Kako razumeti stopnjo praznjenja in litijevo baterijo

Kaj je C-rate?

C-stopnja je enota za deklaracijo trenutne vrednosti, ki se uporablja za oceno in/ali označevanje pričakovanega učinkovitega časa baterije pri spremenljivih pogojih polnjenja/praznjenja.Tok polnjenja in praznjenja baterije se meri v C-stopnji.Večina prenosnih baterij je ocenjena na 1C.

Opazujte, kako se merijo stopnje polnjenja in praznjenja in zakaj je to pomembno.

Hitrosti polnjenja in praznjenja baterije urejajo C-stopnje.Zmogljivost baterije je običajno ocenjena na 1C, kar pomeni, da mora popolnoma napolnjena baterija z nazivno zmogljivostjo 1Ah zagotavljati 1A za eno uro.Ista baterija, ki se izprazni pri 0,5C, naj bi zagotavljala 500mA za dve uri, pri 2C pa 2A za 30 minut.Izgube pri hitrih praznjenjih skrajšajo čas praznjenja in te izgube vplivajo tudi na čas polnjenja.

C-stopnja 1C je znana tudi kot enourno praznjenje;0,5 C ali C/2 je dvourno praznjenje, 0,2 C ali C/5 pa 5-urno praznjenje.Nekatere visoko zmogljive baterije je mogoče polniti in prazniti nad 1C z zmerno obremenitvijo.Tabela 1 prikazuje tipične čase pri različnih stopnjah C.

Za izračun vrednosti obremenitvenega toka s stopnjo polnjenja/praznjenja jo lahko dobite z;

∴ C-stopnja (C) = tok polnjenja ali praznjenja (A) / nazivna zmogljivost baterije

Prav tako je mogoče pridobiti pričakovani razpoložljivi čas baterije pri dani zmogljivosti praznjenja:

∴ Porabljena ura baterije = Kapaciteta praznjenja (Ah) / Tok praznjenja (A)

Sposobnost praznjenja a visokozmogljiva litijeva celica .

[Primer] Pri izdelkih High Power je nazivna zmogljivost modela SLPB11043140H 4,8 Ah.Litij-ionska celica NMC.

1. Kakšno je stanje praznjenja 1C v tem modelu?

∴ Tok polnjenja (ali praznjenja) (A) = Nazivna zmogljivost baterije * C-stopnja = 4,8 * 1(C) = 4,8 A

To pomeni, da je baterija na voljo 1 uro pri tem trenutnem stanju izpraznjenosti.

2. Vrednost toka praznjenja pri pogojih praznjenja 20C je 4,8(A)*20(C)=96A. Ta baterija razkriva odlično delovanje, tudi če se baterija prazni pri pogojih praznjenja 20C.Sledi razpoložljivi čas baterije, ko je kapaciteta baterije 4,15 Ah

∴ Porabljene ure (h) = izpraznjena zmogljivost (Ah) / uporabljeni tok (A) = 4,15 (Ah) / 96 (A) ≒ 0,043 ure ≒ 2,6 minute z 96 A

To pomeni, da lahko baterijo uporabljate 2,6 minute (0,043 ure) z obremenitvenim tokom 96 A

Razumevanje zmogljivosti baterije

Stopnja praznjenja je izhodišče za določanje kapacitete baterije, potrebne za delovanje različnih električnih naprav.Produkt I xt je naboj Q v kulonih, ki ga oddaja baterija.Inženirji običajno raje uporabljajo amper-ure za merjenje stopnje praznjenja z uporabo časa t v urah in toka I v amperih.

Iz tega lahko razumete kapaciteto baterije z uporabo vrednosti, kot je vatne ure (Wh) ki merijo kapaciteto baterije ali energijo praznjenja v vatu, enoti moči.Inženirji uporabljajo graf Ragone za oceno kapacitete vatnih ur baterij iz niklja in litija.Grafi Ragone kažejo, kako moč praznjenja (v vatih) pada, ko se energija praznjenja (Wh) povečuje.Grafi prikazujejo to obratno razmerje med obema spremenljivkama.

Ti diagrami vam omogočajo uporabo kemije baterije za merjenje moči in stopnje praznjenja različnih vrst baterij, vključno z litij-železov fosfat (LFP) , litij-manganov oksid (LMO) , in nikelj mangan kobalt (NMC).

Kako najti oceno C za baterijo?

Manjše baterije so običajno ocenjene z oceno 1C, kar je znano tudi kot enourna stopnja.Na primer, če je vaša baterija označena s 3000 mAh pri enourni hitrosti, potem je ocena 1C 3000 mAh.Stopnjo C vaše baterije običajno najdete na njeni nalepki in v podatkovnem listu baterije.Različne kemije baterij bodo včasih prikazovale različne stopnje C, na primer, svinčeno-kislinske baterije so na splošno ocenjene na zelo nizko stopnjo praznjenja, pogosto 0,05 C, ali 20-urno hitrost.Kemija in zasnova vaše baterije bosta določila največjo stopnjo C vaše baterije, litijeve baterije lahko na primer prenesejo veliko višje stopnje praznjenja C kot druge kemikalije, kot je alkalna.Če na nalepki ali podatkovnem listu ne najdete ocene baterije C, vam svetujemo, da se obrnete na proizvajalec baterije neposredno.

Enačba krivulje praznjenja baterije

Enačba krivulje praznjenja akumulatorja, ki je osnova teh grafov, vam omogoča, da določite čas delovanja akumulatorja z iskanjem inverznega naklona premice.To deluje, ker vam enote vatne ure, deljene z vati, dajo ure delovanja.Če te pojme postavimo v obliko enačbe, lahko pišete E = C x Vavg za energijo E v vatnih urah, zmogljivost v amper-urah C in Vavg povprečna napetost praznjenja.

Vatne ure zagotavljajo priročen način za pretvorbo energije praznjenja v druge oblike energije, saj pomnožitev vatnih ur s 3600, da dobite vatne sekunde, dobite energijo v enotah joulov.Jouli se pogosto uporabljajo na drugih področjih fizike in kemije, kot sta toplotna energija in toplota za termodinamiko ali energija svetlobe v laserski fiziki.

Poleg stopnje praznjenja je v pomoč še nekaj drugih meritev.Inženirji prav tako merijo moč v enotah C, kar je zmogljivost v amp-uri, deljena z natančno eno uro.Prav tako lahko pretvarjate neposredno iz vatov v ampere, če veste, da je P = I x V za moč P v vatih, tok I v amperih in napetost V v voltih za baterijo.

Na primer, 4-voltna baterija z nazivno močjo 2 amper-uri ima kapaciteto 2 Wh na vatnih urah.Ta meritev pomeni, da lahko porabite tok pri 2 amperih eno uro ali pa lahko porabite tok pri enem amperu dve uri.Razmerje med tokom in časom je odvisno drug od drugega, kot je podano z oceno amp-ure.

Če potrebujete pomoč pri iskanju prave baterije za vašo aplikacijo, se obrnite na enega od Litijeva baterija BSLBATT aplikacijski inženirji.