Jak rozumieć szybkość rozładowania i baterię litową

Co to jest stawka C?

Współczynnik C to jednostka deklarująca wartość prądu, która służy do szacowania i/lub wyznaczania oczekiwanego efektywnego czasu pracy akumulatora w zmiennych warunkach ładowania/rozładowania. Prąd ładowania i rozładowania akumulatora mierzony jest współczynnikiem C. Większość baterii przenośnych ma temperaturę znamionową 1C. The c szybkość baterii litowo-jonowej to krytyczny parametr określający jego moc wyjściową, pojemność i żywotność. Zrozumienie i optymalizacja współczynnika C jest niezbędne, aby zrównoważyć wymagania dotyczące dostarczania mocy w konkretnym zastosowaniu z żywotnością akumulatora. Uwzględniając różne czynniki, takie jak wymagania aplikacji, konstrukcja akumulatora, zarządzanie temperaturą oraz odpowiednie protokoły ładowania i rozładowywania, można skutecznie zarządzać współczynnikiem C, aby zapewnić optymalną wydajność i trwałość akumulatora.

Zwróć uwagę, jak skalowane są szybkości ładowania i rozładowywania i dlaczego jest to ważne.

Szybkości ładowania i rozładowywania akumulatora są regulowane przez współczynniki C. Pojemność akumulatora jest powszechnie oceniana na 1C, co oznacza, że ​​w pełni naładowany akumulator o pojemności 1Ah powinien zapewniać 1A przez godzinę. To samo rozładowanie akumulatora w temperaturze 0,5C powinno zapewnić 500mA przez dwie godziny, a przy 2C dostarcza 2A przez 30 minut. Straty przy szybkich rozładowaniach skracają czas rozładowania i straty te wpływają również na czas ładowania.

Szybkość C wynosząca 1C jest również nazywana wyładowaniem jednogodzinnym; 0,5°C lub C/2 to wyładowanie trwające dwie godziny, a 0,2°C lub C/5 to wyładowanie trwające 5 godzin. Niektóre akumulatory o wysokiej wydajności można ładować i rozładowywać w temperaturze powyżej 1°C przy umiarkowanym obciążeniu. Tabela 1 ilustruje typowe czasy przy różnych szybkościach C.

Aby obliczyć wartość prądu obciążenia przy szybkości ładowania/rozładowania, można ją uzyskać w następujący sposób:

∴ Współczynnik C (C) = Prąd ładowania lub rozładowania (A) / Pojemność znamionowa akumulatora

Ponadto oczekiwany czas dyspozycyjności akumulatora przy danej pojemności rozładowania można uzyskać poprzez:

∴ Czas pracy akumulatora = pojemność rozładowania (Ah) / prąd rozładowania (A)

Zdolność rozładowania a ogniwo litowe dużej mocy .

[Przykład] W produktach dużej mocy pojemność znamionowa modelu SLPB11043140H wynosi 4,8 Ah. Ogniwo litowo-jonowe NMC.

1. Jaki jest stan prądu rozładowania 1C w tym modelu?

∴ Prąd ładowania (lub rozładowania) (A) = pojemność znamionowa akumulatora * współczynnik C = 4,8 * 1(C) = 4,8 A

Oznacza to, że przy bieżącym stanie rozładowania bateria jest dostępna przez 1 godzinę.

2. Wartość prądu rozładowania w warunkach rozładowania w temperaturze 20°C wynosi 4,8(A)*20(C)=96A. Ten akumulator wykazuje doskonałą wydajność nawet w przypadku rozładowania w temperaturze 20°C. Poniżej przedstawiono czas pracy akumulatora, gdy pojemność akumulatora wynosi 4,15Ah

∴ Używane godziny (h) = pojemność rozładowania (Ah) / przyłożony prąd (A) = 4,15 (Ah) / 96 (A) ≒ 0,043 godziny ≒ 2,6 minuty przy 96 A

Oznacza to, że akumulator może być używany przez 2,6 minuty (0,043 h) przy prądzie obciążenia 96A

Zrozumienie pojemności baterii

Szybkość rozładowania stanowi punkt wyjścia do określenia pojemności akumulatora niezbędnego do zasilania różnych urządzeń elektrycznych. Iloczyn I xt to ładunek Q, w kulombach, wydzielany przez baterię. Inżynierowie zazwyczaj wolą używać amperogodzin do pomiaru szybkości rozładowania, używając czasu t w godzinach i prądu I w amperach.

Na tej podstawie możesz zrozumieć pojemność baterii za pomocą wartości takich jak watogodziny (Wh) które mierzą pojemność akumulatora lub energię rozładowania w watach, jednostce mocy. Inżynierowie wykorzystują wykres Ragone'a do oceny pojemności watogodzinowej akumulatorów wykonanych z niklu i litu. Wykresy Ragone'a pokazują, jak moc rozładowania (w watach) spada wraz ze wzrostem energii rozładowania (Wh). Wykresy pokazują tę odwrotną zależność pomiędzy dwiema zmiennymi.

Wykresy te umożliwiają wykorzystanie składu chemicznego baterii do pomiaru mocy i szybkości rozładowania różnych typów baterii, w tym fosforan litowo-żelazowy (LFP) , tlenek litu i manganu (LMO) , I nikiel, mangan, kobalt (NMC).

Jak znaleźć ocenę C baterii?

Mniejsze akumulatory są powszechnie oceniane w klasie 1C, zwanej również szybkością jednogodzinną. Na przykład, jeśli bateria jest oznaczona jako 3000 mAh przy szybkości jednogodzinnej, wówczas wartość znamionowa 1C wynosi 3000 mAh. Zazwyczaj wskaźnik C baterii znajdziesz na jej etykiecie i w arkuszu danych baterii. Różne składy chemiczne akumulatorów będą czasami wykazywać różne wartości C, na przykład akumulatory kwasowo-ołowiowe mają zazwyczaj bardzo niską szybkość rozładowania, często 0,05°C lub szybkość 20 godzin. Skład chemiczny i konstrukcja baterii określą maksymalny współczynnik C w Twojej baterii, na przykład baterie litowe mogą tolerować znacznie wyższe współczynniki rozładowania niż inne chemikalia, takie jak alkaliczne. Jeśli nie możesz znaleźć oznaczenia baterii C na etykiecie lub w karcie katalogowej, zalecamy skontaktowanie się z nami producent akumulatorów bezpośrednio.

Równanie krzywej rozładowania akumulatora

Równanie krzywej rozładowania akumulatora leżące u podstaw tych wykresów pozwala określić czas pracy akumulatora poprzez znalezienie odwrotnego nachylenia linii. Działa to, ponieważ jednostki watogodzin podzielone przez waty dają godziny czasu pracy. Umieszczając te pojęcia w formie równania, możesz napisać E = C x Vavg dla energii E w watogodzinach, pojemność w amperogodzinach C i średnie napięcie wyładowania Vavg.

Watogodziny zapewniają wygodny sposób konwersji energii wyładowania na inne formy energii, ponieważ pomnożenie watogodzin przez 3600 w celu otrzymania watosekund daje energię w jednostkach dżuli. Dżule są często wykorzystywane w innych obszarach fizyki i chemii, takich jak energia cieplna i ciepło w termodynamice lub energia światła w fizyce laserów.

Oprócz szybkości rozładowania przydatnych jest kilka innych różnych pomiarów. Inżynierowie mierzą również moc w jednostkach C, czyli pojemności amperogodzinnej podzielonej przez dokładnie jedną godzinę. Możesz także bezpośrednio przeliczyć waty na ampery, wiedząc, że P = I x V dla mocy P w watach, prądu I w amperach i napięcia V w woltach dla akumulatora.

Na przykład akumulator 4 V o natężeniu 2 amperogodzin ma pojemność w watogodzinach 2 Wh. Pomiar ten oznacza, że ​​można pobierać prąd o natężeniu 2 amperów przez jedną godzinę lub można pobierać prąd o natężeniu jednego ampera przez dwie godziny. Zależność między prądem a czasem zależy od siebie, jak podaje amperogodzina.

Jeśli potrzebujesz pomocy w znalezieniu odpowiedniego akumulatora do swojego zastosowania, skontaktuj się z jednym z naszych specjalistów Bateria litowa BSLBATT inżynierowie aplikacji.