可充电电池是一种可重复使用的电流源,通过可逆的内部化学过程运行。电池用于各种设备的自主供电。在为汽车、其他设备或电子产品选择电池时,首先要寻找的是电池容量,这是设备的关键参数。重要的是不要将其与电荷或容量混淆。
什么是电池容量以及如何测量
以安培小时 (Ah) 表示,电池容量是指一次充电后它可以为与其连接的设备提供自主电源的时间量。对于为电子设备供电的小型电池,显示容量的不同单位是 mAh(毫安时)。换句话说,电池容量是它在一个完整的充电周期中可以存储的最大能量。
电池的容量是衡量其潜力的指标,而不是其充电量。您可以将其与水瓶进行比较-无论是否装满液体,它的体积都不会改变。在这种情况下,将容量与体积进行比较是正确的:无论电池是完全充电还是放电,它都不会改变。在大多数情况下,这个数字会显示在电池上,例如,写在启动电流值旁边的汽车电池贴纸上。
例如:一个 60 Ah 的汽车电池告诉您它可以在 60 安培的负载和 12.7 伏的标称电压(大多数汽车电池的经典电压)下运行一小时。
如果您需要为某些设备提供自主电源,您如何自行准确计算适合此任务的电池容量?为此,您需要了解一些变量:
- 临界负载,以瓦特为单位(表示为 P);
- 电池为电气设备供电的时间(t);
- 每个电池的电压(V,以伏特为单位)
- 电池容量利用率系数:1 - 100% 利用率,0.5 - 50% 等(指定 - k)。
字母 Q 表示必要的电容。要计算它,请使用以下公式:
Q = (P-t) / V-k
示例:使用标准 12 V 电池,需要运行 5 小时,临界负载为 500 W,电池最大放电量为 80%
Q= (500-5) / (12-0,8) = 260,4 Ah
这是手头任务的最小电池容量,也是 12 伏电池的总容量。但是,无论如何,最好购买容量储备较小的电源,例如多 20%。然后它会减少放电到零的频率,电池将“寿命”更长。
我们已经弄清楚了电池容量是什么以及如何计算它,但有时,上面的铭文可能会存在或不存在。或者您需要将铭牌数据与真实图片进行对比。在这种情况下如何测量电池的容量?理想情况下,您应该执行测试放电程序。本质很简单:你需要将电池电量补充到100%,使用合适特性的充电器,然后恒流完全放电,测量放电所用的时间。接下来,使用公式:
Q = I-T
其中 I 是以安培为单位测量的恒定放电电流,T 是以小时为单位的放电时间。例如,以 3.6 A 的恒定电流测量完全充电的电池已运行 22 个半小时的容量,得出的数字为 81 Ah。但这并不意味着相同的电池在 36 A 的电流下可以工作超过 2 小时:电流的增加会导致放电时间的减少。它还受到其他因素的影响,例如电解液的温度。
需要注意的是,在放电周期结束时,端子处的最小电压不得低于最终放电电压(通常为 10.8 伏)。这是制造商设定的最小允许值——一旦达到,必须断开电池。如果您经常将电池放电到低于此值,它可能会失败。
随着时间的推移,由于不可避免的退化,电池的容量无论如何都会降低。如果测量后发现容量比标称值少 70-80%,那么是时候更换电池了。
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