Як зрозуміти швидкість розряду та літієву батарею

Що таке C-rate?

C-rate — це одиниця для оголошення поточного значення, яке використовується для оцінки та/або позначення очікуваного ефективного часу роботи акумулятора за змінних умов заряду/розряду.Струм заряду та розряду батареї вимірюється в С-рейті.Більшість портативних акумуляторів мають рейтинг 1C.

Подивіться, як масштабуються швидкості заряду та розряду та чому це важливо.

Швидкість заряджання та розряджання батареї регулюється показниками C.Ємність батареї зазвичай оцінюється як 1C, тобто повністю заряджена батарея ємністю 1Ah повинна забезпечувати 1A протягом однієї години.Та сама батарея, розряджена при 0,5C, повинна забезпечувати 500mA протягом двох годин, а при 2C вона забезпечує 2A протягом 30 хвилин.Втрати при швидких розрядах зменшують час розряду, і ці втрати також впливають на час заряду.

C-швидкість 1C також відома як одногодинний розряд;0,5C або C/2 — це двогодинний розряд, а 0,2C або C/5 — 5-годинний розряд.Деякі високопродуктивні батареї можна заряджати та розряджати при температурі вище 1C з помірним навантаженням.Таблиця 1 ілюструє типовий час при різних C-швидкостях.

Щоб розрахувати значення струму навантаження зі швидкістю заряду/розряду, його можна отримати за допомогою;

∴ C-Rate (C) = струм заряду або розряду (A) / номінальна ємність батареї

Крім того, очікуваний час роботи батареї при заданій розрядженій ємності можна отримати за допомогою;

∴ Використана година батареї = Ємність розряду (Ah) / Струм розряду (A)

Розрядна здатність a високопотужний літієвий елемент .

[Приклад] У продуктах High Power номінальна ємність моделі SLPB11043140H становить 4,8 А·год.Літій-іонний елемент NMC.

1. Який стан струму розряду 1С у цій моделі?

∴ Струм заряду (або розряду) (A) = Номінальна ємність батареї * C-коефіцієнт = 4,8 * 1(C) = 4,8 A

Це означає, що батарея доступна протягом 1 години за цього поточного стану розряду.

2. Значення струму розряду за умов розряду 20C становить 4,8(A)*20(C)=96A Ця батарея демонструє чудову продуктивність, навіть якщо батарея розряджається за умов розряду 20C.Нижче наведено час роботи батареї, коли ємність батареї показує 4,15 Ач

∴ Використані години (год) = Розряджена ємність (А-год) / Споживаний струм (А) = 4,15 (А-год) / 96 (А) ≒ 0,043 години ≒ 2,6 хвилини з 96 А

Це означає, що батарею можна використовувати 2,6 хвилини (0,043 години) при струмі навантаження 96 А

Розуміння ємності акумулятора

Швидкість розряду дає вам вихідну точку для визначення ємності батареї, необхідної для роботи різних електричних пристроїв.Добуток I xt — це заряд Q, виражений у кулонах, який виділяє акумулятор.Інженери зазвичай вважають за краще використовувати ампер-години для вимірювання швидкості розряду, використовуючи час t у годинах і струм I в амперах.

З цього ви можете зрозуміти ємність акумулятора, використовуючи такі значення, як ват-години (Вт·год) які вимірюють ємність батареї або енергію розряду у ваті, одиниці потужності.Інженери використовують графік Ragone, щоб оцінити ємність батареї, виготовленої з нікелю та літію.Діаграми Ragone показують, як потужність розряду (у ватах) падає зі збільшенням енергії розряду (Вт·год).Графіки показують цей зворотний зв’язок між двома змінними.

Ці графіки дозволяють використовувати хімічний склад батареї для вимірювання потужності та швидкості розряду різних типів батарей, у тому числі літій-залізо-фосфат (LFP) , оксид літію-марганцю (LMO) , і нікель марганець кобальт (NMC).

Як знайти рейтинг C батареї?

Менші батареї зазвичай оцінюються за рейтингом 1C, який також відомий як одногодинна ставка.Наприклад, якщо ваша батарея позначена ємністю 3000 мАг з розрахунку на одну годину, то рейтинг 1C становить 3000 мАг.Як правило, ви знайдете рівень C вашої батареї на її етикетці та в техніці батареї.Різні хімічні властивості акумуляторів іноді відображатимуть різні показники C, наприклад, свинцево-кислотні акумулятори зазвичай мають дуже низьку швидкість розряду, часто 0,05C, або 20-годинну швидкість.Хімічний склад і конструкція вашої батареї визначатимуть максимальний коефіцієнт C для вашої батареї, літієві батареї, наприклад, можуть витримувати набагато вищі показники розряду C, ніж інші хімікати, наприклад лужні.Якщо ви не можете знайти рейтинг C батареї на етикетці або в технічній таблиці, рекомендуємо звернутися до виробник акумулятора безпосередньо.

Рівняння кривої розряду батареї

Рівняння кривої розряду батареї, яке лежить в основі цих графіків, дозволяє визначити час роботи батареї, знайшовши зворотний нахил лінії.Це працює, оскільки одиниці ват-години, поділені на ват, дають вам години роботи.Помістивши ці поняття у форму рівняння, ви можете записати E = C x Vavg для енергії E у ват-годинах, ємність в ампер-годинах C і Vavg середня напруга розряду.

Ватт-години забезпечують зручний спосіб перетворювати енергію розряду в інші форми енергії, оскільки множення ват-годин на 3600, щоб отримати ват-секунди, дає вам енергію в одиницях джоулів.Джоулі часто використовуються в інших областях фізики та хімії, таких як теплова енергія та тепло для термодинаміки або енергія світла в лазерній фізиці.

Окрім швидкості розряду, корисними є кілька інших вимірювань.Інженери також вимірюють потужність в одиницях C, тобто потужність в ампер-годинах, поділена на одну годину.Ви також можете безпосередньо конвертувати ват в ампер, знаючи, що P = I x V для потужності P у ватах, струму I в амперах і напруги V у вольтах для акумулятора.

Наприклад, батарея на 4 В з потужністю 2 ампер-години має потужність 2 Вт-години.Це вимірювання означає, що ви можете споживати струм при 2 амперах протягом однієї години або ви можете споживати струм при одному ампері протягом двох годин.Співвідношення між струмом і часом залежать одне від одного, як це визначено рейтингом ампер-годин.

Якщо вам потрібна будь-яка допомога у пошуку потрібної батареї для вашої програми, зв’яжіться з одним із Літієва батарея BSLBATT інженерів із застосування.