כיצד להבין קצב פריקה וסוללת ליתיום

מהו שיעור C?

קצב ה-C הוא יחידה להכרזה על ערך נוכחי המשמש להערכת ו/או ייעוד הזמן האפקטיבי הצפוי של הסוללה בתנאי טעינה/פריקה משתנים.זרם הטעינה והפריקה של סוללה נמדדים בקצב C.רוב הסוללות הניידות מדורגות ב-1C.

ראה כיצד קצב הטעינה והפריקה מותאמים ומדוע זה חשוב.

קצבי טעינה ופריקה של סוללה נשלטים על ידי קצבי C.הקיבולת של סוללה מדורגת בדרך כלל ב-1C, כלומר סוללה טעונה במלואה ב-1Ah צריכה לספק 1A למשך שעה אחת.אותה פריקת סוללה ב-0.5C אמורה לספק 500mA למשך שעתיים, וב-2C היא מספקת 2A למשך 30 דקות.הפסדים בפריקות מהירות מפחיתות את זמן הפריקה והפסדים אלו משפיעים גם על זמני הטעינה.

קצב C של 1C ידוע גם בתור פריקה של שעה אחת;0.5C או C/2 היא פריקה של שעתיים ו-0.2C או C/5 היא פריקה של 5 שעות.ניתן לטעון ולפרוק כמה סוללות בעלות ביצועים גבוהים מעל 1C עם לחץ מתון.טבלה 1 ממחישה את הזמנים האופייניים בשיעורי C שונים.

כדי לחשב את ערך זרם העומס עם קצב טעינה/פריקה, ניתן להשיגו על ידי;

∴ C-Rate (C) = זרם טעינה או פריקה (A) / קיבולת מדורגת של סוללה

כמו כן, ניתן לקבל את הזמן הפנוי הצפוי של הסוללה בקיבולת פריקה נתונה על ידי;

∴ שעה בשימוש של הסוללה = קיבולת פריקה (Ah) / זרם פריקה (A)

יכולת פריקה של א תא ליתיום בעל הספק גבוה .

[דוגמה] במוצרי High Power, הקיבולת המדורגת של דגם SLPB11043140H היא 4.8Ah.תא ליתיום-יון NMC.

1. מהו מצב זרם הפריקה של 1C בדגם זה?

∴ טעינה (או פריקה) זרם (A) = קיבולת מדורגת של הסוללה * קצב C = 4.8 * 1(C) = 4.8 A

זה אומר שהסוללה זמינה למשך שעה אחת לפי מצב הפריקה הנוכחי הזה.

2. ערך זרם הפריקה במצב פריקה של 20C הוא 4.8(A)*20(C)=96A סוללה זו חושפת את הביצועים המצוינים גם אם הסוללה פורקת במצב פריקה של 20C.להלן הזמן הזמין של הסוללה כאשר הקיבולת של הסוללה מציגה 4.15Ah

∴ שעות בשימוש (h) = קיבולת פריקה (Ah) / זרם מופעל (A) = 4.15(Ah) / 96(A) ≒ 0.043 שעות ≒ 2.6 דקות עם 96A

זה אומר שניתן להשתמש בסוללה למשך 2.6 דקות (0.043 שעות) עם זרם עומס של 96A

הבנת קיבולת הסוללה

קצב הפריקה מספק לך את נקודת ההתחלה לקביעת הקיבולת של סוללה הדרושה להפעלת מכשירים חשמליים שונים.המוצר I xt הוא המטען Q, בקולומב, הניתן מהסוללה.מהנדסים מעדיפים בדרך כלל להשתמש באמפר-שעה כדי למדוד את קצב הפריקה תוך שימוש בזמן t בשעות וזרם I באמפר.

מכאן, אתה יכול להבין את קיבולת הסוללה באמצעות ערכים כמו וואט-שעה (Wh) אשר מודדים את קיבולת הסוללה או אנרגיית הפריקה במונחים של וואט, יחידת הספק.מהנדסים משתמשים בעלילת Ragone כדי להעריך את קיבולת וואט-שעה של סוללות העשויות מניקל וליתיום.עלילות Ragone מראות כיצד לפרוק כוח (בוואט) יורד כאשר אנרגיית הפריקה (Wh) עולה.התרשים מציגים קשר הפוך זה בין שני המשתנים.

עלילות אלה מאפשרות לך להשתמש בכימיה של הסוללה כדי למדוד את ההספק וקצב הפריקה של סוגים שונים של סוללות כולל ליתיום-ברזל-פוספט (LFP) , תחמוצת ליתיום-מנגן (LMO) , ו ניקל מנגן קובלט (NMC).

כיצד למצוא דירוג C של סוללה?

סוללות קטנות יותר מדורגות בדרך כלל בדירוג 1C, הידוע גם כשיעור של שעה אחת.לדוגמה, אם הסוללה שלך מסומנת 3000mAh בקצב של שעה אחת, אז דירוג 1C הוא 3000mAh.בדרך כלל תמצא את קצב ה-C של הסוללה שלך על התווית שלה ועל גיליון הנתונים של הסוללה.כימיקלים שונים של סוללות יציגו לפעמים קצבי C שונים, למשל, סוללות עופרת חומצות מדורגות בדרך כלל בקצב פריקה נמוך מאוד, לעתים קרובות 0.05C, או קצב של 20 שעות.הכימיה והעיצוב של הסוללה שלך יקבעו את קצב ה-C המרבי של הסוללה שלך, סוללות ליתיום למשל יכולות לסבול קצבי פריקה C גבוהים בהרבה מאשר כימיה אחרת כמו אלקליין.אם אינך יכול למצוא את דירוג הסוללה C בתווית או בגיליון הנתונים, אנו ממליצים ליצור קשר עם יצרן הסוללות בצורה ישירה.

משוואת עקומת פריקת סוללה

משוואת עקומת פריקת הסוללה העומדת בבסיס התרשים הללו מאפשרת לך לקבוע את זמן הריצה של סוללה על ידי מציאת השיפוע ההפוך של הקו.זה עובד מכיוון שיחידות וואט-שעה חלקי וואט נותנות לך שעות של זמן ריצה.שים את המושגים האלה בצורה משוואה, אתה יכול לכתוב E = C x Vavg עבור אנרגיה E בוואט-שעה, קיבולת באמפר-שעות C, ומתח ממוצע Vavg של הפריקה.

ואט-שעה מספקות דרך נוחה להמיר מאנרגיית פריקה לצורות אחרות של אנרגיה מכיוון שכפל ה-Watt-hour ב-3600 כדי לקבל ואט-שניות נותן לך את האנרגיה ביחידות של ג'אול.ג'ול משמש לעתים קרובות בתחומים אחרים של פיזיקה וכימיה, כגון אנרגיה תרמית וחום לתרמודינמיקה או אנרגיית האור בפיזיקה של לייזר.

כמה מדידות שונות אחרות מועילות לצד קצב הפריקה.מהנדסים גם מודדים את יכולת ההספק ביחידות של C, שהיא קיבולת האמפר-שעה חלקי שעה אחת בדיוק.אתה יכול גם להמיר ישירות מואט לאמפר בידיעה ש-P = I x V להספק P בוואט, זרם I באמפר ומתח V בוולט לסוללה.

לדוגמה, סוללת 4 וולט עם דירוג של 2 אמפר-שעה היא בעלת קיבולת וואט-שעה של 2 וואט.מדידה זו פירושה שאתה יכול לצייר את הזרם ב-2 אמפר למשך שעה אחת או שאתה יכול לצייר זרם במגבר בודד למשך שעתיים.הקשר בין זרם וזמן שניהם תלויים זה בזה, כפי שניתן על ידי דירוג אמפר-שעה.

אם אתה זקוק לעזרה כלשהי במציאת הסוללה המתאימה ליישום שלך, צור קשר עם אחד מהגורמים סוללת ליתיום BSLBATT מהנדסי יישומים.