρικά χαρακτηριστικά με τα οποία μπορεί κανείς να κρίνει τον σκοπό της μπαταρίας. Σήμερα στα καταστήματα μπορείτε να βρείτε μπαταρίες για μοτοσυκλέτες, αυτοκίνητα, φορτηγά και ειδικό εξοπλισμό. Όλοι είναι διαφορετικοί στην απόδοσή τους. Ακόμη και για διαφορετικές κατηγορίες επιβατικών αυτοκινήτων, οι μπαταρίες διαφέρουν ως προς τις ηλεκτρικές τους παραμέτρους. Εάν επιλέξετε λάθος μπαταρία, ενδέχεται να προκύψουν προβλήματα κατά τη διάρκεια της επόμενης λειτουργίας. Ένα από τα βασικά χαρακτηριστικά μιας μπαταρίας είναι η χωρητικότητα. Θα το συζητήσουμε σήμερα.
Τα κύρια χαρακτηριστικά μιας μπαταρίας αυτοκινήτου περιλαμβάνουν τα ακόλουθα:
- Ηλεκτροκινητική δύναμη;
- Ψυχρό ρεύμα στροφάλου.
- Χωρητικότητα;
- Βάρος;
- Κανονικό μέγεθος;
- Πόλωση;
- Πτυχίο χρέωσης?
- Διάρκεια Ζωής;
- Αυτο-απαλλαγή;
- Διάρκεια ζωής.
Χωρητικότητα μπαταρίας αυτοκινήτου
Όπως ήδη αναφέρθηκε, η χωρητικότητα της μπαταρίας μετριέται σε αμπέρ-ώρες. Αυτή η τιμή περιέχεται συνήθως στο αυτοκόλλητο της μπαταρίας του αυτοκινήτου μαζί με την τιμή του ρεύματος εκκίνησης. Ένα παράδειγμα μπορεί να δει κανείς παρακάτω.
Τι δείχνει η χωρητικότητα που αναγράφεται στην ετικέτα της μπαταρίας του αυτοκινήτου; Από αυτό μπορείτε να προσδιορίσετε την ποσότητα του ρεύματος που αποφορτίζει ομοιόμορφα την μπαταρία στην τελική τάση (10,8 βολτ). Η διάρκεια των τυπικών κύκλων εκφόρτισης είναι 10 ή 20 ώρες.
Για παράδειγμα, μια τιμή 72 Ah υποδεικνύει ότι αυτή η μπαταρία αυτοκινήτου θα μπορεί να παρέχει ρεύμα 3,6 αμπέρ για 20 ώρες. Σε αυτήν την περίπτωση, στο τέλος του κύκλου, η τάση στους ακροδέκτες πρέπει να είναι τουλάχιστον 10,8 βολτ. Αλλά πρέπει να θυμόμαστε ότι η ίδια μπαταρία δεν θα μπορεί να μεταφέρει ρεύμα 72 αμπέρ για 1 ώρα. Καθώς αυξάνεται το ρεύμα, ο χρόνος εκφόρτισης μειώνεται και αυτή η μείωση εκφράζεται με έναν νόμο ισχύος.
Ένας από τους πρώτους που εξήγαγε τον τύπο αυτής της εξάρτησης ήταν ο Peukert, ένας Γερμανός επιστήμονας. Έβγαλε τον ακόλουθο τύπο:
Cp = I k * t, όπου
C p - χωρητικότητα μπαταρίας,
k - συντελεστής Peukert,
t – χρόνος.
Ο συντελεστής Peukert που χρησιμοποιείται στον τύπο είναι μια σταθερή τιμή για έναν συγκεκριμένο τύπο μπαταρίας. Για τις μπαταρίες μολύβδου-οξέος αυτοκινήτων, ο αριθμός Peukert βρίσκεται στην περιοχή 1,15─1,35. Αυτή η σταθερά καθορίζεται από την ονομαστική χωρητικότητα της μπαταρίας.
Ως αποτέλεσμα, προέκυψε ένας τύπος για τον υπολογισμό της πραγματικής χωρητικότητας της μπαταρίας σε μια αυθαίρετη τιμή του ρεύματος εκφόρτισης:
E =En(I n /I) (p-1) , όπου
E n - ονομαστική χωρητικότητα μπαταρίας,
E – πραγματική χωρητικότητα μπαταρίας,
I n είναι η ονομαστική τιμή του ρεύματος εκφόρτισης στο οποίο έχει ρυθμιστεί η ονομαστική χωρητικότητα. Ρεύμα σε κύκλο 10 ή 20 ωρών. Συνήθως αυτό είναι 9 τοις εκατό του E n.
Όλα όσα ειπώθηκαν παραπάνω αφορούσαν την ονομαστική χωρητικότητα μιας μπαταρίας αυτοκινήτου. Υπάρχει επίσης η έννοια της εφεδρικής χωρητικότητας. Εάν η ονομαστική τιμή καθορίστηκε ως αποτέλεσμα εκφόρτισης με μικρό ρεύμα, τότε η αποθεματική τιμή δείχνει πόσο θα διαρκέσει η μπαταρία του αυτοκινήτου σε περίπτωση βλάβης της γεννήτριας. Το ρεύμα εκφόρτισης έχει ρυθμιστεί στα 25 αμπέρ. Εδώ λαμβάνονται υπόψη η θέρμανση και ο φωτισμός. Σε περίπτωση εκφόρτισης με τέτοιο ρεύμα, η εφεδρική χωρητικότητα είναι περίπου τα δύο τρίτα της ονομαστικής αξίας. Εάν εφαρμόζεται στην ετικέτα μιας μπαταρίας αυτοκινήτου, τότε υποδεικνύεται σε λεπτά.
Η ονομαστική χωρητικότητα της μπαταρίας καθορίζεται από μια σειρά τεχνολογικών και σχεδιαστικών χαρακτηριστικών. Οι συνθήκες λειτουργίας της μπαταρίας του αυτοκινήτου έχουν επίσης πολύ ισχυρή επίδραση. Μεταξύ των πρωταρχικών χαρακτηριστικών που επηρεάζουν αυτή την παράμετρο είναι η σύνθεση του ηλεκτρολύτη, η ποσότητα της ενεργού μάζας, η γεωμετρία και το πάχος των πλακών μολύβδου. Τα κύρια τεχνολογικά χαρακτηριστικά που καθορίζουν το μέγεθος του δοχείου είναι η σύνθεση και το πορώδες της ενεργού μάζας. Επιπλέον, η ικανότητα εκφόρτισης, όπως αναφέρθηκε παραπάνω, επηρεάζεται από το μέγεθος του ρεύματος εκφόρτισης και τη θερμοκρασία του ηλεκτρολύτη.
Η απόδοση μιας μπαταρίας αυτοκινήτου μπορεί να εκτιμηθεί χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο:
Q = (E p /E o) * 100%, όπου
E p – χωρητικότητα μπαταρίας που υπολογίζεται κατά την εκφόρτιση, Ah,
E o – τιμή που υπολογίζεται με βάση τις ηλεκτροχημικές παραμέτρους του, Ah.
Όπως προκύπτει από το νόμο του Faraday, για να ληφθεί χωρητικότητα 1 Ah, θεωρητικά απαιτούνται 3,865 γραμμάρια Pb, 4,462 γραμμάρια PbO 2 και 3,659 γραμμάρια H 2 SO 4. Το σύνολο είναι περίπου 11.986 γραμμάρια ανά 1 Ah. Αλλά στην πραγματικότητα, τέτοιες αξίες είναι αδύνατο να επιτευχθούν. Είναι αδύνατο να επιτευχθεί πλήρης κατανάλωση δραστικών ουσιών στη συνεχιζόμενη χημική αντίδραση. Μόνο το ήμισυ της ενεργού μάζας των πλακών είναι διαθέσιμο για αντίδραση με τον ηλεκτρολύτη. Το άλλο μισό παρέχει απλώς το ογκομετρικό πλαίσιο των πλακών και τη μηχανική αντοχή των ηλεκτροδίων.
Σε πραγματικές συνθήκες λειτουργίας, αποδεικνύεται ότι ο ρυθμός χρήσης της ενεργού μάζας της θετικής πλάκας είναι περίπου 50 τοις εκατό και εκείνος της αρνητικής πλάκας είναι 60 τοις εκατό. Μην ξεχνάτε ότι ο ηλεκτρολύτης δεν είναι καθαρό θειικό οξύ, αλλά το υδατικό του διάλυμα (περίπου 35 τοις εκατό). Επομένως, η πραγματική κατανάλωση υλικών είναι πολύ μεγαλύτερη και η ειδική χωρητικότητα είναι χαμηλότερη από τη θεωρητική τιμή.
Πώς να ελέγξετε τη χωρητικότητα της μπαταρίας
Μερικοί περίεργοι ιδιοκτήτες αυτοκινήτων ενδιαφέρονται για το πώς να μετρήσουν την χωρητικότητα μιας μπαταρίας αυτοκινήτου με τα χέρια τους. Μερικοί άνθρωποι θέλουν να το κάνουν αυτό από περιέργεια, άλλοι θέλουν να ελέγξουν αν η πραγματική τιμή χωρητικότητας αντιστοιχεί σε αυτό που αναγράφεται στην ετικέτα. Πώς να το κάνετε αυτό;
Είναι αρκετά απλό. Όλα τα δεδομένα για αυτό έχουν ήδη δοθεί παραπάνω. Για παράδειγμα, μπορείτε να ελέγξετε τη χωρητικότητα μιας μπαταρίας αυτοκινήτου κατά την εκτέλεση. Για να γίνει αυτό, συναρμολογείται το ακόλουθο διάγραμμα.
Η αντίσταση της αντίστασης για το κύκλωμα υπολογίζεται από τον τύπο:
Εδώ U είναι η τάση της μπαταρίας,
I – ρεύμα εκφόρτισης.
Το ρεύμα εκφόρτισης επιλέγεται ανάλογα με τη χωρητικότητα της μπαταρίας του αυτοκινήτου και τον κύκλο εκφόρτισης (10 ή 20 ώρες). Στην πράξη, συνήθως χρησιμοποιείται λαμπτήρας αυτοκινήτου κατάλληλης ισχύος για την εκφόρτιση. Χρησιμοποιώντας ένα πολύμετρο, μπορείτε να μετρήσετε την ακριβή ποσότητα ρεύματος που διέρχεται στο κύκλωμα και να σημειώσετε το χρόνο μέχρι να πέσει η τάση στα 10,8 βολτ. Ο χρόνος που προκύπτει πολλαπλασιασμένος με το ρεύμα θα είναι η πραγματική χωρητικότητα της μπαταρίας του αυτοκινήτου.
Η έννοια της χωρητικότητας της μπαταρίας
Η χωρητικότητα της μπαταρίας είναι ένα από τα σημαντικότερα τεχνικά χαρακτηριστικά της. Αυτός ο όρος νοείται ως το χρονικό διάστημα που μια πηγή αυτόνομης ενέργειας είναι ικανή να τροφοδοτήσει τους ηλεκτρικούς καταναλωτές που είναι συνδεδεμένοι σε αυτήν. Με άλλα λόγια, αυτή είναι η μέγιστη ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που συσσωρεύεται από την μπαταρία κατά τη διάρκεια ενός πλήρους κύκλου φόρτισης. Η μονάδα χωρητικότητας είναι Ah (αμπέρ-ώρα), για μικρές μπαταρίες είναι mAh (χιλιοστά της ώρας).
Ένα παράδειγμα υπολογισμού της απαιτούμενης χωρητικότητας
Όπως γνωρίζετε, ο υπολογισμός της κατανάλωσης ενέργειας γίνεται σε W και η χωρητικότητα της μπαταρίας για ένα UPS είναι σε Ah. Για να υπολογίσετε την απαιτούμενη χωρητικότητα της μπαταρίας για την τροφοδοσία ενός συγκεκριμένου εξοπλισμού, είναι απαραίτητο να κάνετε κάποιους επανυπολογισμούς. Για καλύτερη κατανόηση, ας δούμε ένα συγκεκριμένο παράδειγμα. Ας υποθέσουμε ότι υπάρχει ένα κρίσιμο φορτίο 500 W που απαιτεί αντίγραφο ασφαλείας για 3 ώρες. Δεδομένου ότι η ποσότητα της συσσωρευμένης ενέργειας εξαρτάται όχι μόνο από τη χωρητικότητα της μπαταρίας, αλλά και από την τάση της, για να υπολογίσουμε διαιρούμε τη συνολική ισχύ του πλεονάζοντος εξοπλισμού με την τάση λειτουργίας τους (συχνά συγχέεται με την τάση ανοιχτού κυκλώματος μιας πλήρως φορτισμένης μπαταρίας). Για μια τυπική μπαταρία 12 V, η απαιτούμενη χωρητικότητα μπαταρίας θα είναι:
Q= (P t) / V k
όπου Q είναι η απαιτούμενη χωρητικότητα της μπαταρίας, Ah;
V – τάση κάθε μπαταρίας, V;
t – χρόνος κράτησης, h;
k είναι ο συντελεστής χρήσης της χωρητικότητας της μπαταρίας (η ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που επιτρέπεται για χρήση από τους καταναλωτές).
Η ανάγκη εισαγωγής συντελεστή οφείλεται στην πιθανότητα ατελούς φόρτισης της μπαταρίας. Επιπλέον, μια ισχυρή (βαθιά) εκφόρτιση μετά από μικρό αριθμό κύκλων φόρτισης και εκφόρτισης οδηγεί σε πρόωρη φθορά και αστοχία της μπαταρίας. Για παράδειγμα, εάν μια νέα μπαταρία αποφορτιστεί στο 30% της συνολικής χωρητικότητάς της και στη συνέχεια φορτιστεί αμέσως, μπορεί να αντέξει περίπου 1000 τέτοιους κύκλους. Εάν η τιμή εκφόρτισης μειωθεί στο 70%, ο αριθμός αυτών των κύκλων θα μειωθεί κατά 200 περίπου.
Συνολικά, διαπιστώνουμε ότι για την τροφοδοσία αυτού του φορτίου για την καθορισμένη χρονική περίοδο θα χρειαστεί:
Q= 500·3/ 12·0,7 = 178,6 Ah.
Αυτή είναι η ελάχιστη απαιτούμενη χωρητικότητα μπαταρίας για την υπό εξέταση περίπτωση. Στην ιδανική περίπτωση, είναι καλύτερο να παίρνετε μια πηγή ενέργειας με ένα μικρό απόθεμα (περίπου 20%), ώστε να μην την αποφορτίζετε εντελώς κάθε φορά - αυτό θα σας βοηθήσει να διατηρήσετε την απόδοση της μπαταρίας για όσο το δυνατόν περισσότερο.
Q = 178,6 1,2 = 214,3 Ah.
Αυτό σημαίνει ότι για την επίλυση αυτού του προβλήματος είναι απαραίτητο να αγοράσετε μπαταρίες συνολικής χωρητικότητας τουλάχιστον 215 Ah. Όταν χρησιμοποιείτε ένα UPS σε συνδυασμό με μια γεννήτρια, συνιστάται η μείωση του συντελεστή διόρθωσης χωρητικότητας στο 0,4, καθώς σε έναν τέτοιο συνδυασμό οι μπαταρίες χρησιμοποιούνται συχνότερα για τη διατήρηση της συνεχούς τροφοδοσίας έως ότου ενεργοποιηθεί η μονάδα παραγωγής ενέργειας και ολόκληρο το φορτίο μετατραπεί σε το. Επιπλέον, εάν η τιμή του συντελεστή 0,4 περιλαμβάνει την απώλεια χωρητικότητας της μπαταρίας κατά τη γήρανση της, λόγω των ιδιαιτεροτήτων του μετατροπέα παλμών και άλλων, τότε κατά μέσο όρο η αποφόρτιση της μπαταρίας μπορεί να φτάσει το 50% της ονομαστικής χωρητικότητάς της.
Στην περίπτωση που χρησιμοποιούνται πολλές μπαταρίες για την υποστήριξη του φορτίου, η ποσότητα ενέργειας που συσσωρεύεται σε αυτές είναι απολύτως ανεξάρτητη από τον τύπο της σύνδεσής τους - παράλληλη, σειριακή ή μικτή. Λαμβάνοντας υπόψη αυτό το χαρακτηριστικό, είναι απαραίτητο να αντικαταστήσετε την τάση μιας μπαταρίας στον τύπο για τον προσδιορισμό της συνολικής χωρητικότητας των μπαταριών, αλλά στην περίπτωση αυτή επιτρέπεται η χρήση μόνο μπαταριών με τα ίδια τεχνικά χαρακτηριστικά.
Δείκτες μπαταριών, με τους οποίους η έννοια της χωρητικότητας είναι άρρηκτα συνδεδεμένη
- Εξάρτηση της χωρητικότητας της μπαταρίας από το ρεύμα εκφόρτισής της.
Αυτή η εξάρτηση βασίζεται στο εξής γεγονός: όταν το προστατευμένο φορτίο συνδέεται με την μπαταρία χωρίς τη χρήση μετατροπέα, η ποσότητα ρεύματος που καταναλώνεται από την μπαταρία παραμένει αμετάβλητη. Στην περίπτωση αυτή, ο χρόνος λειτουργίας των συνδεδεμένων ηλεκτρικών καταναλωτών θα καθοριστεί ως ο λόγος της επιλεγμένης χωρητικότητας προς το καταναλωθέν ρεύμα. Σε μια πιο οικεία μορφή, αυτός ο τύπος γράφεται ως εξής:
όπου Q είναι η χωρητικότητα της μπαταρίας, Ah (mAh).
T – χρόνος εκφόρτισης μπαταρίας, ώρες.
Εάν έχουμε να κάνουμε με μεγάλες ποσότητες κατανάλωσης ρεύματος, τότε οι δείκτες πραγματικής ισχύος είναι συχνά χαμηλότεροι από τους ονομαστικούς που αναγράφονται στο διαβατήριο.
- Εξάρτηση της χωρητικότητας της μπαταρίας από την ενέργεια
Σήμερα, είναι αρκετά συνηθισμένο μεταξύ των χρηστών ότι η χωρητικότητα μιας μπαταρίας είναι μια τιμή που χαρακτηρίζει πλήρως την ηλεκτρική της ενέργεια, που συσσωρεύεται από την μπαταρία όταν είναι φορτισμένη 100%. Αυτή η δήλωση δεν είναι απολύτως σωστή. Εδώ είναι επίσης απαραίτητο να κάνετε μια κράτηση ότι η ικανότητα της μπαταρίας να συσσωρεύει ενέργεια εξαρτάται άμεσα από την τάση της και όσο υψηλότερη είναι, τόσο περισσότερη ενέργεια μπορεί να συσσωρεύσει η μπαταρία. Στην πραγματικότητα, η ηλεκτρική ενέργεια ορίζεται ως το γινόμενο του ρεύματος φόρτισης, της τάσης της μπαταρίας και του χρόνου ροής αυτού του ρεύματος:
όπου W είναι η ενέργεια που συσσωρεύεται από την μπαταρία, J;
U – τάση μπαταρίας, V;
I – σταθερό ρεύμα εκφόρτισης μπαταρίας, A;
T – χρόνος εκφόρτισης μπαταρίας, ώρες.
Με βάση το γεγονός ότι το γινόμενο του ρεύματος και του χρόνου φόρτισης μας δίνει τη χωρητικότητα της μπαταρίας (όπως συζητήθηκε παραπάνω), αποδεικνύεται ότι η ηλεκτρική ενέργεια της μπαταρίας βρίσκεται πολλαπλασιάζοντας την ονομαστική τάση της μπαταρίας και τη χωρητικότητά της:
όπου W είναι η ενέργεια που συσσωρεύεται από την μπαταρία, Wh;
Q – χωρητικότητα μπαταρίας, Ah;
U – τάση μπαταρίας, V.
Όταν πολλές μπαταρίες ίδιας χωρητικότητας συνδέονται σε σειρά, ο συνολικός δείκτης αυτής της δέσμης ισούται με το άθροισμα των χωρητικοτήτων όλων των μπαταριών που περιλαμβάνονται στη σύνθεσή της. Σε αυτήν την περίπτωση, η ενέργεια της προκύπτουσας μπαταρίας θα προσδιοριστεί ως το γινόμενο της ηλεκτρικής ενέργειας μιας μπαταρίας και του αριθμού τους.
- Η έννοια της ενεργειακής χωρητικότητας της μπαταρίας
Ένας εξίσου χρήσιμος δείκτης για τον καταναλωτή επαναφορτιζόμενων μπαταριών είναι η ενεργειακή τους χωρητικότητα, μετρούμενη σε μονάδες όπως το W/cell. Αυτή η ιδέα χαρακτηρίζει την ικανότητα της μπαταρίας για ένα ορισμένο σύντομο χρονικό διάστημα, το οποίο τις περισσότερες φορές δεν είναι περισσότερο από 15 λεπτά, σε λειτουργία σταθερής ισχύος. Αυτός ο δείκτης είναι πιο διαδεδομένος στις Ηνωμένες Πολιτείες, αλλά πρόσφατα κερδίζει δημοτικότητα μεταξύ των καταναλωτών σε πολλές άλλες χώρες. Για να υπολογίσετε κατά προσέγγιση τον υπολογισμό της χωρητικότητας της μπαταρίας, μετρούμενη σε Ah με βάση την ενεργειακή της χωρητικότητα σε W/κελί για περίοδο 15 λεπτών, χρησιμοποιήστε τον τύπο:
W – ενεργειακή χωρητικότητα της μπαταρίας, W/cell.
- Η έννοια της εφεδρικής χωρητικότητας μπαταρίας
Για τις μπαταρίες αυτοκινήτων, διακρίνεται ένα άλλο χαρακτηριστικό - η εφεδρική χωρητικότητα, η οποία υποδεικνύει την ικανότητα της μπαταρίας να τροφοδοτεί τον ηλεκτρικό εξοπλισμό ενός κινούμενου αυτοκινήτου όταν η τυπική γεννήτρια του οχήματος δεν λειτουργεί. Αυτή η παράμετρος είναι επίσης πιο γνωστή στις ΗΠΑ και ονομάζεται «εφεδρική χωρητικότητα». Μετράται σε λεπτά αποφόρτισης μπαταρίας με τρέχουσα τιμή 25 A. Για να προσεγγίσετε την ονομαστική χωρητικότητα της μπαταρίας με βάση τον δείκτη εφεδρικής χωρητικότητας, που υποδεικνύεται σε λεπτά, πρέπει να χρησιμοποιήσετε τον τύπο:
όπου Q είναι η χωρητικότητα της μπαταρίας, Ah;
T – εφεδρική χωρητικότητα μπαταρίας, ελάχ.
Χωρητικότητα μπαταρίας και φόρτιση (φόρτιση)
Μια άλλη αρκετά δημοφιλής παρανόηση είναι η αναγνώριση των εννοιών της χωρητικότητας της μπαταρίας και της φόρτισής της (φόρτιση). Ας σημαδέψουμε το εγώ. Η χωρητικότητα αναφέρεται στο μέγιστο δυναμικό μιας μπαταρίας, δηλαδή στην ποσότητα ενέργειας που μπορεί να συσσωρεύσει σε μια πλήρως φορτισμένη κατάσταση. Η φόρτιση, με τη σειρά της, αντιπροσωπεύει αυτήν την ενέργεια που είναι απαραίτητη για την τροφοδοσία του φορτίου σε αυτόνομη λειτουργία. Ως εκ τούτου, το συμπέρασμα είναι ότι η ποσότητα φόρτισης της ίδιας μπαταρίας μπορεί να είναι διαφορετική ανάλογα με το χρόνο φόρτισης της μπαταρίας και η ποσότητα της χωρητικότητάς της σε κατάσταση αποφόρτισης και φόρτισης είναι η ίδια. Εδώ μπορούμε να σχεδιάσουμε μια αναλογία με ένα ποτήρι στο οποίο χύνεται νερό. Ο όγκος της συσκευής θα αντιπροσωπεύει τη χωρητικότητα - αυτή είναι μια τιμή που δεν εξαρτάται από το αν το ποτήρι είναι γεμάτο ή άδειο και το νερό που χύνεται είναι η φόρτιση.
Από ποιους άλλους παράγοντες εξαρτάται η χωρητικότητα της μπαταρίας;
Ρεύμα εκφόρτισης
Οι δείκτες χωρητικότητας της μπαταρίας που βρίσκονται στην τεχνική τους τεκμηρίωση και στη θήκη του προϊόντος υποδεικνύονται από τον κατασκευαστή με βάση τα αποτελέσματα των δοκιμαστικών μετρήσεων που έγιναν σύμφωνα με τον παραπάνω τύπο (Q = I T) σε τυπική διάρκεια εκφόρτισης (10, 20, 100 ώρες, κ.λπ.). Η χωρητικότητα ορίζεται ανάλογα - Q10, Q20 και Q100, καθώς και το ρεύμα εκφόρτισης - I10, I20 I100. Σε αυτήν την περίπτωση, η ποσότητα του ρεύματος που διαρρέει το φορτίο με χρόνο εκφόρτισης 20 ωρών θα καθοριστεί από τον τύπο:
Ακολουθώντας αυτή τη λογική, μπορούμε να υποθέσουμε ότι κατά τη διάρκεια μιας εκφόρτισης που διαρκεί ένα τέταρτο της ώρας (15 λεπτά), το ρεύμα θα είναι ίσο με Q20 x 4. Ωστόσο, αυτό δεν ισχύει, όπως δείχνει η πρακτική στην περίπτωση του 15 -Λεπτό αποφόρτισης, η χωρητικότητα μιας τυπικής μπαταρίας μολύβδου δεν θα υπερβαίνει το μισό της ονομαστικής χωρητικότητάς της. Αντίστοιχα, η τιμή της παραμέτρου I0.25 θα είναι ελαφρώς μικρότερη από Q20 x 2. Από εδώ μπορούμε να συμπεράνουμε ότι χαρακτηριστικά όπως ο χρόνος και το ρεύμα εκφόρτισης δεν είναι ανάλογα μεταξύ τους.
Τελική τάση εκφόρτισης
Κάθε φορά που αποφορτίζεται η μπαταρία, η τάση σε αυτήν πέφτει σταδιακά και όταν επιτευχθεί η λεγόμενη τάση τελικής εκφόρτισης, είναι επιτακτική η αποσύνδεση της μπαταρίας. Επιπλέον, όσο χαμηλότερο είναι αυτό το χαρακτηριστικό, τόσο μεγαλύτερη θα είναι αντίστοιχα η πραγματική χωρητικότητα της μπαταρίας. Κατά κανόνα, οι κατασκευαστές υποδεικνύουν στις δικές τους μπαταρίες την ελάχιστη τιμή της τελικής τάσης εκφόρτισης, η οποία με τη σειρά της εξαρτάται από το ρεύμα που χρησιμοποιείται για την εκφόρτιση της μπαταρίας. Υπάρχουν περιπτώσεις όπου η τάση της πηγής ενέργειας πέφτει κάτω από αυτήν την τιμή (ξέχασαν να απενεργοποιήσουν την μπαταρία εγκαίρως ή αυτό δεν μπορούσε να γίνει επειδή ήταν αδύνατο να απενεργοποιηθεί το φορτίο για μεγάλο χρονικό διάστημα). Τότε εμφανίζεται ένα φαινόμενο που ονομάζεται βαθιά εκφόρτιση της μπαταρίας. Εάν η μπαταρία αφήνεται συχνά να εκφορτιστεί βαθιά, μπορεί να αποτύχει γρήγορα.
Φθορά μπαταρίας
Όπως είναι γενικά αποδεκτό, μια νέα μπαταρία έχει ονομαστική χωρητικότητα (αυτή που υποδεικνύεται από τον κατασκευαστή). Ωστόσο, η πραγματική τιμή αυτού του δείκτη μπορεί να διαφέρει ελαφρώς - να είναι μικρότερη από τη δηλωθείσα λόγω μακροχρόνιας αποθήκευσης σε μια αποθήκη ή μετά από αρκετούς κύκλους πλήρους φόρτισης και εκφόρτισης και βραχυπρόθεσμης λειτουργίας σε λειτουργία buffer, μπορεί να αυξηθεί ελαφρώς. Η περαιτέρω χρήση της μπαταρίας, καθώς και η αποθήκευσή της, οδηγεί πάντα σε φυσική φθορά της πηγής ενέργειας, γήρανση και σταδιακή αστοχία της.
Θερμοκρασία
Ένας τόσο σημαντικός παράγοντας όπως η θερμοκρασία περιβάλλοντος στο μέρος όπου χρησιμοποιείται η μπαταρία επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό τη χωρητικότητα της τελευταίας. Εάν η θερμοκρασία αυξηθεί από 20°C σε 40°C, η χωρητικότητα της μπαταρίας αυξάνεται κατά 5%, και όταν πέσει στους 0°C, μειώνεται κατά μέσο όρο 15%. Μια περαιτέρω μείωση της θερμοκρασίας του αέρα οδηγεί σε πτώση αυτής της παραμέτρου κατά άλλο 25% σε σχέση με την ονομαστική τιμή.
Πώς να ελέγξετε τη χωρητικότητα της μπαταρίας;
Πολύ συχνά, ο ιδιοκτήτης μιας χρησιμοποιημένης μπαταρίας αντιμετωπίζει το καθήκον να προσδιορίσει την υπολειπόμενη χωρητικότητά της. Ο κλασικός και, προς τιμήν μας, ο πιο αξιόπιστος και αποτελεσματικός τρόπος ελέγχου της πραγματικής χωρητικότητας μιας μπαταρίας θεωρείται δοκιμαστική εκφόρτιση. Αυτός ο όρος αναφέρεται στην ακόλουθη διαδικασία. Η μπαταρία φορτίζεται πρώτα πλήρως, μετά αποφορτίζεται με συνεχές ρεύμα και μετράται ο χρόνος κατά τον οποίο αποφορτίζεται πλήρως. Μετά από αυτό, η χωρητικότητα της μπαταρίας υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον ήδη γνωστό τύπο:
Για μεγαλύτερη ακρίβεια υπολογισμού, είναι καλύτερο να επιλέξετε την τιμή του σταθερού ρεύματος εκφόρτισης έτσι ώστε ο χρόνος εκφόρτισης να είναι περίπου 10 ή 20 ώρες (αυτό εξαρτάται από τον χρόνο εκφόρτισης στον οποίο υπολογίστηκε η ονομαστική χωρητικότητα της μπαταρίας από τον κατασκευαστή). Στη συνέχεια, τα δεδομένα που λαμβάνονται συγκρίνονται με τα δεδομένα διαβατηρίου και εάν η υπολειπόμενη χωρητικότητα είναι 70-80% μικρότερη από την ονομαστική χωρητικότητα, η μπαταρία πρέπει να αντικατασταθεί, καθώς αυτό είναι σαφές σημάδι σοβαρής φθοράς της μπαταρίας και η περαιτέρω φθορά της συμβαίνουν με επιταχυνόμενο ρυθμό.
Τα κύρια μειονεκτήματα αυτής της μεθόδου είναι η πολυπλοκότητα και η εντατική εργασία, καθώς και η ανάγκη αφαίρεσης των μπαταριών από τη λειτουργία για αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα. Σήμερα, οι περισσότερες συσκευές που χρησιμοποιούν επαναφορτιζόμενες μπαταρίες για τη λειτουργία τους έχουν λειτουργία αυτοδιάγνωσης - έναν γρήγορο (σε λίγα δευτερόλεπτα) έλεγχο της κατάστασης και της απόδοσης των πηγών ενέργειας, αλλά η ακρίβεια τέτοιων μετρήσεων δεν είναι πάντα υψηλή.
Χωρητικότητα μπαταρίας- αυτή είναι η ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που μπορεί να αποδώσει μια πλήρως φορτισμένη μπαταρία σε μια συγκεκριμένη κατάσταση εκφόρτισης και θερμοκρασία από την αρχική έως την τελική τάση. Η μονάδα SI για το ηλεκτρικό φορτίο είναι το κουλόμπ (1C), αλλά στην πράξη η χωρητικότητα εκφράζεται συνήθως σε αμπέρ-ώρες (Ah).
Η χωρητικότητα μετριέται σε αμπέρ ώρες και προσδιορίζεται από τον τύπο:
C=Iptp,
όπου C είναι χωρητικότητα, Ah;
p - ισχύς ρεύματος εκφόρτισης, A;
tp - χρόνος εκφόρτισης, H.
Ονομαστική χωρητικότητα- τη χωρητικότητα που πρέπει να παρέχει μια νέα πλήρως φορτισμένη μπαταρία υπό κανονικές συνθήκες εκφόρτισης που καθορίζονται στο πρότυπο για αυτήν την μπαταρία. Σε αυτή την περίπτωση, η τάση δεν πρέπει να πέσει κάτω από μια ορισμένη τιμή.
Δεδομένου ότι η χωρητικότητα εξαρτάται από το ρεύμα εκφόρτισης και την τελική τάση εκφόρτισης, ο χαρακτηρισμός της μπαταρίας υποδεικνύει τη χωρητικότητα που αντιστοιχεί σε μια συγκεκριμένη λειτουργία εκφόρτισης. Για τις μπαταρίες εκκίνησης, η ονομαστική χωρητικότητα λαμβάνεται σε 20 ώρες, ακίνητη στις 10 ώρες, πρόσφυση σε λειτουργίες εκφόρτισης 5 ωρών.
Ένα παράδειγμα αξιολόγησης της χωρητικότητας της μπαταρίας χρησιμοποιώντας μια λειτουργία εκφόρτισης 20 ωρών με ρεύμα 0,05C20 (ρεύμα ίσο με 5% της ονομαστικής χωρητικότητας). μι Εάν η χωρητικότητα της μπαταρίας είναι 55Ah, τότε εκφορτίζοντας την με ρεύμα 2,75A, θα αποφορτιστεί πλήρως σε 20 ώρες. Ομοίως, για μπαταρίες χωρητικότητας 60 Ah, θα συμβεί πλήρης αποφόρτιση 20 ωρών με ελαφρώς υψηλότερο ρεύμα εκφόρτισης - 3Α.
Ικανότητα φόρτισης- την ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που λαμβάνει η μπαταρία κατά τη φόρτιση. Η χωρητικότητα φόρτισης μιας μπαταρίας είναι πάντα μεγαλύτερη από την ικανότητα εκφόρτισης λόγω απωλειών ενέργειας λόγω παράπλευρων αντιδράσεων και διεργασιών.
Η επιστροφή χωρητικότητας είναι ο λόγος της ποσότητας ηλεκτρικής ενέργειας που λαμβάνεται από την μπαταρία κατά την εκφόρτιση προς την ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που απαιτείται για τη φόρτιση της μπαταρίας στην αρχική της κατάσταση υπό ορισμένες συνθήκες.
Εξαρτάται από την πληρότητα της χρέωσης. Μέρος του φορτίου χάνεται λόγω του σχηματισμού αερίου, ο οποίος μειώνει τον συντελεστή ανάκρουσης.
Υπολειπόμενη χωρητικότητα- μια τιμή που αντιστοιχεί στην ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που μπορεί να δώσει μια μερικώς αποφορτισμένη μπαταρία όταν η λειτουργία εκφόρτισης έχει ρυθμιστεί στην τελική εκφόρτιση.
Χωρητικότητα εφεδρικής μπαταρίας- ο χρόνος κατά τον οποίο η μπαταρία μπορεί να εξασφαλίσει τη λειτουργία των καταναλωτών σε κατάσταση έκτακτης ανάγκης. Η τιμή της εφεδρικής χωρητικότητας, εκφρασμένη σε λεπτά, υποδεικνύεται πρόσφατα όλο και περισσότερο από τους κατασκευαστές μπαταριών εκκίνησης μετά την τιμή του ρεύματος ψυχρής εκκίνησης.
Σε σταθερό ρεύμα φόρτισης l, η χωρητικότητα φόρτισης C = It, όπου t είναι ο χρόνος φόρτισης.
Η χωρητικότητα μετράται έως ότου η τάση τουλάχιστον ενός στοιχείου μπαταρίας πέσει σε μια τιμή που ρυθμίζεται για μια συγκεκριμένη λειτουργία εκφόρτισης.
Κατά τη διάρκεια της ζωής του, η χωρητικότητα της μπαταρίας αλλάζει. Στην αρχή της διάρκειας ζωής, αυξάνεται καθώς αναπτύσσεται η ενεργή μάζα των πλακών. Κατά τη λειτουργία, η χωρητικότητα παραμένει σταθερή για κάποιο χρονικό διάστημα και στη συνέχεια αρχίζει να μειώνεται σταδιακά λόγω της γήρανσης της ενεργού μάζας των πλακών.
Η χωρητικότητα της μπαταρίας εξαρτάται από την ποσότητα του ενεργού υλικού και τον σχεδιασμό των ηλεκτροδίων, την ποσότητα και τη συγκέντρωση του ηλεκτρολύτη, το μέγεθος του ρεύματος εκφόρτισης, τη θερμοκρασία του ηλεκτρολύτη, τον βαθμό φθοράς της μπαταρίας, την παρουσία και άλλους παράγοντες.
Καθώς το ρεύμα εκφόρτισης αυξάνεται, η χωρητικότητα της μπαταρίας μειώνεται. Οι μπαταρίες σε λειτουργίες εξαναγκασμένης εκφόρτισης αποδίδουν μικρότερη χωρητικότητα από ό,τι όταν αποφορτίζονται σε λειτουργίες μεγαλύτερης διάρκειας (χαμηλό ρεύμα). Επομένως, οι μπαταρίες μπορεί να έχουν σύμβολα για 3, 5, 6, 10, 20 και 100 ώρες αποφόρτισης. Σε αυτή την περίπτωση, οι χωρητικότητες της ίδιας μπαταρίας θα είναι εντελώς διαφορετικές. Το μικρότερο θα είναι με εκκένωση 3 ωρών, το μεγαλύτερο με εκκένωση 100 ωρών.
Με την αύξηση της χωρητικότητας, η χωρητικότητα αυξάνεται, αλλά σε υπερβολικά υψηλές θερμοκρασίες μειώνεται.Αυτό συμβαίνει επειδή, με την αύξηση της θερμοκρασίας, ο ηλεκτρολύτης διεισδύει πιο εύκολα στους πόρους της ενεργού μάζας, καθώς μειώνεται το ιξώδες του και αυξάνεται η εσωτερική αντίσταση.Επομένως, περισσότερο ενεργή μάζα συμμετέχει στην αντίδραση εκφόρτισης από ότι κατά τη διάρκεια μιας φόρτισης που πραγματοποιείται σε χαμηλότερη θερμοκρασία.
6. Τι καθορίζει τη χωρητικότητα της μπαταρίας;
Ρεύμα εκφόρτισης
ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕΣυνήθως, ο κατασκευαστής εκχωρεί την ονομαστική χωρητικότητα μιας μπαταρίας μολύβδου-οξέος για μακροχρόνιες (10, 20 ή 100 ώρες) αποφορτίσεις. Η χωρητικότητα της μπαταρίας σε τέτοιες εκφορτίσεις ορίζεται ως C 10, C 20 ή C 100. Μπορούμε να υπολογίσουμε το ρεύμα που διαρρέει το φορτίο κατά τη διάρκεια μιας εκφόρτισης 20 ωρών (για παράδειγμα) - I 20:
Εγώ 20 [Α] = Ε 20 [A*hour] / 20[hour]
ΖΑυτό σημαίνει ότι με εκφόρτιση 15 λεπτών (1/4 ώρας) το ρεύμα θα είναι ίσο με E 20 x 4; Όχι, δεν είναι αλήθεια. Με αποφόρτιση 15 λεπτών, η χωρητικότητα μιας μπαταρίας μολύβδου-οξέος είναι συνήθως λίγο κάτω από το ήμισυ της ονομαστικής χωρητικότητάς της. Επομένως, το ρεύμα I 0,25 δεν ξεπερνά το E 20 x 2. Δηλαδή Το ρεύμα εκφόρτισης και ο χρόνος εκφόρτισης μιας μπαταρίας μολύβδου δεν είναι ανάλογες μεταξύ τους.
ΖΗ εξάρτηση του χρόνου εκφόρτισης από το ρεύμα εκφόρτισης είναι κοντά σε έναν νόμο ισχύος. Συγκεκριμένα, ο τύπος (νόμος) του Peukert είναι ευρέως διαδεδομένος - πήρε το όνομά του από τον Γερμανό επιστήμονα Peukert. Ο Peukert διαπίστωσε ότι:
Εγώ Π * T = καταστ
Εδώ p είναι ο αριθμός Peukert - ένας εκθέτης που είναι σταθερός για μια δεδομένη μπαταρία ή τύπο μπαταρίας. Η φόρμουλα του Peukert ισχύει και για το σύγχρονο σφραγισμένες μπαταρίες μολύβδου οξέος.
ρεΓια τις μπαταρίες μολύβδου-οξέος, ο αριθμός Peukert κυμαίνεται συνήθως από 1,15 έως 1,35. Η τιμή της σταθεράς στη δεξιά πλευρά της εξίσωσης μπορεί να προσδιοριστεί από την ονομαστική χωρητικότητα της μπαταρίας. Στη συνέχεια, μετά από αρκετούς μετασχηματισμούς, λαμβάνουμε έναν τύπο για τη χωρητικότητα της μπαταρίας E σε ένα αυθαίρετο ρεύμα εκφόρτισης I:
Ε = Ε n * (ΕΓΩ n /ΕΓΩ) σ-1
Εδώ E n είναι η ονομαστική χωρητικότητα της μπαταρίας και I n είναι το ρεύμα εκφόρτισης στο οποίο ρυθμίζεται η ονομαστική χωρητικότητα (συνήθως ρεύμα εκφόρτισης 20 ωρών ή 10 ωρών).
Τελική τάση εκφόρτισης
ΠΚαθώς η μπαταρία αποφορτίζεται, η τάση στην μπαταρία πέφτει. Όταν επιτευχθεί η τελική τάση εκφόρτισης, η μπαταρία αποσυνδέεται. Όσο χαμηλότερη είναι η τελική τάση εκφόρτισης, τόσο μεγαλύτερη είναι η χωρητικότητα της μπαταρίας. Ο κατασκευαστής της μπαταρίας ορίζει την ελάχιστη επιτρεπόμενη τελική τάση εκφόρτισης (εξαρτάται από το ρεύμα εκφόρτισης). Εάν η τάση της μπαταρίας πέσει κάτω από αυτήν την τιμή (βαθιά εκφόρτιση), η μπαταρία μπορεί να αποτύχει.
Θερμοκρασία
ΠΌταν η θερμοκρασία αυξάνεται από 20 σε 40 βαθμούς Κελσίου, η χωρητικότητα μιας μπαταρίας μολύβδου αυξάνεται κατά περίπου 5%. Όταν η θερμοκρασία μειώνεται από 20 σε 0 βαθμούς Κελσίου, η χωρητικότητα της μπαταρίας μειώνεται κατά περίπου 15%. Όταν η θερμοκρασία μειωθεί κατά άλλους 20 βαθμούς, η χωρητικότητα της μπαταρίας πέφτει κατά 25%.
Φθορά μπαταρίας
μιΗ χωρητικότητα μιας μπαταρίας μολύβδου-οξέος όπως παραδίδεται μπορεί να είναι ελαφρώς μεγαλύτερη ή ελαφρώς μικρότερη από την ονομαστική χωρητικότητα. Μετά από αρκετούς κύκλους εκφόρτισης-φόρτισης ή αρκετές εβδομάδες υπό μια «αιωρούμενη» φόρτιση (σε buffer), η χωρητικότητα της μπαταρίας αυξάνεται. Κατά την περαιτέρω χρήση ή αποθήκευση μπαταρίαςΗ χωρητικότητα της μπαταρίας μειώνεται - η μπαταρία φθείρεται, μεγαλώνωκαι τελικά πρέπει να αντικατασταθεί με μια νέα μπαταρία. Για να αντικαταστήσετε την μπαταρία εγκαίρως, είναι καλύτερο να παρακολουθείτε τη φθορά της μπαταρίας χρησιμοποιώντας έναν σύγχρονο ελεγκτή χωρητικότητας μπαταρίας - Ένδειξη χωρητικότητας μπαταρίας μολύβδου-οξέος "Κρεμαστό"
7. Πώς να ελέγξετε τη χωρητικότητα μιας μπαταρίας μολύβδου-οξέος;
ΠΡΟΣ ΤΗΝκλασική μέθοδος έλεγχος μπαταρίαςείναι το ψηφίο ελέγχου. Η μπαταρία φορτίζεται και στη συνέχεια αποφορτίζεται με σταθερό ρεύμα, καταγράφοντας το χρόνο μέχρι την τελική τάση εκφόρτισης. Στη συνέχεια, προσδιορίστε την υπολειπόμενη χωρητικότητα της μπαταρίας χρησιμοποιώντας τον τύπο:
E [A*hour]= I [A] * T [ώρα]
ΤΟ χρόνος εκφόρτισης επιλέγεται συνήθως έτσι ώστε ο χρόνος αποφόρτισης να είναι περίπου 10 ή 20 ώρες (ανάλογα με τον χρόνο εκφόρτισης για τον οποίο υποδεικνύεται η ονομαστική χωρητικότητα της μπαταρίας). Τώρα μπορείτε να συγκρίνετε την υπολειπόμενη χωρητικότητα της μπαταρίας με την ονομαστική χωρητικότητα. Εάν η υπολειπόμενη χωρητικότητα είναι μικρότερη από το 70-80% της ονομαστικής χωρητικότητας, η μπαταρία τίθεται εκτός λειτουργίας, επειδή με τέτοια φθορά, περαιτέρω γήρανση της μπαταρίαςθα γίνει πολύ γρήγορα.
ΝΤα μειονεκτήματα της παραδοσιακής μεθόδου παρακολούθησης της χωρητικότητας της μπαταρίας είναι προφανή:
πολυπλοκότητα και ένταση εργασίας·
αφαιρώντας την μπαταρία από τη χρήση για μεγάλο χρονικό διάστημα.
Για γρήγορα δοκιμή μπαταρίαςΤώρα υπάρχουν ειδικές συσκευές που σας επιτρέπουν να ελέγξετε τη χωρητικότητα της μπαταρίας σε λίγα δευτερόλεπτα.
