ظرفیت باتری به چه چیزی بستگی دارد؟ محاسبه ظرفیت باتری و مفاهیم اولیه

ظرفیت شارژ است سیک باتری جدید یا یک باتری کاملا شارژ شده شارژ (مقدار برق) بر حسب کولن اندازه گیری می شود: 1 کولن = 1 آمپر × 1 ثانیه. ظرفیت معمولاً با واحد آمپر ساعت یا ما ساعت .ظرفیت معمول یک باتری AAA 1000 میلی آمپر ساعت، AA - 2000 میلی آمپر ساعت است. یک باتری 1000 میلی آمپری می تواند 1000 میلی آمپر برای 1 ساعت یا 100 میلی آمپر برای 10 ساعت تولید کند. با توجه به ولتاژ U، سپس می توانیم انرژی ذخیره شده در باتری E = Q × U را تخمین بزنیم

برای تعیین ظرفیت باتری، آن را به طور کامل شارژ می کنند، سپس با یک جریان مشخص تخلیه می شود. من، و زمان را اندازه گیری کنید تی، که به خاطر آن مرخص شد. محصول جریان مندر حالی که برای تیو ظرفیت باتری Q = I × T وجود دارد. ظرفیت باتری نیز اندازه گیری می شود، اما پس از تخلیه کامل باتری می تواند دوباره شارژ شود، اما باتری دیگر قابل استفاده نیست. نکته این است که شما اندازه می گیرید ظرفیت باتری های این نوع. به هر حال ظرفیت قلیاییباتری ها تقریباً برابر با ظرفیت باتری های مدرن NiMh با همان اندازه است - AA (2000 میلی آمپر ساعت)، AAA (1000 میلی آمپر ساعت).

مدار برای اندازه گیری ظرفیت

مدار پیشنهادی باتری را از طریق یک مقاومت تخلیه می کند آربه ولتاژ تخلیه تقریباً کامل عنصر NiCd یا NiMh - تقریباً 1 ولت. جریان تخلیه برابر با I = U / R است. (در مورد انتخاب جریان تخلیه) برای اندازه گیری زمان تخلیه تیساعت هایی که با ولتاژ 1.5-2.5 ولت کار می کنند استفاده می شود. برای محافظت از باتری در برابر تخلیه کامل، از یک رله حالت جامد PVN012 استفاده می شود. با افت ولتاژ باتری را خاموش می کند Uبه حداقل مجاز Ue = 1V.

چگونه کار می کند

باتری باید به طور کامل شارژ شده و به دستگاه متصل شود. ساعت باید روی 0 تنظیم شود و دکمه را فشار دهید شروع کنید .در این لحظه، رله کنتاکت های 4-5 و 5-6 را می بندد. باتری از طریق یک مقاومت شروع به تخلیه می کند آرو ولتاژ به ساعت تامین می شود. ولتاژ باتری و مقاومت به تدریج کاهش می یابد. هنگامی که ولتاژ در سراسر مقاومت آربه 1 ولت کاهش می یابد، رله مخاطبین را باز می کند. ترشح متوقف می شود و ساعت متوقف می شود.

با تخلیه باتری، جریان کنترل از طریق کنتاکت های رله 1-2 از تقریباً 8 به 2 میلی آمپر کاهش می یابد. با جریان کنترل 3 میلی آمپر، مقاومت کنتاکت های 4-5 و 5-6 کمتر از 0.04 اهم است. این به اندازه کافی کوچک است که در محاسبه جریان در نظر گرفته نشود - اگر به جریان تخلیه 1 آمپر نیاز دارید، یک مقاومت R=1.2 اهم بگیرید.

پس از توقف تخلیه، ولتاژ باتری به دلیل مقاومت داخلی سلول به 1.1-1.2 ولت افزایش می یابد.

تلفات تماس

هنگام تکرار این مدار، اقداماتی را برای کاهش مقاومت کنتاکت ها و کانکتورهای باتری انجام دهید. با جریان 0.5-1A، 0.1 ولت یا بیشتر می تواند روی کنتاکت ها از بین برود که دقت اندازه گیری را بدتر می کند. همین نوع تلفات ناشی از فنر فولادی مورد استفاده در برخی از نگهدارنده‌های باتری است. فنر و سایر تماس های فولادی باید با سیم مسی پل شوند. من یکی از گزینه ها را انجام دادم ظرفیت سنج باتری AA و AAAدر مورد یک شارژر ساده که تماس های مس خوبی داشت.

سوالات تکمیلی

خود تخلیه

لطفا توجه داشته باشید که ظرفیت تازه شارژ شدهباتری ها بالاتر هستند، زیرا با گذشت زمان مقداری از شارژ به دلیل از بین رفتن خود تخلیه. برای اطلاع از میزان خود تخلیه، باید بلافاصله پس از شارژ، ظرفیت را اندازه گیری کنید و یک هفته (ماه) پس از شارژ مجدداً اندازه گیری کنید. خود تخلیه باتری های NiMh می تواند به 10٪ در هفته یا بیشتر برسد.

ظرفیت خازن چقدر دقیق اندازه گیری می شود؟

مقدار دقیق برق را می توان با ادغام در طول زمان dQ = 1/R × U(t) × dt تعیین کرد.

نمودارهای تخلیه تجربی نشان می دهد که با پیشرفت تخلیه، ولتاژ از تقریباً 1.4 ولت به 1.0 ولت کاهش می یابد. جریان تخلیه U/R نیز کاهش می یابد. هنگامی که به عنوان ولتاژ متوسط ​​استفاده می شود اسمیمقادیر 1.2 ولت منجر به دقت کمتر از 10٪ می شود. این در صورتی صادق است که باتری تقریباً با همان جریان تخلیه ای که هنگام اندازه گیری ظرفیت استفاده می شود، استفاده شود.

نمونه ای از نمودارهای تخلیه

اگر در حین اندازه گیری جریان 0.5 آمپر وجود داشته باشد و هنگام استفاده از 5 آمپر، باتری چندین برابر سریعتر از حد انتظار تخلیه می شود. در استفاده فعلی 0.05 آمپر، ظرفیت بیشتر از زمانی است که اندازه گیری می شود. در جریان 0.005 آمپر، ظرفیت ممکن است کمتر از اندازه گیری شده باشد به دلیل خود تخلیه باتری در یک دوره طولانی کار. تفاوت قابل توجه بین جریان اندازه گیری و جریان عملیاتی خطای بیش از 10٪ را ایجاد می کند.

استفاده از کنتاکت های فولادی در دستگاه به جای مس می تواند خطا را تا 10 درصد یا بیشتر افزایش دهد، مخصوصاً با جریان تخلیه بالا.

مقداری خطا در مقدار ولتاژ قطع 1.0 ولت با وابستگی مشخصه جریان-ولتاژ رله حالت جامد به دما مرتبط است. در شرایط اتاق، این خطای 1-2٪ را می دهد.

جریان تخلیه چقدر باید باشد؟

لازم است جریانی را انتخاب کنید که معمولاً از این باتری استفاده می شود. اگر جریان تخلیه بیش از حد زیاد باشد، مقاومت داخلی باعث می شود ولتاژ باتری به سرعت به زیر 1 ولت برسد و مقدار ظرفیت اندازه گیری شده کم شود. اگر جریان تخلیه خیلی کم را انتخاب کنید، ظرفیت اندازه گیری شده بیشتر از باتری خواهد بود که در هنگام کار در دستگاه شما تولید می کند.

چرا دو دیود؟

از دیودها برای محافظت از رله حالت جامد در صورت شکسته شدن تصادفی مقاومت استفاده می شود آر. اگر مطمئن هستید که شکستن غیرممکن است، یا در حال اندازه گیری ظرفیت باتری های با ولتاژ کمتر از 1.4 ولت هستید ( یک عنصر AA یا AAA، سپس دیودها را می توان برداشت. در این حالت مدار مانند قبل در داخل ساعت زنگ دار قرار می گیرد. یک مقاومت 5 اهم از رله با فشار دادن دکمه Start محافظت می کند. همچنین اگر دکمه را موازی با پین های 4-5 روشن کنید، همانطور که در نمودار ساده شده است، می توان آن را حذف کرد.

چگونه ظرفیت باتری لیتیوم یون را اندازه گیری کنیم؟

مثال ها

ام	اوه	من	آر	r
1.2	1.0	0.2	6.0	0
1.2	1.0	0.5	2.4	0
3.3	3.0	0.5	2.2	4.4
8.4	7.0	0.1	12	72

در این حالت، طبق مثال نشان داده شده در نمودار، یک تقسیم کننده ولتاژ به باتری متصل می شود. با استفاده از تقسیم کننده ولتاژ، می توانید ظرفیت باتری چند سلولی یا ظرفیت باتری لیتیوم یون را اندازه گیری کنید.

جریان تخلیه مورد نیاز مندر ولتاژ متوسط اممجموع دو مقاومت را فراهم می کند: R + r = Um / I.

مقاومت آربه گونه ای محاسبه می شود که در ولتاژ نهایی باتری اوه، ولتاژ در مقاومت آربرابر 1 ولت شد: R = (Um / I) × (1V / Ue).

چگونه ظرفیت باتری را بر اساس ولتاژ بررسی کنیم؟

ظرفیت خازن را نمی توان با ولتاژ تعیین کرد. هر نوع باتری و باتری دارای منحنی های تخلیه معمولی است. از آنها می توانید نسبت شارژ به ظرفیت را تخمین بزنید ( درصد شارژ). من از شارژر استفاده میکنم آنسمان، که برای چنین ارزیابی ولتاژ را در جریان تخلیه معین اندازه گیری می کند. اما در باتری های NiMh نه تنها ظرفیت، بلکه ولتاژ کار نیز با افزایش سن کاهش می یابد. در برخی موارد، Ansmann تخمینی 30٪ ارائه کرد، در حالی که اندازه گیری قبل از تخلیه کامل 80٪ بود.

چگونه ظرفیت باتری را بدون این مدار اندازه گیری کنیم؟

یک مقاومت را به باتری شارژ شده وصل کنید آرو یک ولت متر مراقب ساعت باشید. در طول زمان تیولتاژ Uبه حداقل قابل قبول کاهش خواهد یافت. در این مرحله مقاومت را جدا کنید. ظرفیت خازنی Q = T × U / R است

برای استفاده ایمن از باتری ها، باید قوانین زیر را رعایت کنید:

• اتصال کوتاه بین پایانه های باتری ایجاد نکنید، زیرا جریان اتصال کوتاه قابل توجهی از باتری شارژ شده می تواند تماس های ترمینال را ذوب کرده و باعث سوختگی حرارتی شود.
• باتری ها را در حالت دشارژ ذخیره نکنید. در این حالت سولفاته شدن الکترودها اتفاق می افتد و باتری ها ظرفیت آنها را به میزان قابل توجهی کاهش می دهند.
• باتری را فقط با قطبیت صحیح به دستگاه وصل کنید. باتری شارژ شده مقدار قابل توجهی انرژی دارد و در صورت اتصال نادرست به دستگاه آسیب می رساند.
• قاب باتری را باز نکنید. الکترولیت ژل مانند موجود در داخل می تواند باعث سوختگی شیمیایی پوست شود.
• باتری استفاده شده را مطابق با مقررات بازیافت محصولات حاوی فلزات سنگین دور بریزید.

مشخصات فنی

ویژگی های تخلیه باتری

مهمترین شاخص های کیفیت باتری عبارتند از: ظرفیت، ولتاژ، ابعاد، وزن، هزینه، عمق تخلیه مجاز، عمر مفید، راندمان، محدوده دمای کارکرد، جریان شارژ و دشارژ مجاز. همچنین باید در نظر گرفت که سازنده تمام ویژگی ها را در یک دمای خاص - معمولاً 20 یا 25 درجه سانتیگراد - می دهد. هنگام انحراف از این ولتاژ، ویژگی ها تغییر می کند و معمولاً بدتر می شود.

مقادیر ولتاژ و ظرفیت معمولاً در نام مدل باتری گنجانده شده است. به عنوان مثال: - یک باتری با ولتاژ 12 ولت و ظرفیت 200 آمپر ساعت، ژل، تخلیه عمیق. این بدان معنی است که باتری می تواند بار را با انرژی 12×200 = 2400 Wh با تخلیه 10 ساعته با جریان 1/10 ظرفیت تامین کند. در جریان های زیاد و تخلیه سریع، ظرفیت باتری کاهش می یابد. در جریان های کمتر معمولاً افزایش می یابد. این را می توان در نمودار مشخصات تخلیه باتری ها مشاهده کرد. همچنین، شما باید به ویژگی های تخلیه باتری های خاص نگاه کنید. گاهی اوقات تولید کنندگان ظرفیت باتری بیش از حد تخمین زده شده را در نام می نویسند که فقط در شرایط ایده آل اتفاق می افتد - این همان کاری است که Haze انجام می دهد (باتری های Haze ظرفیت واقعی دارند که 10-20 درصد کمتر از آنچه در نام باتری نشان داده شده است).

هنگامی که با جریان 0.1 درجه سانتیگراد تخلیه می شود، زمان کار 10 ساعت است و باتری انرژی انباشته شده را به طور کامل به بار آزاد می کند. هنگامی که با جریان 2 C (20 برابر بیشتر) تخلیه شود، زمان کار حدود 15 دقیقه (1/4 ساعت) خواهد بود و باتری تنها نیمی از انرژی انباشته شده را به بار می رساند. در جریان های تخلیه بالا این مقدار حتی کمتر است. اغلب در منابع برق اضطراری، باتری های قابل شارژ در شرایط شدیدتری کار می کنند که در آن جریان تخلیه به 4 درجه سانتیگراد می رسد. در این حالت، زمان تخلیه قابل مقایسه با 5 دقیقه است و باتری کمتر از 40 درصد انرژی بار را تامین می کند. .

ظرفیت باتری

مقدار انرژی قابل ذخیره در باتری را ظرفیت آن می گویند. در آمپر ساعت اندازه گیری می شود. یک باتری با ظرفیت 100 Ah می تواند باری با جریان 1 آمپر به مدت 100 ساعت یا جریان 4 آمپر به مدت 25 ساعت و غیره تامین کند، اگرچه ظرفیت باتری با افزایش جریان تخلیه کاهش می یابد. باتری هایی با ظرفیت های بین 1 تا 2000 Ah در بازار به فروش می رسد.

برای افزایش عمر باتری سرب اسیدی، توصیه می شود قبل از شارژ مجدد، فقط از قسمت کوچکی از ظرفیت آن استفاده کنید. هر فرآیند تخلیه-شارژ یک چرخه شارژ نامیده می شود و نیازی به تخلیه کامل باتری نیست. به عنوان مثال، اگر باتری را 5 یا 10 درصد تخلیه کردید و سپس دوباره آن را شارژ کردید، این نیز به عنوان 1 چرخه محاسبه می شود. البته تعداد چرخه های ممکن در اعماق دبی های مختلف بسیار متفاوت خواهد بود (به زیر مراجعه کنید). اگر بتوانید قبل از شارژ کردن باتری بیش از 50 درصد انرژی ذخیره شده در باتری را بدون کاهش قابل توجه پارامترهای آن استفاده کنید، چنین باتری را باتری "دشارژ عمیق" می نامند.

اگر باتری ها را بیش از حد شارژ کنید ممکن است آسیب ببینند. حداکثر ولتاژ باتری های اسیدی باید 2.5 ولت در هر سلول یا 15 ولت برای باتری 12 ولت باشد. بسیاری از باتری های فتوولتائیک دارای مشخصه بار نرم هستند، بنابراین با افزایش ولتاژ، جریان شارژ به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. بنابراین همیشه لازم است از کنترلر شارژ مخصوص برای. در مورد نیروگاه های بادی یا نیروگاه های برق آبی، چنین کنترل کننده هایی نیز مورد نیاز است.

ولتاژ

ولتاژ باتری اغلب پارامتر اصلی است که با آن می توان وضعیت و وضعیت شارژ باتری را قضاوت کرد. این به ویژه در مورد باتری های مهر و موم شده، که در آنها امکان اندازه گیری چگالی الکترولیت وجود ندارد، صدق می کند.

ولتاژ در هنگام شارژ، دشارژ و بدون جریان بسیار متفاوت است. برای تعیین وضعیت شارژ باتری، ولتاژ را در پایانه های آن در صورت عدم وجود جریان شارژ و تخلیه حداقل به مدت 3-4 ساعت اندازه گیری کنید. در این مدت، ولتاژ معمولاً زمان تثبیت را دارد. مقدار ولتاژ در هنگام شارژ یا دشارژ چیزی در مورد وضعیت یا درجه شارژ باتری نمی گوید. وابستگی تقریبی سطح شارژ باتری به ولتاژ در پایانه های آن در حالت بیکار در جدول زیر نشان داده شده است. این مقادیر معمولی برای باتری های شروع کننده با الکترولیت مایع هستند. برای باتری‌های مهر و موم شده (باتری‌های AGM و ژل) این ولتاژها معمولاً کمی بالاتر هستند (باید با سازنده بررسی کنید) - برای مثال، باتری‌های AGM اگر ولتاژ 13-13.2 ولت باشد (در مقایسه با ولتاژ باتری‌های استارتر مرطوب) کاملاً شارژ می‌شوند. 12.5-12.7 ولت).

سطح شارژ

میزان شارژ به عوامل زیادی بستگی دارد و تنها توسط شارژرهای مخصوص دارای حافظه و ریزپردازنده که هم شارژ و هم دشارژ یک باتری خاص را در چندین دوره نظارت می کنند، می توان آن را به دقت تعیین کرد. این روش دقیق ترین و در عین حال گران ترین است. با این حال، می تواند در هزینه های تعمیر و نگهداری و تعویض باتری صرفه جویی زیادی کند. استفاده از دستگاه های ویژه ای که عملکرد باتری ها را با توجه به میزان شارژ آن ها کنترل می کند، می تواند عمر مفید باتری های سرب اسیدی را تا حد زیادی افزایش دهد. تعدادی از کنترلرهای پنل خورشیدی که ما ارائه می دهیم دارای دستگاه های داخلی برای محاسبه میزان شارژ باتری و تنظیم شارژ بسته به مقدار آن هستند.

برای تعیین میزان شارژ می توانید از 2 روش ساده شده زیر نیز استفاده کنید.

1. ولتاژ باتری. این روش کمترین دقت را دارد، اما فقط به یک ولت متر دیجیتالی با قابلیت اندازه گیری دهم و صدم ولت نیاز دارد. قبل از اندازه گیری، باید تمام مصرف کنندگان و همه شارژرها را از باتری جدا کرده و حداقل 2 ساعت صبر کنید. سپس ولتاژ در پایانه های باتری قابل اندازه گیری است. جدول زیر ولتاژ باتری های دارای الکترولیت مایع را نشان می دهد. برای یک باتری کاملاً شارژ شده جدید AGM یا ژل، ولتاژ 13-13.2 ولت است (در مقایسه با ولتاژ باتری های استارت با الکترولیت مایع 12.5-12.7 ولت). با افزایش سن باتری ها، این ولتاژ کاهش می یابد. می توانید ولتاژ هر سلول باتری را اندازه گیری کنید تا سلول معیوب را پیدا کنید (ولتاژ 12 ولت را بر 6 تقسیم کنید تا ولتاژ صحیح یک سلول را تعیین کنید).
2. دومین روش برای تعیین درجه بار - با چگالی الکترولیت. این روش فقط برای باتری های دارای الکترولیت مایع مناسب است.

همچنین، باید 2 ساعت قبل از اندازه گیری صبر کنید. برای اندازه گیری از هیدرومتر استفاده می شود. حتما از دستکش لاستیکی و عینک ایمنی استفاده کنید! جوش شیرین و آب را در نزدیکی خود نگه دارید تا آب روی پوست شما بیفتد.

سطح شارژ	باتری 12 ولت	باتری 24 ولت	چگالی الکترولیت
100	12.70	25.40	1.265
95	12.64	25.25	1.257
90	12.58	25.16	1.249
85	12.52	25.04	1.241
80	12.46	24.92	1.233
75	12.40	24.80	1.225
70	12.36	24.72	1.218
65	12.32	24.64	1.211
60	12.28	24.56	1.204
55	12.24	24.48	1.197
50	12.20	24.40	1.190
40	12.12	24.24	1.176
30	12.04	24.08	1.162
20	11.98	23.96	1.148
10	11.94	23.88	1.134

عمر باتری

تعریف عمر باتری در سال یا ماه نادرست است. عمر باتری با تعداد چرخه های شارژ-دشارژ تعیین می شود و به طور قابل توجهی به شرایط عملکرد آن بستگی دارد. هرچه باتری عمیق‌تر تخلیه شود، هر چه مدت زمان بیشتری در حالت تخلیه باقی بماند، تعداد چرخه‌های عملیاتی ممکن کمتر می‌شود.

مفهوم "تعداد چرخه های شارژ-دشارژ باتری" نسبی است، زیرا به شدت به عوامل مختلفی بستگی دارد. علاوه بر این، مقدار تعداد چرخه های عملیاتی، به عنوان مثال برای یک نوع باتری، یک مفهوم جهانی نیست، زیرا بستگی به فناوری دارد که برای هر سازنده متفاوت است. عمر باتری در چرخه تعیین می شود، بنابراین زمان کارکرد در سال تقریبی است و برای شرایط معمولی کار محاسبه می شود. بنابراین، اگر به عنوان مثال، یک تبلیغ بیان می کند که عمر باتری 12 سال است، به این معنی است که سازنده عمر سرویس را برای حالت بافر با میانگین تعداد چرخه شارژ-دشارژ 8 در ماه محاسبه کرده است. به عنوان مثال، باتری های Haze AGM دارای عمر مفید 12 سال و حداکثر تعداد چرخه 1200 در تخلیه 20٪ هستند. 100 چرخه از این قبیل در سال وجود دارد، حدود 8 در هر ماه.

نکته مهم دیگر این است که در حین کار ظرفیت مفید باتری کاهش می یابد. تمام مشخصات برای تعداد چرخه ها معمولاً نه تا زمانی که باتری کاملاً از بین برود، بلکه تا زمانی که 40٪ از ظرفیت اسمی خود را از دست بدهد داده می شود. یعنی اگر سازنده تعداد سیکل های 600 را در دبی 50 درصد بدهد، به این معنی است که پس از 600 سیکل ایده آل (یعنی در دمای 20 درجه سانتیگراد و تخلیه با جریانی با همان مقدار، معمولاً 0.1 درجه سانتیگراد)، مفید است. ظرفیت باتری 60 درصد ظرفیت اولیه خواهد بود. با چنین از دست دادن ظرفیت، قبلاً توصیه می شود باتری را تعویض کنید.

باتری های سرب اسیدی که برای استفاده در سیستم های منبع تغذیه مستقل در نظر گرفته شده اند، بسته به نوع و عمق دشارژ، عمر مفیدی بین 300 تا 3000 سیکل دارند. در سیستم های مبتنی بر منابع انرژی تجدیدپذیر، باتری می تواند بسیار بیشتر از حالت بافر تخلیه شود. برای اطمینان از عمر طولانی، در یک چرخه معمولی تخلیه نباید از 20 تا 30 درصد ظرفیت باتری تجاوز کند و تخلیه عمیق نباید از 80 درصد ظرفیت تجاوز کند. بسیار مهم است که باتری های سرب اسیدی را بلافاصله پس از تخلیه شارژ کنید. ماندن طولانی مدت (بیش از 12 ساعت) در حالت دشارژ یا شارژ نشدن کامل منجر به عواقب جبران ناپذیری در باتری ها و کاهش عمر مفید آنها می شود.

چگونه می توان تشخیص داد که یک باتری به پایان عمر خود نزدیک می شود؟بسیار ساده است - مقاومت داخلی باتری افزایش می یابد، این منجر به افزایش سریع ولتاژ در هنگام شارژ (و بر این اساس، کاهش زمان مورد نیاز برای شارژ) و تخلیه سریعتر باتری می شود. اگر شارژ با جریان نزدیک به حداکثر مجاز انجام شود، باتری در حال شارژ در هنگام شارژ بیش از قبل گرم می شود.

حداکثر جریان شارژ و دشارژ

جریان شارژ و دشارژ هر باتری نسبت به ظرفیت آن اندازه گیری می شود. به طور معمول، برای باتری ها، حداکثر جریان شارژ نباید از 0.2-0.3C تجاوز کند. بیش از حد جریان شارژ منجر به کاهش عمر باتری می شود. توصیه می کنیم حداکثر جریان شارژ را روی حداکثر 0.15-0.2C تنظیم کنید. برای تعیین حداکثر جریان شارژ و دشارژ به مشخصات مدل های خاص باتری مراجعه کنید.

خود تخلیه

پدیده خود تخلیه تا حد زیادی برای همه انواع باتری ها مشخص است و شامل از دست دادن ظرفیت آنها پس از شارژ کامل آنها در غیاب مصرف کننده جریان خارجی است.

برای تعیین کمیت تخلیه خودکار، استفاده از مقدار ظرفیت از دست رفته در یک زمان معین، که به صورت درصدی از مقدار بدست آمده بلافاصله پس از شارژ بیان می شود، راحت است. یک دوره زمانی، به عنوان یک قاعده، یک فاصله زمانی برابر با یک روز و یک ماه در نظر گرفته می شود. بنابراین، به عنوان مثال، برای باتری های NiCD قابل تعمیر، تخلیه تا 10٪ در 24 ساعت اول پس از پایان شارژ قابل قبول است، برای NiMH - کمی بیشتر، و برای Li-ION ناچیز است و تخمین زده می شود. هر ماه. تخلیه خود در باتری های سرب اسیدی مهر و موم شده به طور قابل توجهی کاهش می یابد و به 40 درصد در سال در دمای 20 درجه سانتی گراد و 15 درصد در دمای 5 درجه سانتی گراد می رسد. در دمای ذخیره سازی بالاتر، خود تخلیه افزایش می یابد: در دمای 40 درجه سانتیگراد، باتری ها 40٪ از ظرفیت خود را در 4-5 ماه از دست می دهند.

لازم به ذکر است که خود تخلیه باتری ها در 24 ساعت اول پس از شارژ حداکثر بوده و سپس به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. دشارژ عمیق و شارژ متعاقب آن جریان خود تخلیه را افزایش می دهد.

خود تخلیه باتری ها عمدتاً به دلیل آزاد شدن اکسیژن در الکترود مثبت است. این فرآیند در دماهای بالا بیشتر تقویت می شود. بنابراین، زمانی که دمای محیط 10 درجه نسبت به دمای اتاق افزایش می یابد، خود تخلیه ممکن است دو برابر شود.

تا حدودی خود تخلیه به کیفیت مواد مورد استفاده، فرآیند ساخت و نوع و طراحی باتری بستگی دارد. از دست دادن ظرفیت می تواند ناشی از آسیب به جداکننده در هنگام نفوذ کریستال های جمع شده به آن باشد. جداکننده معمولاً صفحه نازکی نامیده می شود که الکترودهای مثبت و منفی را جدا می کند. این معمولاً به دلیل نگهداری نامناسب باتری، گم شدن باتری یا استفاده از شارژرهای نامناسب یا بی کیفیت رخ می دهد. در یک باتری فرسوده، صفحات الکترود متورم می شوند، به یکدیگر می چسبند، که منجر به افزایش جریان خود تخلیه می شود، در حالی که جداکننده آسیب دیده با انجام چرخه های شارژ/دشارژ قابل بازیابی نیست.

کارگیف ولادیمیر، "خانه خورشیدی شما"
©در هنگام نقل قول، پیوند به این صفحه و "خانه خورشیدی شما" الزامی است

واژه نامه

ظرفیت (C)- انرژی که باتری قادر است به بار برساند، بر حسب آمپر ساعت (Ah, mAh) بیان می شود. در شرایط زیر بیشتر خواهد بود: جریان تخلیه کمتر، تخلیه با وقفه کمتر، دمای محیط بالاتر و ولتاژ نهایی کمتر.

ظرفیت اسمی- مقدار ظرفیت اسمی: مقدار انرژی که یک باتری کاملاً شارژ شده می تواند در هنگام تخلیه تحت شرایط کاملاً تعریف شده تحویل دهد.

خود تخلیه- از دست دادن ظرفیت در غیاب مصرف کننده جریان خارجی.

عمر باتری- زمان عملیاتی که در آن ظرفیت تخلیه کمتر از مقدار استاندارد معینی می شود که معمولاً با تعداد کاری چرخه های شارژ-تخلیه تخمین زده می شود.

باتری خودرو وسیله ای است که دارای تعدادی ویژگی است که می توان آن را برای یک وسیله نقلیه خاص انتخاب کرد. این مقاله بر روی پارامتر باتری مانند ظرفیت تمرکز خواهد کرد. در زیر می توانید نحوه تعیین مستقل ظرفیت باتری و نحوه بررسی این پارامتر را دریابید.

[پنهان شدن]

صاحب خودرو در مورد ظرفیت باتری چه چیزی باید بداند؟

همانطور که می دانید در مجموع هر باتری ماشینی پارامترهای زیادی از جمله وزن، مدت زمان استفاده و نگهداری و ... دارد. با این حال، یکی از مهمترین و کلیدی ترین شاخص ها ظرفیت باتری است. برای وسایل نقلیه، این پارامتر بر حسب آمپر ساعت اندازه گیری می شود. با برای اطلاع از ظرفیت توصیه شده توسط سازنده، دفترچه راهنمای سرویس خودرو خود را بررسی کنید!

محاسبه و تعیین

چگونه می توان ظرفیت باتری خودرو را به درستی محاسبه، بررسی و تعیین کرد؟ با این نشانگر که روی برچسب باتری مشخص شده است، می توانید میزان جریان تخلیه دستگاه را تا حداقل ولتاژ 10.8 ولت تعیین کنید. به طور متوسط، مدت چرخه تخلیه سنتی باید حدود 10-20 ساعت باشد.

به عنوان مثال، اگر باتری خودرو با برچسب 72 Ah مشخص شود، این نشان می دهد که باتری می تواند 3.6 آمپر جریان به مدت 20 ساعت تولید کند. بر این اساس، هنگامی که چرخه به پایان می رسد، سطح ولتاژ در ترمینال باید 10.8 ولت باشد. با این حال، باید در نظر داشت که باتری خودرو قادر به ارائه جریان 72 آمپر برای یک ساعت نیست. هنگامی که افزایش می یابد، نشانگر زمان تخلیه کاهش می یابد؛ این پارامترها به عنوان یک قانون توان بیان می شوند.

در زیر فرمول وابستگی آمده است:

Cp = I k * t، جایی که

• C p - سطح ظرفیت باتری؛
• k عدد Peukert است - دانشمندی که فرمول را بدست آورده است.
• t – زمان.

در مورد نسبت بیکر، این یک پارامتر ثابت برای نوع خاصی از باتری است. هنگام محاسبه ویژگی های دستگاه های سرب، این مقدار از 1.15 تا 1.35 متغیر است. این نشانگر با میزان ظرفیت اسمی باتری تعیین می شود.

همچنین می توان با استفاده از فرمول دیگری که برای محاسبه این شاخص برای پارامتر جریان تخلیه دلخواه به دست آمده است، تعیین کرد:

E =En(I n /I) (p-1) ، که در آن

• E n - سطح مشخصات اسمی؛
• E – واقعی؛
• I n-سطح جریان تخلیه.

در بالا به شما گفتیم که چگونه ظرفیت اسمی دستگاه را محاسبه و تعیین کنید، اما چیزی به عنوان ویژگی های پشتیبان نیز وجود دارد. اگر محاسبه شاخص اسمی با تخلیه با جریان کوچک تعیین شود، پارامتر مشخصه ذخیره امکان محاسبه مقدار زمان را می دهد. ما در مورد زمانی صحبت می کنیم که باتری ماشین می تواند در زمانی که ژنراتور کار نمی کند کار کند. در این حالت جریان تخلیه 25 آمپر است.

محاسبه پارامتر اسمی باتری خودرو را می توان با تجزیه و تحلیل ویژگی های مختلف طراحی و فن آوری انجام داد. لازم به ذکر است که این مقدار کاملاً تحت تأثیر شرایط استفاده از باتری است. مشخصات اصلی که این شاخص را تعیین می کند شامل ترکیب الکترولیت، حجم جرم فعال و سطح ضخامت صفحات سربی است. سطح ظرفیت تخلیه مستقیماً تحت تأثیر بزرگی جریان تخلیه و همچنین دمای الکترولیت است (نویسنده ویدیو - transistor815).

معاینه

بسیاری از صاحبان خودرو به این سوال علاقه مند هستند که چگونه اندازه گیری ظرفیت این مقدار را به طور مستقل بررسی کنند. برخی از افراد صرفاً از روی کنجکاوی به این موضوع علاقه مند هستند، در حالی که برخی دیگر می خواهند ارزش را برای مطابقت با آنچه سازنده بیان کرده است بررسی کنند. در اصل، بررسی آن توسط خودتان چندان دشوار نیست.

هر گونه تأیید بر اساس داده های ارائه شده در بالا انجام می شود. برای مثال می توانید با انجام چرخه کنترل و آموزش از متر برای این کار استفاده کنید. برای ساختن درست یک متر، به یک نمودار نیاز دارید.

نمودار مدار برای کنتور در زیر نشان داده شده است. در مورد مقاومت متر، با استفاده از فرمول زیر محاسبه می شود:

• U در این مورد ولتاژ باتری است.
• I - مقدار جریان تخلیه.

برای تجهیز کنتور، جریان تخلیه باید مطابق با ظرفیت باتری و همچنین چرخه تخلیه، که می تواند 10 یا 20 ساعت باشد، انتخاب شود. در واقع در بیشتر موارد از چراغ خودرو با توان مورد نیاز برای تخلیه استفاده می شود. با استفاده از مولتی متر می توانید نشانگر دقیقی را که از مدار عبور می کند اندازه گیری کنید و توجه به زمان کاهش ولتاژ بسیار مهم است. در نهایت، زمانی که در جریان ضرب می شود، با ظرفیت واقعی باتری مطابقت دارد.

بهبود

بنابراین، روش بازیابی چگونه انجام می شود:

1. برای بازیابی مقدار، یک الکترولیت تازه گرفته می شود که چگالی آن باید 1.28 k/cm3 باشد که در آن یک افزودنی گوگرد زدایی ویژه حل می شود. 48 ساعت طول می کشد تا افزودنی به طور کامل حل شود. برای ترمیم مناسب، تمام توصیه های شرح داده شده در دستورالعمل ها را در نظر بگیرید.
2. الکترولیت در باتری ماشین ریخته می شود، چگالی با استفاده از یک هیدرومتر اندازه گیری می شود، این مقدار باید 1.28 گرم در سانتی متر مکعب باشد.
3. مرحله بعدی ترمیم، بازکردن دوشاخه های دستگاه و اتصال آن به شارژر خواهد بود. برای اینکه بازیابی به درستی انجام شود، باید چندین چرخه شارژ و دشارژ را انجام دهید؛ حداقل جریان برای شارژ استفاده می شود که نباید بیش از 10٪ حداکثر باشد. هنگام بازیابی باتری، نباید گرم شود یا بجوشد. اگر ولتاژ به 13.8 ولت افزایش یابد، باید چگالی آب را بررسی کنید.
4. سپس الکترولیت تنظیم می شود. مقطر تا زمانی که چگالی الکترولیت 1.28 گرم بر سانتی متر مکعب شود به شیشه های باتری اضافه می شود.
5. سپس برای بهبودی، تخلیه انجام می شود. یک بار به شکل یک لامپ یا یک مقاومت باید به دستگاه متصل شود؛ جریان در این مورد باید به 1 آمپر محدود شود، اگر باتری شش ولت باشد - به 0.5 آمپر. باید صبر کنید تا ولتاژ به 10.2 ولت افزایش یابد و باید زمان از لحظه اتصال بار را یادداشت کنید. مشخصه تخلیه حاصل باید در زمان ضرب شود - در نتیجه پارامتر مشخصه مورد نیاز را دریافت خواهید کرد. اگر این مشخصه بسیار کمتر از حالت استاندارد باشد، روش تخلیه شارژ باید تکرار شود. این روند تا زمانی تکرار می شود که مشخصه اسمی یا حداقل نزدیک به آن باشد.
6. در این مرحله، فرآیند ترمیم را می توان کامل در نظر گرفت؛ همچنان می توان افزودنی ها را به الکترولیت اضافه کرد. اگر همه کارها را به درستی انجام داده باشید، دستگاه سال های زیادی به شما خدمت خواهد کرد.

باتریدستگاهی است که برای ذخیره انرژی الکتریکی طراحی شده است و انرژی موجود در این دستگاه به صورت شیمیایی ذخیره می شود.

اصل کار باتری این است که دو فلز در یک محلول اسید قرار دارند و در عین حال برق تولید می کنند. باتری ها با ویژگی های اساسی مانند:

• ظرفیت
• مقاومت داخلی
• جریان خود تخلیه
• طول عمر

ظرفیت باتری

ظرفیت باتری- این مقدار برق ذخیره شده ای است که باتری دارد. این یکی از مهمترین ویژگی های باتری است، زیرا مدت زمان کارکرد وسایل برقی متصل به باتری به ظرفیت آن بستگی دارد.

ظرفیت باتری در میلی آمپر ساعت (mAh) اندازه گیری می شود. در این مورد، ظرفیت اسمی روی برچسب یا مستقیماً روی باتری نشان داده شده است. واقعیت این است که ظرفیت اسمی همیشه با ظرفیت واقعی برابر نیست. ظرفیت واقعی باتری ممکن است با اسمی در محدوده 80 تا 110٪ متفاوت باشد. این به این دلیل است که در طول کل عمر باتری، ظرفیت واقعی آن به تدریج تغییر می کند، معمولاً به سمت پایین و از جمله به بسیاری از عوامل اضافی بستگی دارد. شرایط عملیاتی و نگهداری، زمان کارکرد و روش شارژ باتری به میزان قابل توجهی بر ظرفیت واقعی تأثیر می گذارد.

تفاوت بین ظرفیت اسمی و واقعی باتری

ظرفیت الکتریکی یک باتری از اسمی و واقعی تشکیل شده است.

ظرفیت اسمی الکتریکی- این مقدار انرژی است که باتری از نظر تئوری باید هنگام شارژ داشته باشد.

این پارامتر مشابه ظرفیت مثلاً یک لیوان است. همانطور که 200 میلی لیتر آب را می توان در یک لیوان روکش استاندارد ریخت، تنها مقدار معینی از انرژی را می توان به باتری پمپ کرد. اما این مقدار انرژی نه در لحظه شارژ، بلکه در طی فرآیند معکوس (زمانی که باتری تخلیه می شود) توسط جریان مستقیم در یک بازه زمانی اندازه گیری شده تا رسیدن به ولتاژ آستانه تعیین شده تعیین می شود.

ظرفیت با آمپر ساعت (Ah یا mAh) اندازه گیری می شود و با حرف C مشخص می شود. مقدار ظرفیت اسمی باتری معمولاً در نام آن رمزگذاری می شود.

مقدار ظرفیت واقعییک باتری جدید در زمان راه اندازی آن از 80 تا 110 درصد ارزش اسمی متغیر است و به سازنده، شرایط نگهداری و مدت زمان نگهداری و همچنین به فناوری راه اندازی بستگی دارد. حد پایین (80%) به طور کلی حداقل مقدار قابل قبول برای یک باتری جدید در نظر گرفته می شود.

از نظر تئوری، به عنوان مثال، یک باتری با ظرفیت اسمی 1000 میلی آمپر ساعت می تواند جریانی معادل 1000 میلی آمپر برای 1 ساعت، 100 میلی آمپر برای 10 ساعت، یا 10 میلی آمپر برای 100 ساعت ارائه دهد.

در عمل، در جریان تخلیه بالا، ظرفیت نامی به دست نمی آید و در جریان کم از آن فراتر می رود. در حین کار، ظرفیت باتری کاهش می یابد. میزان کاهش به نوع باتری، فناوری نگهداری در حین کار، شارژرهای مورد استفاده، شرایط و مدت زمان کارکرد بستگی دارد.

مقاومت داخلی باتری توانایی آن را در رساندن جریان بالا به بار تعیین می کند. این وابستگی از قانون اهم پیروی می کند. با مقدار کم مقاومت داخلی، باتری قادر است جریان پیک بالاتری را به بار برساند (بدون کاهش قابل توجه ولتاژ در پایانه های آن)، و در نتیجه اوج قدرت بیشتر، در حالی که مقدار بالای مقاومت منجر به تیز بودن می شود. کاهش ولتاژ در پایانه های باتری با افزایش شدید بارهای فعلی. این منجر به این واقعیت می شود که یک باتری به ظاهر خوب نمی تواند انرژی ذخیره شده در آن را به طور کامل به بار منتقل کند.

طول عمر شارژ معمولی برای انواع مختلف باتری ها و باتری ها (با فرض شارژ کامل)

• باتری های نیکل هیدرید (Ni-MH) - 2 هفته (خود تخلیه 30٪ در ماه).
• باتری های نیکل کادمیوم (Ni-Cd) - 3 هفته (خود تخلیه 20٪ در ماه).
• باتری های لیتیوم یون (Li-Ion) - 6 هفته (خود تخلیه 10٪ در ماه).
• باتری های سرب اسید - 3 ماه (خود تخلیه 5٪ در هر ماه).
• باتری های لیتیوم (Li-Metal) - 1 سال.

مقاومت داخلی

مقاومت داخلی- همچنین یک پارامتر نسبتاً مهم باتری. واحد مقاومت داخلی میلی اهم (mOhm) است. مقاومت به نوبه خود به ظرفیت یک سلول باتری (سلول)، تعداد این سلول ها، نوع باتری، عمر مفید و شرایط کار بستگی دارد. مقاومت داخلی با استفاده از دستگاه های آنالایزر تعیین می شود.

همانطور که باتری کار می کند، مقاومت داخلی به تدریج افزایش می یابد. اگر مقاومت باتری تا 500 اهم باشد، می توان نتیجه گرفت که بسیار قدیمی است یا به سادگی استفاده نادرست شده است.

مقاومت داخلی بالا منجر به افزایش مصرف برق و در نتیجه زمان عملکرد کوتاه تر دستگاه ها می شود، زیرا طبق قانون اهم، مقاومت بالا به طور قابل توجهی مصرف جریان و افت ولتاژ همزمان را افزایش می دهد. و اگر افت ولتاژ شدیدی وجود داشته باشد، دستگاه الکتریکی متصل باتری را با باتری تخلیه شده یا به سادگی با باتری که قادر به کار نیست اشتباه می گیرد. در نتیجه باتری نمی تواند تمام انرژی ذخیره شده را آزاد کند، که به طور قابل توجهی زمان کار لوازم الکتریکی را کاهش می دهد.

خود تخلیه باترینشت خود به خودی الکتریسیته از باتری شارژ شده در طی یک دوره زمانی مشخص است. تقریباً همه انواع باتری ها بدون در نظر گرفتن طراحی و نوع الکتروشیمیایی، مستعد این پدیده هستند.

برای تعیین کمیت تخلیه خود، از مقدار انرژی که باتری در یک بازه زمانی معین از دست می دهد استفاده می شود و به عنوان درصدی از اندازه یک باتری کاملا شارژ شده محاسبه می شود. مقدار خود تخلیه ثابت نیست، بنابراین در روز اول پس از شارژ به حداکثر مقادیر می رسد و سپس به تدریج کاهش می یابد.

در این رابطه مرسوم است که میزان تخلیه خود را در روز اول و سپس یک ماه پس از شارژ اندازه گیری می کنند. خود تخلیه نیز تحت تأثیر دمای محیط است و رابطه بین مقدار خود تخلیه و دما متناسب است. این بدان معنی است که با افزایش دما، میزان خود تخلیه نیز افزایش می یابد.

به عنوان مثال، برای برخی از انواع باتری ها، زمانی که دما از 20 به 30 درجه می رسد، مقدار خود تخلیه دو برابر می شود. اگر در مورد مقادیر خاص تر آن صحبت کنیم، برای باتری های نوع Ni-Cd مقدار طبیعی 10٪ در روز است و باتری های نوع Ni-MH مقدار خود تخلیه کمی بزرگتر دارند، برای Li-Ion و برای Li-Pol این مقدار ارزش آنقدر کوچک است که تنها یک ماه پس از شارژ ارزیابی می شود. در مورد مقدار خود تخلیه ماهانه، برای انواع باتری های مشابه، پارامترهای زیر را داریم:

• Ni-Cd - 20%
• Ni-MH - 30٪
• Li-Ion - 10%

این ارقام میانگین های آماری هستند و ممکن است برای هر باتری خاص کمی متفاوت باشد.

برای تعیین طول عمر باتری، از تعداد چرخه‌های بین شارژ و دشارژ باتری استفاده کنید که در حین کار می‌تواند مقاومت کند، بدون اینکه پارامترهای اصلی آن مانند ظرفیت، مقدار خود تخلیه و مقاومت داخلی تغییر کند. .

زمان سپری شده از زمان ساخت باتری نیز در نظر گرفته می شود. اگر ظرفیت به 60 درصد از مقدار اسمی کاهش یابد، باتری خراب در نظر گرفته می شود. عمر سرویس تحت تأثیر عوامل مختلفی است:

• نوع باتری
• روش شارژ
• شرایط استفاده
• خدمات صحیح

بسته به سیستم الکتروشیمیایی مورد استفاده، تمام باتری ها به انواع زیر تقسیم می شوند:

• SLA/Pb - سرب-اسید کلاسیک
• Ni-Cd - نیکل-کادمیم
• Ni-MH - هیدرید فلز نیکل
• Li-Ion - لیتیوم یون
• Li-Pol - لیتیوم پلیمر، که یک کلمه نسبتا جدید در تکنولوژی مدرن است.

چگونه و چرا ظرفیت باتری اندازه گیری می شود؟

شارژ Q به عنوان مقدار الکتریسیته با کولن (C) اندازه گیری می شود، ظرفیت الکتریکی خازن های C بر حسب فاراد، میکروفاراد (μF) است، اما بنا به دلایلی نه بر حسب فاراد، بلکه بر حسب آمپر ساعت (میلی آمپر) اندازه گیری می شود. -ساعت ها).

این به چه معناست؟ یک آمپر یک کولن در یک ثانیه است؛ ما از یک درس فیزیک می دانیم که اگر یک بار الکتریکی برابر با 1 کولن در 1 ثانیه از یک هادی عبور کند، جریانی معادل 1 آمپر از هادی عبور می کند.

پس آمپر ساعت چیست؟ آمپر ساعت (Ah) ظرفیت باتری است که بر اساس جریان کاهش یافته 1 آمپر، باتری در مدت 1 ساعت به حداقل ولتاژ مجاز تخلیه می شود.

1 آمپر ساعت 3600 کولن است. فرض کنید می‌خواهیم بانکی از خازن‌ها را به دست آوریم که از نظر ویژگی‌های تخلیه معادل یک باتری 12 ولتی با ظرفیت 55 آمپر ساعت باشد، البته در یک مقطع کوتاه. 55 آمپر برای یک ساعت 55 * 3600 کولن است.

اجازه دهید تغییر ولتاژ را از 13 به 11 ولت فرض کنیم، سپس از Q = C(U1-U2)، سپس C = 55 * 3600/2 = 99000 F. تقریباً 100 کیلو فاراد معادل ظرفیت الکتریکی یک باتری ماشین است، اگر مشخصات تخلیه مانند خازن بود.

ویدیویی در اینترنت وجود دارد که در آن شش ابرخازن 3000 فارنهایت، هر کدام 2.7 ولت که به صورت سری به هم وصل شده اند، جایگزین باتری استارت ماشین می شوند. در حدود 16 ولت 500 فارنهایت به نظر می رسد.

بیایید تخمین بزنیم که چنین مجموعه ای چه جریانی و برای چه مدت می تواند تولید کند. اجازه دهید بازه عملیاتی دوباره از 13 تا 11 ولت گرفته شود. برای چه مدت می توانید روی جریان 200 A (با حاشیه) حساب کنید؟ I = C(U1-U2)/t، سپس t = C(U1-U2)/I = 500*2/200 = 5 ثانیه. برای روشن کردن موتور کافی است.