Duke parë etiketimin e çdo baterie moderne, qoftë ajo një bateri me acid plumbi nga një furnizim me energji të pandërprerë, gjithmonë mund të gjejmë informacione jo vetëm për tensionin e vlerësuar të këtij burimi të energjisë, por edhe për kapacitetin e tij elektrik.
Zakonisht këto janë numra si: 2200 mAh (lexohet si 2200 miliamp-orë), 4Ah (4 amper-orë), etj. Siç mund ta shihni, për të matur kapacitetin elektrik të një baterie, përdoret një njësi matëse jo-sistematike. - Ah (orë amper) - orë "amper"", dhe aspak "farad". Dhe ora shfaqet këtu për një arsye, por për arsye se një bateri e zakonshme, ndryshe nga një kondensator i zakonshëm, është në gjendje të fuqizojë një ngarkesë fjalë për fjalë për orë të tëra.
Nëse përpiqemi ta shpjegojmë shumë thjesht, atëherë kapaciteti i baterisë është një shprehje numerike se sa kohë një bateri e caktuar mund të fuqizojë një ngarkesë me një konsum të caktuar aktual.
Për shembull, nëse një bateri me një tension nominal 12 volt është plotësisht e ngarkuar dhe ka një kapacitet prej 4 Ah, kjo do të thotë se një ngarkesë me një konsum aktual prej 0,4 amperësh, me një tension nominal 12 volt, kjo bateri do të jetë në gjendje në fuqi për 10 orë derisa të shfaqet një gjendje në të cilën shkarkimi i mëtejshëm bëhet i rrezikshëm për performancën. Dhe përmes një ngarkese me një konsum aktual prej 1 amper, e njëjta bateri do të shkarkohet në 4 orë (teorikisht, natyrisht).
Natyrisht, për secilën bateri ka një kufi në rrymën maksimale të lejueshme të shkarkimit, dhe sa më e lartë të jetë rryma e shkarkimit, aq më i ulët do të jetë lineariteti i karakteristikave të shkarkimit dhe aq më shpejt bateria do të shkarkohet në krahasim me kohën e llogaritur.
Tensioni minimal i lejuar në të cilin mund të shkarkohet një bateri është gjithashtu i rregulluar dhe tregohet gjithmonë në dokumentacionin për një bateri specifike, si dhe tensioni maksimal i sigurt, mbi të cilin është shumë e padëshirueshme të ngarkoni baterinë.
Për shembull, tipike për një bateri litium-jon 3,7 volt, voltazhi maksimal i lejueshëm minimal i shkarkimit është 2,75 volt, dhe maksimumi është 4,25 volt. Nëse e shkarkoni një bateri litium në më pak se 2,75 volt, bateria do të fillojë të humbasë kapacitetin dhe nëse e ngarkoni shumë, ajo mund të shpërthejë.
Për një bateri me acid plumbi 12 volt, minimumi i sigurt është 9,6 volt, maksimumi në të cilin mund të karikohet është 13 volt, etj.
Siç mund ta shihni, volt nuk përmenden fare në informacionin e kapacitetit (në amper-orë). Ndërkohë, nëse konvertoni orët në sekonda, dhe më pas shumëzoni vlerën e kapacitetit me tensionin e baterisë, do të merrni sasinë e energjisë së ngarkimit të kësaj baterie në joule:
Në një mënyrë apo tjetër, kapaciteti i një baterie të punës praktikisht nuk varet nga voltazhi në terminalet e tij në momentin aktual. Por kur themi "ngarkesa e baterisë", nuk nënkuptojmë më kapacitetin, por pikërisht tensionin në të cilin bateria është aktualisht e ngarkuar. Nëse bateria është e ngarkuar me tensionin nominal, atëherë mund të mbështeteni në kapacitetin që ka bateria në atë moment. Nëse bateria është e shkarkuar, atëherë kapaciteti i saj nuk ka më rëndësi.
Në të njëjtën kohë, kapaciteti aktual i baterisë, siç mund të shihet nga familja e karakteristikave të shkarkimit, varet fuqishëm nga madhësia e rrymës së shkarkimit. Një shkarkim 10-orësh dhe një shkarkim 10-minutësh, për shembull për një bateri me acid plumbi (shih figurën më lart), do të tregojë ndryshimin në kapacitet afërsisht dyfish!
Ju madje mund të gjeni një lidhje pak a shumë të saktë matematikore midis rrymës së shkarkimit dhe kohës së shkarkimit. Kjo varësi u zbulua nga shkencëtari gjerman Peukert, dhe ai prezantoi të ashtuquajturin "koeficient Pukert" p, i cili, për shembull, për bateritë e mbyllura me acid plumbi është rreth 1.25. Sa më e lartë të jetë rryma e shkarkimit, aq më e shkurtër është koha e shkarkimit. Dhe konstanta në anën e djathtë të ekuacionit varet drejtpërdrejt nga kapaciteti nominal i baterisë.
Nëse dëshironi, kapaciteti aktual i baterisë mund të përcaktohet shumë thjesht: karikoni plotësisht baterinë (në tensionin maksimal të lejuar, i cili tregohet në dokumentacion), dhe më pas shkarkojeni me rrymë direkte (afër karakteristikës së shkarkimit 10-orësh nga dokumentacionin) deri në tensionin e shkarkimit përfundimtar (i cili është dhënë edhe në dokumentacion). Shumëzoni rrymën e shkarkimit dhe kohën e shkarkimit në orë për të marrë kapacitetin aktual të baterisë në amper ose miliamp orë.
Sa është kapaciteti i një baterie makine dhe çfarë vlere duhet të zgjidhni?
Një bateri makine ka një numër parametrash sipas të cilave mund të zgjidhet për një automjet të caktuar. Dhe kjo nuk është vetëm dimensionet, pesha, vendndodhja e kunjave. Këto janë gjithashtu karakteristika elektrike me të cilat mund të gjykohet qëllimi i baterisë. Sot në dyqane mund të gjeni bateri për motoçikleta, makina, kamionë dhe pajisje speciale. Ata janë të gjithë të ndryshëm në performancën e tyre. Edhe për klasa të ndryshme të makinave të pasagjerëve, bateritë ndryshojnë në parametrat e tyre elektrikë. Nëse zgjidhni baterinë e gabuar, mund të shfaqen probleme gjatë funksionimit të mëvonshëm. Një nga karakteristikat kryesore të një baterie është kapaciteti. Ne do të flasim për të sot.
Karakteristikat kryesore të një baterie makine përfshijnë si më poshtë:
- Forca elektromotore;
- Rryma e ftohtë e fiksimit;
- Kapaciteti;
- Pesha;
- Madhësia standarde;
- Polariteti;
- shkalla e pagesës;
- Jetëgjatësia;
- Vetë-shkarkimi;
- Afati i ruajtjes.
Kapaciteti i baterisë së makinës
Siç është përmendur tashmë, kapaciteti i baterisë matet në amper-orë. Kjo vlerë zakonisht gjendet në ngjitësen e baterisë së makinës së bashku me vlerën e rrymës fillestare. Një shembull mund të shihet më poshtë.
Çfarë tregon kapaciteti i treguar në etiketën e baterisë së makinës? Prej tij mund të përcaktoni sasinë e rrymës që shkarkon në mënyrë uniforme baterinë në tensionin përfundimtar (10.8 volt). Kohëzgjatja e cikleve standarde të shkarkimit është 10 ose 20 orë.
Për shembull, një vlerë prej 72 Ah tregon se kjo bateri makine do të jetë në gjendje të furnizojë 3.6 amper rrymë për 20 orë. Në këtë rast, në fund të ciklit, voltazhi në terminalet duhet të jetë së paku 10.8 volt. Por duhet mbajtur mend se e njëjta bateri nuk do të jetë në gjendje të mbajë një rrymë prej 72 amperësh për 1 orë. Me rritjen e rrymës, koha e shkarkimit zvogëlohet dhe kjo rënie shprehet me ligjin e fuqisë.
Një nga të parët që nxori formulën për këtë varësi ishte Peukert, një shkencëtar gjerman. Ai nxori formulën e mëposhtme:
Cp = I k * t, ku
C p - kapaciteti i baterisë,
k - koeficienti Peukert,
t – koha.
Koeficienti Peukert i përdorur në formulë është një vlerë konstante për një lloj të caktuar baterie. Për bateritë me acid plumbi të automobilave, numri Peukert është në intervalin 1,15─1,35. Kjo konstante përcaktohet nga kapaciteti nominal i baterisë.
Si rezultat, u nxor një formulë për llogaritjen e kapacitetit aktual të baterisë me një vlerë arbitrare të rrymës së shkarkimit:
E =En(I n /I) (p-1) , ku
E n - kapaciteti nominal i baterisë,
E – kapaciteti aktual i baterisë,
I n është vlera nominale e rrymës së shkarkimit në të cilën vendoset kapaciteti i vlerësuar. Rryma në një cikël prej 10 ose 20 orësh. Zakonisht kjo është 9 përqind e E n.
Gjithçka që u tha më sipër kishte të bënte me kapacitetin nominal të një baterie makine. Ekziston edhe koncepti i kapacitetit rezervë. Nëse vlera nominale është përcaktuar si rezultat i shkarkimit me një rrymë të vogël, atëherë vlera e rezervës tregon se sa do të zgjasë bateria e makinës nëse gjeneratori dështon. Rryma e shkarkimit është vendosur në 25 amper. Këtu merren parasysh ngrohja dhe ndriçimi. Në rast të një shkarkimi me një rrymë të tillë, kapaciteti rezervë është rreth dy të tretat e vlerës nominale. Nëse aplikohet në etiketën e një baterie makine, atëherë tregohet në minuta.
Kapaciteti nominal i baterisë përcaktohet nga një numër karakteristikash teknologjike dhe të projektimit. Kushtet e funksionimit të baterisë së makinës gjithashtu kanë një ndikim shumë të fortë. Ndër karakteristikat kryesore që ndikojnë në këtë parametër janë përbërja e elektrolitit, sasia e masës aktive, gjeometria dhe trashësia e pllakave të plumbit. Karakteristikat kryesore teknologjike që përcaktojnë madhësinë e enës janë përbërja dhe poroziteti i masës aktive. Përveç kësaj, kapaciteti i shkarkimit, siç u përmend më lart, ndikohet nga madhësia e rrymës së shkarkimit dhe temperatura e elektrolitit.
Performanca e një baterie makine mund të vlerësohet duke përdorur formulën e mëposhtme:
Q = (E p /E o) * 100%, ku
E p – kapaciteti i baterisë i llogaritur gjatë shkarkimit, Ah,
E o – vlera e llogaritur në bazë të parametrave elektrokimikë të saj, Ah.
Siç vijon nga ligji i Faradeit, për të marrë një kapacitet prej 1 Ah, në teori kërkohen 3,865 gram Pb, 4,462 gram PbO 2 dhe 3,659 gram H 2 SO 4. Totali është rreth 11.986 gram për 1 Ah. Por në realitet, vlera të tilla është e pamundur të arrihen. Është e pamundur të arrihet konsumimi i plotë i substancave aktive në reaksionin kimik të vazhdueshëm. Vetëm gjysma e masës aktive të pllakave është e disponueshme për reagim me elektrolitin. Gjysma tjetër thjesht siguron kornizën vëllimore të pllakave dhe forcën mekanike të elektrodave.
Në kushte reale funksionimi, rezulton se shkalla e shfrytëzimit të masës aktive të pllakës pozitive është rreth 50 për qind, dhe ajo e pllakës negative është 60 për qind. Mos harroni se elektroliti nuk është acid sulfurik i pastër, por zgjidhja e tij ujore (rreth 35 përqind). Prandaj, konsumi aktual i materialeve është shumë më i lartë, dhe kapaciteti specifik është më i ulët se vlera teorike.
Si të kontrolloni kapacitetin e baterisë
Disa pronarë kureshtarë të makinave janë të interesuar se si të matin kapacitetin e një baterie makine me duart e tyre. Disa njerëz duan ta bëjnë këtë nga kurioziteti, të tjerë duan të kontrollojnë nëse vlera aktuale e kapacitetit korrespondon me atë që shkruhet në etiketë. Si ta bëni këtë?
Është mjaft e thjeshtë. Të gjitha të dhënat për këtë tashmë janë dhënë më lart. Për shembull, mund të kontrolloni kapacitetin e një baterie makine kur kryeni. Për ta bërë këtë, diagrami i mëposhtëm është mbledhur.
Rezistenca e rezistencës për qark llogaritet me formulën:
Këtu U është voltazhi i baterisë,
I - rryma e shkarkimit.
Rryma e shkarkimit zgjidhet në varësi të kapacitetit të baterisë së makinës dhe ciklit të shkarkimit (10 ose 20 orë). Në praktikë, zakonisht përdoret një llambë makine me fuqi të përshtatshme për shkarkimin. Duke përdorur një multimetër, mund të matni sasinë e saktë të rrymës që kalon në qark dhe të shënoni kohën derisa voltazhi të bjerë në 10.8 volt. Koha që rezulton e shumëzuar me rrymën do të jetë kapaciteti aktual i baterisë së makinës.
Koncepti i kapacitetit të baterisë
Kapaciteti i baterisë është një nga karakteristikat teknike më të rëndësishme të saj. Ky term kuptohet si sasia e kohës që një burim i energjisë autonome është në gjendje të fuqizojë konsumatorët elektrikë të lidhur me të. Me fjalë të tjera, kjo është sasia maksimale e energjisë elektrike e akumuluar nga bateria gjatë një cikli të plotë karikimi. Njësia e kapacitetit është Ah (amper-orë), për bateritë e vogla është mAh (miliamp-orë).
Një shembull i llogaritjes së kapacitetit të kërkuar
Siç e dini, llogaritja e konsumit të energjisë bëhet në W, dhe kapaciteti i baterisë për një UPS është në Ah. Për të llogaritur kapacitetin e kërkuar të baterisë për të fuqizuar një pajisje të veçantë, është e nevojshme të bëhen disa rillogaritje. Për një kuptim më të mirë, le të shohim një shembull specifik. Le të themi se ka një ngarkesë kritike 500 W që kërkon kopje rezervë për 3 orë. Meqenëse sasia e energjisë së akumuluar varet jo vetëm nga kapaciteti i baterisë, por edhe nga voltazhi i saj, për të llogaritur ne ndajmë fuqinë totale të pajisjeve të tepërta me tensionin e tyre të funksionimit (shpesh ngatërrohet me tensionin e qarkut të hapur të një baterie plotësisht të ngarkuar). Për një bateri standarde 12 V, kapaciteti i kërkuar i baterisë do të jetë:
Q= (P t) / V k
ku Q është kapaciteti i kërkuar i baterisë, Ah;
V – tensioni i secilës bateri, V;
t – koha e rezervimit, h;
k është koeficienti i shfrytëzimit të kapacitetit të baterisë (sasia e energjisë elektrike e lejuar për përdorim nga konsumatorët).
Nevoja për të futur një koeficient është për shkak të mundësisë së një ngarkimi jo të plotë të baterisë. Përveç kësaj, një shkarkim i fortë (i thellë) pas një numri të vogël ciklesh ngarkimi dhe shkarkimi çon në konsumim të parakohshëm dhe dështim të baterisë. Për shembull, nëse një bateri e re shkarkohet në 30% të kapacitetit të saj total dhe më pas ngarkohet menjëherë, ajo mund të përballojë rreth 1000 cikle të tilla. Nëse vlera e shkarkimit ulet në 70%, numri i këtyre cikleve do të ulet me afërsisht 200.
Në total, ne zbulojmë se për të fuqizuar këtë ngarkesë për periudhën e caktuar kohore do të jetë e nevojshme:
Q= 500·3/ 12·0,7 = 178,6 Ah.
Ky është kapaciteti minimal i kërkuar i baterisë për rastin në shqyrtim. Idealisht, është më mirë të merrni një burim energjie me një rezervë të vogël (rreth 20%) në mënyrë që të mos e shkarkoni plotësisht çdo herë - kjo do të ndihmojë në ruajtjen e performancës së baterisë për aq kohë sa të jetë e mundur.
Q = 178,6 1,2 = 214,3 Ah.
Kjo do të thotë që për të zgjidhur këtë problem është e nevojshme të blini bateri me një kapacitet total prej të paktën 215 Ah. Kur përdorni një UPS në lidhje me një gjenerator, rekomandohet të zvogëlohet faktori i korrigjimit të kapacitetit në 0.4, pasi në një kombinim të tillë bateritë përdoren më shpesh për të mbajtur furnizimin e vazhdueshëm me energji derisa termocentrali të ndizet dhe e gjithë ngarkesa të kalojë në atë. Për më tepër, nëse vlera e koeficientit 0.4 përfshin humbjen e kapacitetit të baterisë gjatë plakjes së saj, për shkak të veçorive të konvertuesit të pulsit dhe të tjerëve, atëherë mesatarisht shkarkimi i baterisë mund të arrijë 50% të kapacitetit të saj nominal.
Në rastin kur disa bateri përdoren për të mbështetur ngarkesën, sasia e energjisë së akumuluar në to është absolutisht e pavarur nga lloji i lidhjes së tyre - paralele, serike ose e përzier. Duke marrë parasysh këtë veçori, është e nevojshme të zëvendësohet tensioni i një baterie në formulën për përcaktimin e kapacitetit total të baterive, por në këtë rast lejohet përdorimi vetëm i baterive me të njëjtat karakteristika teknike.
Treguesit e baterive, me të cilët koncepti i kapacitetit është i lidhur pazgjidhshmërisht
- Varësia e kapacitetit të baterisë nga rryma e shkarkimit të saj.
Kjo varësi bazohet në faktin e mëposhtëm: kur ngarkesa e mbrojtur lidhet me baterinë pa përdorur një konvertues, sasia e rrymës së konsumuar nga bateria mbetet e pandryshuar. Në këtë rast, koha e funksionimit të konsumatorëve elektrikë të lidhur do të përcaktohet si raport i kapacitetit të zgjedhur me rrymën e konsumuar. Në një formë më të njohur, kjo formulë shkruhet si më poshtë:
ku Q është kapaciteti i baterisë, Ah (mAh);
T - koha e shkarkimit të baterisë, orë.
Nëse kemi të bëjmë me sasi të mëdha të konsumit aktual, atëherë treguesit aktualë të fuqisë janë shpesh më të ulët se ato nominale të treguara në pasaportë.
- Varësia e kapacitetit të baterisë nga energjia
Sot, është mjaft e zakonshme në mesin e përdoruesve që kapaciteti i një baterie është një vlerë që karakterizon plotësisht energjinë e saj elektrike, të akumuluar nga bateria kur ajo është e ngarkuar 100%. Kjo deklaratë nuk është plotësisht e saktë. Këtu është gjithashtu e nevojshme të bëni një rezervë që aftësia e baterisë për të grumbulluar energji varet drejtpërdrejt nga voltazhi i saj dhe sa më i lartë të jetë, aq më shumë energji mund të grumbullojë bateria. Në fakt, energjia elektrike përkufizohet si produkt i rrymës së karikimit, tensionit të baterisë dhe kohës së rrjedhës së kësaj rryme:
ku W është energjia e akumuluar nga bateria, J;
U – tensioni i baterisë, V;
I – rrymë konstante e shkarkimit të baterisë, A;
T - koha e shkarkimit të baterisë, orë.
Bazuar në faktin se produkti i rrymës dhe kohës së karikimit na jep kapacitetin e baterisë (siç u diskutua më lart), rezulton se energjia elektrike e baterisë gjendet duke shumëzuar tensionin nominal të baterisë dhe kapacitetin e saj:
ku W është energjia e akumuluar nga bateria, Wh;
Q – kapaciteti i baterisë, Ah;
U - tensioni i baterisë, V.
Kur disa bateri me të njëjtin kapacitet janë të lidhura në seri, treguesi total i kësaj pakete është i barabartë me shumën e kapaciteteve të të gjitha baterive të përfshira në përbërjen e tij. Në këtë rast, energjia e paketës së baterisë që rezulton do të përcaktohet si produkt i energjisë elektrike të një baterie dhe numri i tyre.
- Koncepti i kapacitetit të energjisë së baterisë
Një tregues po aq i dobishëm për konsumatorin e baterive të rikarikueshme është kapaciteti i tyre energjetik, i matur në njësi të tilla si W/cell. Ky koncept karakterizon aftësinë e baterisë për një periudhë të caktuar të shkurtër kohe, e cila më së shpeshti nuk është më shumë se 15 minuta, në modalitetin e energjisë konstante. Ky tregues është më i përhapur në Shtetet e Bashkuara, por kohët e fundit po fiton popullaritet në mesin e konsumatorëve në shumë vende të tjera. Për të përafruar llogaritjen e kapacitetit të baterisë, të matur në Ah bazuar në kapacitetin e saj energjetik në W/qelizë për një periudhë prej 15 minutash, përdorni formulën:
W – kapaciteti energjetik i baterisë, W/qelizë.
- Koncepti i kapacitetit rezervë të baterisë
Për bateritë e makinave, dallohet një karakteristikë tjetër - kapaciteti rezervë, i cili tregon aftësinë e baterisë për të fuqizuar pajisjet elektrike të një makine në lëvizje kur gjeneratori standard i automjetit nuk funksionon. Ky parametër njihet më mirë edhe në SHBA dhe quhet "kapaciteti rezervë". Ajo matet në minuta të shkarkimit të baterisë me një vlerë aktuale prej 25 A. Për të përafruar kapacitetin nominal të baterisë bazuar në treguesin e kapacitetit të saj rezervë, të treguar në minuta, duhet të përdorni formulën:
ku Q është kapaciteti i baterisë, Ah;
T – kapaciteti rezervë i baterisë, min.
Kapaciteti i baterisë dhe ngarkimi (karikimi)
Një tjetër keqkuptim mjaft popullor është identifikimi i koncepteve të kapacitetit të baterisë dhe ngarkimit (ngarkimit) të saj. Le të shënojmë i-në. Kapaciteti i referohet potencialit maksimal të një baterie, domethënë sasisë së energjisë që ajo mund të grumbullojë në një gjendje plotësisht të ngarkuar. Ngarkesa, nga ana tjetër, përfaqëson këtë energji të nevojshme për të fuqizuar ngarkesën në modalitetin autonom. Prandaj, përfundimi është se sasia e ngarkimit të së njëjtës bateri mund të jetë e ndryshme në varësi të kohës së karikimit të baterisë, dhe sasia e kapacitetit të saj në gjendje të shkarkuar dhe të ngarkuar është e njëjtë. Këtu mund të nxjerrim një analogji me një gotë në të cilën derdhet uji. Vëllimi i pajisjes do të përfaqësojë kapacitetin - kjo është një vlerë që nuk varet nga fakti nëse gota është plot apo bosh, dhe uji që derdhet është ngarkesa.
Nga cilët faktorë të tjerë varet kapaciteti i baterisë?
Rryma e shkarkimit
Treguesit e kapacitetit të baterisë që mund të gjenden në dokumentacionin e tyre teknik dhe në kutinë e produktit tregohen nga prodhuesi bazuar në rezultatet e matjeve të provës të bëra sipas formulës së mësipërme (Q = I T) në një kohëzgjatje standarde të shkarkimit (10, 20, 100 orë, etj.). Kapaciteti është caktuar në përputhje me rrethanat - Q10, Q20 dhe Q100, si dhe rryma e shkarkimit - I10, I20 I100. Në këtë rast, sasia e rrymës që rrjedh përmes ngarkesës me një kohë shkarkimi prej 20 orësh do të përcaktohet nga formula:
Duke ndjekur këtë logjikë, mund të supozojmë se gjatë një shkarkimi që zgjat një çerek ore (15 minuta), rryma do të jetë e barabartë me Q20 x 4. Megjithatë, kjo nuk është kështu, siç tregon praktika në rastin e një 15; -Shkarkimi në minutë, kapaciteti i një baterie standarde plumbi nuk do të jetë më shumë se gjysma e kapacitetit të saj të vlerësuar. Prandaj, vlera e parametrit I0.25 do të jetë pak më e vogël se Q20 x 2. Nga këtu mund të konkludojmë se karakteristikat si koha dhe rryma e shkarkimit nuk janë proporcionale me njëra-tjetrën.
Tensioni përfundimtar i shkarkimit
Sa herë që bateria shkarkohet, tensioni në të bie gradualisht dhe kur arrihet i ashtuquajturi tension përfundimtar i shkarkimit, është e domosdoshme shkëputja e baterisë. Për më tepër, sa më e ulët kjo karakteristikë, aq më i lartë do të jetë kapaciteti aktual i baterisë. Si rregull, prodhuesit tregojnë në bateritë e tyre vlerën minimale të tensionit përfundimtar të shkarkimit, i cili nga ana tjetër varet nga rryma e përdorur për shkarkimin e baterisë. Ka situata kur voltazhi i burimit të energjisë bie nën këtë vlerë (ata harruan të fiknin baterinë në kohë ose kjo nuk mund të bëhej sepse ishte e pamundur të çaktivizohej ngarkesa për një periudhë të gjatë). Pastaj ndodh një fenomen i quajtur shkarkim i thellë i baterisë. Nëse bateria shpesh lejohet të shkarkohet thellë, ajo mund të dështojë shpejt.
Veshja e baterisë
Siç pranohet përgjithësisht, një bateri e re ka një kapacitet nominal (ai i treguar nga prodhuesi). Sidoqoftë, vlera aktuale e këtij treguesi mund të ndryshojë pak - të jetë më e vogël se ajo e deklaruar për shkak të ruajtjes afatgjatë në një depo, ose pas disa cikleve të plota të ngarkimit dhe shkarkimit dhe funksionimit afatshkurtër në modalitetin tampon, mund të rritet pak. Përdorimi i mëtejshëm i baterisë, si dhe ruajtja e saj, çon pa ndryshim në konsumimin fizik të burimit të energjisë, plakjen e tij dhe dështimin gradual.
Temperatura
Një faktor kaq i rëndësishëm si temperatura e ambientit në vendin ku përdoret bateria ndikon shumë në kapacitetin e kësaj të fundit. Nëse temperatura rritet nga 20°C në 40°C, kapaciteti i baterisë rritet me 5%, dhe kur bie në 0°C, zvogëlohet mesatarisht me 15%. Një ulje e mëtejshme e temperaturës së ajrit çon në një rënie të këtij parametri me 25% të tjera në krahasim me vlerën nominale.
Si të kontrolloni kapacitetin e baterisë?
Shumë shpesh, pronari i një baterie të përdorur përballet me detyrën e përcaktimit të kapacitetit të saj të mbetur. Mënyra klasike dhe, për kredinë tonë, mënyra më e besueshme dhe efektive për të kontrolluar kapacitetin aktual të një baterie konsiderohet të jetë një shkarkim provë. Ky term i referohet procedurës së mëposhtme. Bateria fillimisht ngarkohet plotësisht, pas së cilës shkarkohet me rrymë të vazhdueshme dhe matet koha gjatë së cilës shkarkohet plotësisht. Pas kësaj, kapaciteti i baterisë llogaritet duke përdorur formulën e njohur tashmë:
Për saktësi më të madhe të llogaritjes, është më mirë të zgjidhni vlerën e rrymës konstante të shkarkimit në mënyrë që koha e shkarkimit të jetë rreth 10 ose 20 orë (kjo varet nga koha e shkarkimit në të cilën është llogaritur kapaciteti nominal i baterisë nga prodhuesi). Pastaj të dhënat e marra krahasohen me të dhënat e pasaportës, dhe nëse kapaciteti i mbetur është 70-80% më i vogël se kapaciteti nominal, bateria duhet të zëvendësohet, pasi kjo është një shenjë e qartë e konsumit të rëndë të baterisë dhe konsumimi i saj i mëtejshëm do të ndodhin me një ritëm të përshpejtuar.
Disavantazhet kryesore të kësaj metode janë kompleksiteti dhe zbatimi intensiv i punës, si dhe nevoja për të hequr bateritë nga shërbimi për një periudhë mjaft të gjatë kohore. Sot, shumica e pajisjeve që përdorin bateri të rikarikueshme për funksionimin e tyre kanë një funksion vetë-diagnostikues - një kontroll të shpejtë (në vetëm disa sekonda) të gjendjes dhe performancës së burimeve të energjisë, por saktësia e matjeve të tilla nuk është gjithmonë e lartë.
Kapaciteti i baterisë- kjo është sasia e energjisë elektrike që një bateri plotësisht e ngarkuar mund të japë në një mënyrë të caktuar shkarkimi dhe temperaturë nga tensioni fillestar në atë përfundimtar. Njësia SI për ngarkesën elektrike është kulon (1C), por në praktikë kapaciteti zakonisht shprehet në amper-orë (Ah).
Kapaciteti matet në orë amper dhe përcaktohet me formulën:
C=Iptp,
ku C është kapaciteti, Ah;
p - forca e rrymës së shkarkimit, A;
tp - koha e shkarkimit, H.
Kapaciteti nominal- Kapaciteti që duhet të japë një bateri e re plotësisht e ngarkuar në kushtet normale të shkarkimit të specifikuara në standardin për këtë bateri. Në këtë rast, voltazhi nuk duhet të bjerë nën një vlerë të caktuar.
Meqenëse kapaciteti varet nga rryma e shkarkimit dhe voltazhi përfundimtar i shkarkimit, përcaktimi i baterisë tregon kapacitetin që korrespondon me një mënyrë specifike shkarkimi. Për bateritë fillestare, kapaciteti nominal merret në 20 orë, i palëvizshëm në 10 orë, tërheqje në mënyrat e shkarkimit 5 orë.
Një shembull i vlerësimit të kapacitetit të baterisë duke përdorur një modalitet shkarkimi 20-orësh me një rrymë prej 0.05C20 (rryma e barabartë me 5% të kapacitetit nominal). E Nëse kapaciteti i baterisë është 55Ah, atëherë duke e shkarkuar atë me një rrymë prej 2.75A, ajo do të shkarkohet plotësisht në 20 orë. Në mënyrë të ngjashme, për bateritë me një kapacitet prej 60Ah, një shkarkim i plotë 20-orësh do të ndodhë me një rrymë shkarkimi pak më të lartë - 3A.
Kapaciteti i karikimit- sasia e energjisë elektrike të marrë nga bateria gjatë karikimit. Kapaciteti i karikimit të një baterie është gjithmonë më i madh se kapaciteti i shkarkimit për shkak të humbjeve të energjisë për shkak të reaksioneve dhe proceseve anësore.
Kthimi i kapacitetit është raporti i sasisë së energjisë elektrike të marrë nga bateria gjatë shkarkimit me sasinë e energjisë elektrike të nevojshme për të ngarkuar baterinë në gjendjen e saj origjinale në kushte të caktuara.
Varet nga plotësia e ngarkimit. Një pjesë e ngarkesës humbet për shkak të formimit të gazit, i cili zvogëlon koeficientin e tërheqjes.
Kapaciteti i mbetur- një vlerë që korrespondon me sasinë e energjisë elektrike që mund të japë një bateri pjesërisht e shkarkuar kur modaliteti i shkarkimit vendoset në shkarkimin përfundimtar.
Kapaciteti rezervë i baterisë- koha gjatë së cilës bateria mund të sigurojë funksionimin e konsumatorëve në modalitetin e emergjencës. Vlera e kapacitetit rezervë, e shprehur në minuta, kohët e fundit është treguar gjithnjë e më shumë nga prodhuesit e baterive fillestare pas vlerës së rrymës së fillimit të ftohtë.
Në një rrymë ngarkimi konstante l, kapaciteti i karikimit C = It, ku t është koha e karikimit.
Kapaciteti matet derisa voltazhi i të paktën një baterie të bjerë në një vlerë të rregulluar për një mënyrë specifike shkarkimi.
Gjatë jetës së tij të shërbimit, kapaciteti i baterisë ndryshon. Në fillim të jetës së shërbimit, rritet me zhvillimin e masës aktive të pllakave. Gjatë funksionimit, kapaciteti mbetet i qëndrueshëm për ca kohë, dhe më pas fillon të ulet gradualisht për shkak të plakjes së masës aktive të pllakave.
Kapaciteti i baterisë varet nga sasia e materialit aktiv dhe modeli i elektrodave, sasia dhe përqendrimi i elektrolitit, madhësia e rrymës së shkarkimit, temperatura e elektrolitit, shkalla e konsumit të baterisë, prania dhe faktorë të tjerë.
Me rritjen e rrymës së shkarkimit, kapaciteti i baterisë zvogëlohet. Bateritë në mënyrat e shkarkimit të detyruar japin më pak kapacitet sesa kur shkarkohen në modalitete më të gjata (rrymë e ulët). Prandaj, bateritë mund të kenë simbole për 3, 5, 6, 10, 20 dhe 100 orë shkarkimi. Në këtë rast, kapacitetet e së njëjtës bateri do të jenë krejtësisht të ndryshme. Më i vogli do të jetë me shkarkim 3 orë, më i madhi me shkarkim 100 orë.
Me rritjen e kapacitetit, kapaciteti rritet, por në temperatura tepër të larta zvogëlohet.Kjo ndodh sepse, me rritjen e temperaturës, elektroliti depërton më lehtë në poret e masës aktive, pasi viskoziteti i tij zvogëlohet dhe rezistenca e brendshme rritet.Prandaj, në reaksionin e shkarkimit merr pjesë më shumë masë aktive sesa gjatë një ngarkimi të kryer në një temperaturë më të ulët.
6. Çfarë e përcakton kapacitetin e baterisë?
Rryma e shkarkimit
RRETH Në mënyrë tipike, prodhuesi cakton kapacitetin nominal të një baterie me acid plumbi për shkarkime afatgjata (10, 20 ose 100 orë). Kapaciteti i baterisë në shkarkime të tilla përcaktohet si C 10, C 20 ose C 100. Ne mund të llogarisim rrymën që rrjedh përmes ngarkesës gjatë një shkarkimi 20-orësh (për shembull) - I 20:
I 20 [A] = E 20 [Një*orë] / 20[orë]
Z A do të thotë kjo se me një shkarkim 15-minutësh (1/4 orë) rryma do të jetë e barabartë me E 20 x 4? Jo, kjo nuk është e vërtetë. Me një shkarkim prej 15 minutash, kapaciteti i një baterie me acid plumbi është zakonisht pak më pak se gjysma e kapacitetit të saj të vlerësuar. Prandaj, rryma I 0.25 nuk e kalon E 20 x 2. Kjo është Rryma e shkarkimit dhe koha e shkarkimit të një baterie plumbi nuk janë proporcionale me njëra-tjetrën.
Z Varësia e kohës së shkarkimit nga rryma e shkarkimit është afër ligjit të fuqisë. Në veçanti, formula (ligji) i Peukert është i përhapur - i quajtur sipas shkencëtarit gjerman Peukert. Peukert zbuloi se:
I fq * T = konst
Këtu p është numri Peukert - një eksponent që është konstant për një bateri të caktuar ose lloj baterie. Formula e Peukert vlen edhe për modernen bateri të mbyllura me acid plumbi.
D Për bateritë me acid plumbi, numri Peukert zakonisht varion nga 1.15 në 1.35. Vlera e konstantës në anën e djathtë të ekuacionit mund të përcaktohet nga kapaciteti nominal i baterisë. Pastaj, pas disa transformimeve, marrim një formulë për kapacitetin e baterisë E në një rrymë shkarkimi arbitrare I:
E = E n * (I n /I) p-1
Këtu E n është kapaciteti nominal i baterisë dhe I n është rryma e shkarkimit në të cilën vendoset kapaciteti nominal (zakonisht një rrymë shkarkimi 20-orëshe ose 10-orëshe).
Tensioni përfundimtar i shkarkimit
P Ndërsa bateria shkarkohet, voltazhi në bateri bie. Kur arrihet voltazhi përfundimtar i shkarkimit, bateria shkëputet. Sa më i ulët të jetë voltazhi përfundimtar i shkarkimit, aq më i madh është kapaciteti i baterisë. Prodhuesi i baterisë vendos tensionin minimal të lejueshëm të shkarkimit përfundimtar (kjo varet nga rryma e shkarkimit). Nëse voltazhi i baterisë bie nën këtë vlerë (shkarkim i thellë), bateria mund të dështojë.
Temperatura
P Kur temperatura rritet nga 20 në 40 gradë Celsius, kapaciteti i një baterie plumbi rritet me rreth 5%. Kur temperatura ulet nga 20 në 0 gradë Celsius, kapaciteti i baterisë zvogëlohet me afërsisht 15%. Kur temperatura ulet me 20 gradë të tjera, kapaciteti i baterisë bie me 25%.
Veshja e baterisë
E Kapaciteti i një baterie me acid plumbi siç dorëzohet mund të jetë pak më shumë ose pak më pak se kapaciteti nominal. Pas disa cikleve të shkarkimit-karikimit ose disa javësh të qëndrimit nën një ngarkesë "lundruese" (në një tampon), kapaciteti i baterisë rritet. Gjatë përdorimit të mëtejshëm ose ruajtjen e baterisë Kapaciteti i baterisë zvogëlohet - bateria konsumohet, duke u plakur dhe përfundimisht duhet të zëvendësohet me një bateri të re. Për të zëvendësuar baterinë në kohë, është më mirë të monitoroni konsumimin e baterisë duke përdorur një testues modern të kapacitetit të baterisë - Treguesi i kapacitetit të baterisë me acid plumbi "Varëse"
7. Si të kontrolloni kapacitetin e një baterie plumb-acid?
TE metodë klasike kontrolli i baterisëështë shifra e kontrollit. Bateria ngarkohet dhe më pas shkarkohet me një rrymë konstante, duke regjistruar kohën deri në tensionin përfundimtar të shkarkimit. Më pas, përcaktoni kapacitetin e mbetur të baterisë duke përdorur formulën:
E [A*orë]= I [A] * T [orë]
T Koha e shkarkimit zakonisht zgjidhet në mënyrë që koha e shkarkimit të jetë afërsisht 10 ose 20 orë (në varësi të kohës së shkarkimit për të cilën tregohet kapaciteti nominal i baterisë). Tani mund të krahasoni kapacitetin e mbetur të baterisë me kapacitetin nominal. Nëse kapaciteti i mbetur është më i vogël se 70-80% e kapacitetit nominal, bateria hiqet jashtë funksionit, sepse me një konsumim të tillë, më tej plakja e baterisë do të ndodhë shumë shpejt.
N Disavantazhet e metodës tradicionale të monitorimit të kapacitetit të baterisë janë të dukshme:
kompleksiteti dhe intensiteti i punës;
heqja e baterisë nga përdorimi për një periudhë të gjatë kohore.
Për të shpejtë testi i baterisë Tani ka pajisje speciale që ju lejojnë të kontrolloni kapacitetin e baterisë në disa sekonda.
