Jak určit kapacitu baterie na základě jejích vlastností

Při nákupu baterie by měl spotřebitel vědět, jaké parametry baterie musí věnovat pozornost. Každá baterie má několik důležitých vlastností, které ji charakterizují. Mezi hlavní parametry baterie, podle kterých lze posuzovat její schopnosti a kvalitu, patří: jmenovitá kapacita (ta, která by měla být), skutečná kapacita a vnitřní odpor, výstupní kapacita, výstupní koeficient, účinnost baterie, životnost.

Jmenovitá kapacita baterie je množství elektrické energie, kterou by baterie teoreticky měla mít při nabíjení. Množství energie je určeno vybíjením baterie stejnosměrným proudem po měřenou dobu, dokud není dosaženo specifikovaného prahového napětí. Měří se v ampérhodinách (A*hodina) nebo miliampérhodinách (mA*hodina). Její hodnota je uvedena na štítku baterie nebo zašifrována v jejím typovém označení. V praxi se tato hodnota pohybuje od 80 do 110 % jmenovité hodnoty a závisí na velkém množství faktorů: výrobci, skladovacích podmínkách a době, technologii uvádění do provozu, technologii údržby během provozu, použitých nabíječkách, provozních podmínkách a době atd. Teoreticky může baterie s nominální kapacitou 600 mAh dodávat proud 600 mA po dobu jedné hodiny, 60 mA po dobu 10 hodin nebo 6 mA. do 100 hodin. V praxi se při vysokých hodnotách vybíjecího proudu jmenovité kapacity nikdy nedosáhne a při nízkých proudech je překročena.

Nominální hodnota kapacity baterie je často označena písmenem „C“, takže se zde často vyskytuje označení jako C, 1/10 C nebo C/10. Hovoří-li se o vybití baterie rovné 1/10 C, rozumí se tím vybití proudem, jehož hodnota se rovná desetině jmenovité kapacity baterie. Takže např. pro baterii s kapacitou 600 mAh to bude vybíjecí proud 600/10 = 60mA. Podobně jako bylo řečeno výše o vybíjení baterie, při nabíjení znamená hodnota 1/10 C nabíjení proudem rovným desetině deklarované kapacity baterie.

Skutečná kapacita nové baterie se zpravidla pohybuje od 110 do 80 % jmenovité kapacity. Spodní hranice 80 % je obecně považována za minimální přijatelnou hodnotu pro novou baterii.

Dodaná kapacita je maximální množství elektřiny v coulombech, které baterie dodá při vybití na zvolené konečné napětí. Symbol u typu baterie udává jmenovitou kapacitu, tzn. kapacita za normálních podmínek vybíjení (vybíjení jmenovitým proudem a obvykle při teplotě 20°C).

Koeficient účinnosti je poměr množství elektřiny v coulombech uvolněné baterií při úplném vybití k množství elektřiny přijaté během nabíjení.

Účinnost baterie je poměr množství elektřiny, kterou dodává spotřebiteli, vybíjející se do stanoveného limitu pro pokračování normálního provozu baterie, k množství, které dostává při nabíjení.

Vnitřní odpor baterie, měřený v miliohmech (mOhm), je správcem baterie a do značné míry určuje, jak dlouho vydrží. S nižším vnitřním odporem může baterie dodávat větší špičkový proud do zátěže, a tím i vyšší špičkový výkon. Vysoká hodnota odporu činí baterii „měkkou“ a vede k prudkému poklesu napětí s prudkým nárůstem zatěžovacího proudu. Na druhou stranu dobrá baterie s nízkým vnitřním odporem přenáší téměř veškerou energii do zátěže. Vnitřní odpor baterie závisí na kapacitě článku a počtu článků v baterii zapojených do série.

Čím nižší je vnitřní odpor baterie, tím lepší je její zátěžová charakteristika. Při práci s kancelářskými aplikacemi spotřebovává notebook relativně málo proudu, ale při intenzivním hraní, které využívá složité převody 3D grafiky, se spotřeba proudu mnohonásobně zvyšuje. V „kritických“ případech se baterie s různou chemií chovají odlišně. Nejnižší vnitřní odpor mají baterie na lithiové bázi, výrazně vyšší pak nikl-metalhydridové baterie. Proto (při stejné kapacitě baterie) v případě velkého odběru proudu (například při intenzivní výpočetní zátěži procesoru a video subsystému notebooku) klesne napětí nikl-metal hydridových baterií na kritickou úroveň rychleji. než u lithiových baterií. A mnoho běžných uživatelů je přesvědčeno, že protože kapacita baterií s různou chemií je stejná, bude provozní doba notebooku z každé z nich srovnatelná, ale to zdaleka neplatí.

Životnost (životnost) baterie je charakterizována počtem nabíjecích/vybíjecích cyklů, které vydrží při provozu bez výrazného zhoršení jejích parametrů: kapacity, samovybíjení a vnitřního odporu. Životnost závisí na metodách nabíjení, hloubce vybití, postupech údržby nebo jejich nedostatku, teplotě a chemické povaze baterie. Baterie je zpravidla považována za vadnou poté, co její kapacita klesne na 60 – 80 % jmenovité hodnoty. Z různých důvodů mohou mít jednotlivé články v baterii různé kapacity a napětí, což může nepříznivě ovlivnit výkon.

Řídicí obvod baterie zajišťuje řízení nabíjení a vybíjení a v některých případech i další identifikaci baterie. V NiMH bateriích obsahuje ovládací obvod minimum pasivních elektro-radiových prvků v Li-ion a Li-polymer, může obsahovat i mikrokontrolér.

Hustota energie nabité baterie je další neméně důležitou charakteristikou dobíjecích baterií – jedná se o hustotu energie nabité baterie, která se měří ve Wh/kg hmotnosti baterie. Lithium-polymerové baterie mají nejvyšší hustotu energie (150–200 W*h/kg), jsou mírně horší než lithium-iontové baterie (100–150 W*h/kg) a nikl-metal hydridové baterie sotva poskytují energii. hustota 60–80 W*hod/kg. Proto mají lithium-polymerové a lithium-iontové baterie nejmenší rozměry a hmotnost při stejné kapacitě, zatímco nikl-metalhydridové baterie mají o něco větší rozměry.

Zvláštnosti provozních principů a konstrukce lithium-polymerových baterií umožňují poskytnout skutečné baterii téměř jakýkoli tvarový faktor, což je samozřejmě důležité pro návrh slibných notebooků.

Důležitým parametrem je minimální doba nabíjení baterie, která se u všech uvažovaných typů baterií pohybuje od 2 do 4 hodin. Tato hodnota ukazuje čas potřebný k nabití baterie, ale při intenzivním používání se baterie mobilních zařízení musí nabíjet každé dva až tři dny, nebo dokonce denně.

Životnost baterie je jednou z nejdůležitějších charakteristik, ale u baterií s různými chemickými složeními se určuje odlišně. U některých baterií je kritický počet provozních cyklů nabití-vybití, u jiných není důležitá celková doba jejich provozu.

Pokud bude notebook často používán mimo síť střídavého proudu, pak může být dobrou volbou použití druhé baterie: buď stejné, jako je nainstalovaná v notebooku, nebo ještě lépe, koupit zesílenou. Téměř všichni výrobci vyrábějí zesílené baterie pro své modely notebooků.

Pro výběr baterie a pochopení označení používaného k označení baterií je nutné vzít v úvahu, že v současné době se používají baterie 5 různých elektrochemických systémů:

— uzavřené olověné baterie (zkráceně SLA);

— nikl-kadmiové baterie (zkráceně NiCd);

— nikl-metal hydridové baterie (zkráceně NiMH);

— lithium-iontové baterie (zkráceně Li-ion);

— lithium-polymerové baterie (zkráceně Li-Pol).

Moderní baterie je postavena z velkého množství prvků. Jeden prvek se skládá ze dvou elektrod (pozitivní a negativní), elektrolytu a pouzdra. K akumulaci energie v baterii dochází při chemické reakci oxidace-redukce elektrod. Když je baterie vybitá, dochází k opačnému procesu. Napětí baterie je rozdíl potenciálů mezi póly baterie při pevné zátěži. Pro získání dostatečně vysokých hodnot napětí nebo nabití jsou jednotlivé články baterie vzájemně spojeny sériově nebo paralelně. Pro baterie existuje řada obecně uznávaných napětí: 2; 4; 6; 12; 24 V. Návrhové napětí jednoho článku je obvykle 2 V. Jmenovité napětí baterie se rovná počtu článků vynásobených 2 V. Skutečné napětí se může pohybovat od 2,5 V do 1,2 V.

Označení baterie obvykle udává počet článků zapojených do série v baterii a jmenovitou kapacitu s 10hodinovým vybíjením při teplotě +20. 25 °C. Například kapacita 8 ampérhodin (označená písmenem C) znamená, že baterie bude dodávat zátěž proudem 10 A po dobu 0,8 hodin a napětí na svorkách 12voltové baterie (6 článků) klesne z 12,5 V na 10,5 V. S klesajícím vybíjecím proudem se dodávaná kapacita s nárůstem mírně zvyšuje, výrazně klesá; Konečné vybíjecí napětí je převzato z 1,7. 1,8 V na článek (v 10hodinovém režimu).

Každá baterie má své vlastní elektrické parametry: studený startovací proud, elektromotorickou sílu, polaritu, velikost a tak dále. Kapacita autobaterie je ale jedním z hlavních parametrů.

Tento indikátor ovlivňuje provozní dobu napájecího zdroje. A čím větší hodnota, tím větší počet cyklů vybití a nabití baterie vydrží. Jednoduše řečeno, kapacita určuje množství energie, kterou baterie pojme.

Zkusme se na tento elektrický parametr podívat blíže.

Jaká je kapacita autobaterie?

Kapacita baterie se měří v ampérhodinách nebo Ah. Určuje sílu proudu, se kterou se baterie rovnoměrně vybije na konečné napětí 10,8 V.

U napájecích zdrojů je parametr uveden na pouzdru vedle hodnoty proudu studené kliky.

Existují také koncepty jmenovité a rezervní kapacity. Co znamenají a jak se měří?

Označuje množství elektrické energie, které je plně nabitá baterie schopna dodat za určitou dobu. Čím vyšší je hodnocení, tím déle bude baterie napájet palubní síť vozidla na jedno nabití. Například 65 Ah baterie dodává proud jeden ampér po dobu 65 hodin. Pro tři ampéry se čas zkrátí na 21,7 hodiny.

Tento indikátor ukazuje, jak dlouho baterie vydrží, pokud generátor přestane fungovat. To znamená, že berou v úvahu provoz osvětlení a kamen. Pro rezervní kapacitu je použit indikátor konstantního vybíjecího proudu – 25 ampér. Rezerva je 2/3 nominální hodnoty. Měřeno v minutách. Pokud je jmenovitá hodnota 65 A∙h, bude rezervní výkon asi 110 minut.

Jak zkontrolovat kapacitu autobaterie?

Začněme tím, proč může být taková kontrola potřebná:

• Chcete-li porovnat shodu mezi skutečnou hodnotou a hodnotou uvedenou na pouzdru baterie.
• K určení úrovně ztráty kapacity, životního cyklu baterie a potřeby nabíjení.

Existují také znaky, které naznačují potřebu kontroly:

• Při pokusu o nastartování motoru cvakne startér. Nebo nenastartoval motor napoprvé.
• Vnější i vnitřní osvětlení se ztlumilo.
• Rozsvítila se kontrolka signalizující nízkou úroveň nabití baterie.
• Palubní napájení je přerušované.
• Sulfatace olověných desek, která neumožňuje úplné obnovení kapacity.
• Odlupování desek v důsledku poklesu hladiny elektrolytu.
• Zkrat, porucha plechovek.

Proč autobaterie ztrácí kapacitu?

Pokud zanedbáte včasnou diagnostiku, jednoho dne auto prostě nenastartujete. Kontrola kapacity zabrání problémům. Jak to udělat? V garážových podmínkách můžete použít několik metod:

• Speciální tester

Zařízení lze zakoupit v autobazaru. Tester měří nejen kapacitu, ale také napětí a dokonce i únik proudu. Metoda je považována za jednoduchou, pohodlnou a nezabere mnoho času. Zvládne to i začátečník.

• Kontrolní číslice

Metoda zabere hodně času. Baterie se nabije na 100 % a poté se při určité zátěži vybije.

Poradenství. Pokud nemůžete provést měření sami, kontaktujte servisní stanici nebo servisní středisko. Autoelektrikáři provedou rychle a přesně diagnostika baterie, zjistit stav baterie, identifikovat poruchy v provozu elektroniky stroje.

Výběr kapacity baterie

Při výběru této možnosti se řiďte doporučeními výrobce vozidla. Návod k obsluze uvádí přípustné hodnoty elektrických charakteristik pro konkrétní model stroje. Zaměřte se také na výkon předchozí baterie.

Obecná kritéria výběru zahrnují:

• objem motoru;
• druh paliva: benzín, nafta.

Tabulka ukazuje poměr objemu a objemu motoru pro různé kategorie vozů.