Що таке ємність акумулятора? Визначення ємності батареї

1. Ємність акумулятора - найважливіша технічна характеристика акумулятора

 

Ємність акумулятора показує, скільки часу акумулятор зможе живити підключене до нього навантаження. Зазвичай ємність акумулятора вимірюється в ампер-годинах, а для невеликих акумуляторів - в міліампер-годинах.

Сама одиниця виміру показує, що ємність акумулятора є твором постійного струму розряду акумулятора (в амперах, іноді в міліампер) на час розряду (в годинах):

Е [А * год] = I [А] х T [год]

 

2. Ємність акумулятора і енергія

 

Всупереч розхожій думці, ємність акумулятора не характеризує повністю енергію акумулятора, тобто енергію, яка може бути накопичена в повністю зарядженому акумуляторі. Адже чим більше напруга акумулятора, тим більше накопичена в ньому енергія. Справді, електрична енергія дорівнює добутку напруги на струм і на час протікання струму:

 [Дж]= I [А] х U [В] х T [с]

Отже, енергія акумулятора для ДБЖ дорівнює добутку його ємності на номінальну напругу:

W [Вт*год]= E [А*год] х U [В]

 

3. Ємність і енергія акумуляторної батареї

 

Якщо кілька акумуляторів однієї ємності з'єднані послідовно, то ємність акумуляторної батареї, що ми отрамали, дорівнює ємності входять в батарею акумуляторів. А енергія акумуляторної батареї, яка є твором енергії одного акумулятора на число акумуляторів.

 

4. Ємність акумулятора і заряд (зарядженість)

 

Іноді плутають ємність акумулятора і заряд (зарядженість) акумулятора. Ємність показує потенціал акумулятора, то, скільки часу він зможе живити навантаження, якщо буде повністю заряджений.

Можна провести аналогію зі склянкою води. Ємність (обсяг) склянки не змінюється в залежності від того, повний він чи порожній. Так і з акумулятором - в зарядженому і розрядженому стані акумулятор має одну і ту ж ємність.

 

5. Які ще бувають характеристики ємності свинцевого акумулятора?

 

Енергетична ємність [Вт / елемент]

Характеристика акумулятора, що показує здатність акумулятора розряджатися в режимі постійної потужності протягом певного невеликого часу (зазвичай 15 хвилин). Ця характеристика поширена в США, але поступово поширюється і серед виробників AGM акумуляторів з інших країн. Наближено оцінити ємність акумулятора в ампер-годинах по його енергії в Вт / ел (15 хв) можна за формулою:

Е [А*год] = W [Вт/ел] / 4

 

Резервна ємність

Характеристика автомобільного акумулятора, що показує його здатність живити електросистему автомобілем під час руху, якщо генератор автомобіля не працює. Вимірюється в хвилинах розряду акумулятора струмом 25 А. Поширена в США (reserve capacity). Наближено оцінити ємність акумулятора в ампер-годинах по його резервної ємності в хвилинах можна за формулою:

Е [А*год] = T [хв] / 2

 

6. Від чого залежить ємність акумулятора?

 

Струм розряду

Зазвичай виробник призначає номінальну ємність свинцевого акумулятора для UPS при тривалих (10, 20 або 100 годин) розрядах. Ємність акумулятора при таких розрядах позначається як С10, С20 або С100. Ми можемо розрахувати струм, що протікає через навантаження при 20-годинному (наприклад) розряді – I20:

I20 [А] = Е20 [А*год] / 20[год]

Чи означає це, що при 15-хвилинному (1/4 години) розряді струм буде дорівнює Е20 х 1/4? Ні це не так. При 15-хвилинному розряді ємність свинцевого акумулятора зазвичай складає трохи менше половини номінальної ємності. Тому і ток I0.25 не перевищує Е20 х 2. Тобто струм розряду і час розряду свинцевого акумулятора не пропорційні один одному.

Залежність часу розряду від струму розряду близька до статечної. Поширена, зокрема, формула (закон) Пейкерта (Пекерта) - по імені німецького вченого Peukert. Пейкерт встановив, що:

I p * T = const

Тут p - число Пейкерта - показник ступеня, постійний для даного акумулятора або типу акумуляторів. Формула Пейкерта діє і для сучасних герметичних свинцевих кислотних акумуляторів.

Для свинцевих акумуляторів число Пейкерта зазвичай змінюється від 1.15 до 1.35. Величину константи в правій частині рівняння можна визначити за номінальною ємныстю акумулятора. Тоді, після декількох перетворень, отримаємо формулу для ємності акумулятора E при довільному струмі розряду I:

Е = Eн * (Iн / I)p-1

 Здесь Eн – номинальная емкость аккумулятора, а Iн – ток разряда, при котором задана номинальная емкость (обычно ток 20-часового или 10-часового разряда).

 

Кінцева напруга розряду

По мере разряда напряжение на аккумуляторе падает. При достижении конечного напряжения разряда аккумулятор отключают. Чем меньше конечное напряжение разряда, тем больше емкость аккумулятора. Производитель аккумулятора устанавливает минимальное допустимое конечное напряжение разряда (оно зависит от тока разряда). Если напряжение аккумулятора становится меньше этой величины (глубокий разряд), аккумулятор может выйти из строя.

 

Температура

При підвищенні температури від 20° до 40°С ємність свинцевого акумулятора зростає приблизно на 5%. При зменшенні температури від 20° до 0°С ємність гелевого акумулятора зменшується приблизно на 15%. При зменшенні температури ще на 20°С, ємність акумулятора падає ще на 25%.

 

Знос акумулятора

Ємність свинцевого акумулятора в стані поставки може бути трохи більше або трохи менше номінальної ємності. Після декількох циклів розряд-заряд або декількох тижнів перебування під "плаваючим" зарядом (в буфері) ємність акумулятора збільшується. При подальшій експлуатації або зберіганні акумулятора ємність акумулятора падає - акумулятор зношується, старіє і врешті-решт повинен бути замінений новим акумулятором.

 

7. Як перевірити ємність свинцевого акумулятора?

Класичним методом перевірки акумулятора є контрольний розряд. Акумулятор заряджають, а потім розряджають постійним струмом, реєструючи час до кінцевої напруги розряду. Далі визначають залишкову ємність акумулятора за формулою:

Е [А*год]= I [А] * T [год]

Струм розряду зазвичай вибирають таким, щоб час розряду приблизно відповідав 10 або 20 години (в залежності від того, для якого часу розряду вказана номінальна ємність акумулятора). Тепер можна порівняти залишкову ємність акумулятора з номінальною ємністю. Якщо залишкова ємність батареї становить менше 70-80% номінальної ємності, акумулятор виводять з експлуатації, тому що при такому зносі, подальше старіння акумулятора буде відбуватися дуже швидко.

 

Для швидкого тесту акумуляторів зараз існують спеціальні прилади, які дозволяють перевірити ємність акумулятора за кілька секунд.

 

Пульсар Лімітед - Енергія для Кращою Життя!



Залиште свій коментар








© Pulsar Ltd., 2021