Как найти объем батареи

Емкость – основная характеристика аккумулятора. От нее зависит объем энергии, которую способен накопить и отдать источник питания, и время автономной работы питающегося от него оборудования. В случае с электровелосипедами и другими видами персонального электротранспорта от емкости аккумуляторной батареи напрямую зависит расстояние пробега на 1 заряде.

В чем измеряется емкость АКБ?

В вопросе, что такое энергоемкость аккумулятора, рассматривается несколько характеристик – от удельных до абсолютных величин. В технических характеристиках емкость АКБ указывается в ампер-часах (А·ч) и/или ватт-часах (Вт·ч). Более точно возможности источника питания отражает значение в ватт-часах. Это абсолютная емкость. Ее значение показывает, какую мощность может выдавать данная АКБ на протяжении 1 часа, независимо от разрядных токов и напряжения.

Например, батарея энергоемкостью 450 Вт·ч может выдавать мощность 450 Вт на протяжении 1 часа. Удельная энергоемкость измеряется в Вт·ч/кг и показывает, какую мощность может предоставлять данная АКБ массой 1 кг на протяжении 1 часа. Чем больше удельная энергоемкость (другими словами – энергетическая плотность) элементов питания, тем меньше их масса при равной величине накапливаемой энергии.

Емкость в ампер-часах – это уже относительная величина, зависящая от номинального напряжения батареи. Например, литий-ионные аккумуляторы имеют номинальное напряжение 3,7 В на элемент, а литий-железо-фосфатные (LiFePO4) – 3,2 В. Для набора необходимого напряжения – 36 В, 48 В и т.д. – элементы питания соединяются в батарею последовательно. Для суммирования емкости ячеек они соединяются параллельно.

Перевод емкости из А·ч в Вт·ч

Чтобы рассчитать абсолютную постоянную энергоемкость в Вт·ч, зная значение в А·ч, нужно умножить его на номинальное напряжение АКБ:

Вт·ч (Wh) = В (V) х А·ч (Ah).

Например, для батареи емкостью 13 А·ч и вольтажом 36 В абсолютная энергоемкость составит 13 А·ч х36 В = 468 Вт·ч.

Аналогично, зная абсолютную постоянную энергоемкость батареи в Вт·ч, можно рассчитать ее реальную емкость при определенном рабочем напряжении оборудования. Для этого достаточно разделить абсолютную емкость в ватт-часах на рабочее напряжение нагрузки в вольтах:

А·ч (Ah) = Вт·ч (Wh) : В (V).

Например: 468 Вт·ч :36 В =13 А·ч, а 468 Вт·ч :24 В =19,5 А·ч.

О напряжении

Чаще всего АКБ электровелосипедов имеют рабочее напряжение 24, 36 или 48 В. С его возрастанием обычно увеличивается и максимально развиваемая скорость е-байка. Конечно, на мощность и скорость электровелосипеда влияют и другие факторы, такие как мощность мотора и эффективность трансмиссии. Но все же мощные и скоростные е-байки обычно оснащаются АКБ с напряжением 48 В и выше.

Выводы: на что влияет энергоемкость АКБ электровелосипеда

От этой характеристики зависит дальность поездок на 1 заряде батареи. Ориентировочно при езде в наиболее экономичном режиме – по ровному асфальту, без резких разгонов и торможений, встречного ветра и других препятствий – на каждый километр пути тратится 8–10 Вт·ч энергии литиевой аккумуляторной батареи (без кручения педалей). При вращении педалей велосипедист уменьшает потребляемый мотором ток, поэтому и запас энергии батареи расходуется экономнее.

Наиболее точно и наглядно емкость характеризует ее абсолютная постоянная величина, измеряемая в ватт-часах. Зная ее, легко определить и ориентировочную дальность хода на 1 заряде, и относительную емкость в ампер-часах, которая зависит от номинального напряжения питаемого оборудования.

Читайте в предыдущей статье нашего блога об интересном типе зимнего электротранспорта – электроснегокатах.

Расчёт ёмкости аккумулятора: как сделать и зачем нужен?

Литий-ионные аккумуляторы являются одними из наиболее популярных и востребованных источников питания, которые сегодня используются практически повсеместно.

Существует несколько типов и форматов таких накопителей, поэтому прежде чем купить подходящее устройство для накопления энергии с ее последующей отдачей, необходимо ознакомиться с его характеристиками и определить емкость литий ионного аккумулятора.

Форматы Li-ion элементов зашифрованы в маркировке, нанесенной на корпус изделия. Она включает в себя пять цифровых значений, где:

1. первые две цифры указывают на диаметр ячейки (в мм);
2. последующие две цифры – это длина (в мм);
3. последний символ определяет форму элемента питания.

Самыми распространенными литий ионными аккумуляторами являются элементы питания формата 18650.

В большинстве случаев Li-ion накопители имеют цилиндрическую форму и содержат два контакта: «+» находится на конце батареи с выступом, а «–» расположен со стороны плоской или рельефной площадки. Также в продаже представлены элементы с контактами под пайку.

По химическому составу такие аккумуляторы могут быть литий ионными (Li-ion), литий-полимерными (Li-Po) и литий-марганцевыми (Li-Mn). Наибольшее распространение нашли элементы питания с номинальным напряжением 3,7 В.

Что касается одного из основных параметров аккумуляторов – емкости, то она обычно указывается в мАч (мА*ч). Емкость аккумулятора указывает на его способность накопления и возврата энергии постоянного тока. Соответственно, чем выше это значение, тем больше энергии может запасать и отдавать аккумулятор.

Владея информацией о величине емкости и силе тока разрядапользователи могут рассчитать с высокой точностью, насколько долго будет обеспечено питание используемого гаджета, на который установлена батарея. К примеру, элемент емкостью 3000 мА*ч отдает ток 3000 мА за час.

Как узнать емкость Li-ion аккумулятора?

Со временем литий-ионные аккумуляторы теряют свою емкость по разным причинам. Также появляется много новых производителей литиево-ионных элементов не всегда выпускающих продукцию соответствующую описанию.. Поэтому не остается ничего другого, как измерить емкость литий ионного аккумулятора самостоятельно, и сделать это можно несколькими способами.

В сети предлагается множество вариантов проверки емкости Li-ion накопителей с помощью самодельных устройств, однако, как показывает практика, все они несовершенны и отличаются различной степенью погрешности. Например, описанный ниже способ о том, как определить емкость аккумулятора Li-ion мультиметром, является самым бюджетным и доступным, но при этом самым не точным.

Мультиметр может быть как аналоговым, так и цифровым. Анализ емкости аккумулятора обычно выполняют с помощью контрольного разряда накопителя, для чего его необходимо полностью зарядить (обычно до 4,2 Вольт, см. паспорт-datasheet на 18650). Далее к аккумулятору подключают нагрузку (при напряжении элемента питания 3,7 вольта и планируемой нагрузке током 2А, сопротивление необходимо подбирать на 1,85 Ом) фиксируют точное время старта процесса.

Когда напряжение накопительного элемента упадет до минимального порога 2,7 Вольта от первоначальных показателей, нагрузку отключают. Чтобы определить фактическую емкость батареи, необходимо умножить силу тока в сети на часы, в течение которых был выполнен контрольный разряд элемента питания. Полученное экспериментальным путем значение должно соответствовать показателю, заявленному производителем батареи в Ампер-часах. Например аккумулятор 2,6 Ампер*часа нагрузили резистором 1,85 Ом и время разряда составило 55 минут, получаем: 55/60*2,6=2,38 А*ч фактической емкости. Не лишне проверять нагрузку токовыми клещами. Провода надо делать как можно короче, а контакты крепче, чтобы избежать дополнительных потерь и погрешностей при измерениях.

Энергетическая емкость – эффективная энергия, запасаемая в аккумуляторе и измеряемая в Ватт-часах (Вт*ч).

Для определения запасаемой аккумулятором 18650 энергии необходимо среднее напряжение 3,7 Вольта умножить на фактическую или номинальную емкость. В нишем случае умножим на фактически измеренную нами. Получим: 3,7 Вольта * 2,38 А*ч итого 8,82 Вт*час.

Удельная емкость – запасаемая емкость отнесенная к весу или объему аккумулятора. Вес среднего лионного элемента 45 грамм, соответственно 1000/45*8,82=196 Вт*час/кг, что достаточно не плохо, но в настоящее время есть аккумуляторы способные запасать емкость 260 Вт*час/кг и более.

Безопасность при проверке емкости

Проводите работы с литий-ионными аккумуляторами в защитных очках.

Не замыкайте «+» и «-» ячеек напрямую (без нагрузки).

Не перезаряжайте и переразряжайте литиевые элементы выше или ниже значений указанных в их паспорте-даташит.

При испытаниях важно не превышать нагрузку, заданную производителем.

Крайне важно измерять температуру ячеек при испытаниях и при достижении значений выше 40 Град. С (или указанных в паспорте) приостановить разряд.

Вся информация, указанная в данной статье носит информационный характер и не является инструкцией к работе.

Виртус Технолоджи не может нести ответственности за последствия вызванные использованием данного информационного материала.

Простейшие способы измерения емкости

В настоящее время появилось множество универсальных зарядных устройство 18650 с функций определения емкости, они позволяют с приемлемой погрешностью (в зависимости от производителя) определить фактическую емкость 18650 аккумулятора.

Модельные зарядные устройства – одни из первых удобных микропроцессорных зарядок, позволяющие тестировать почти все типы аккумуляторов на емкость, единственное что также необходимо соблюдать требование о минимизации соединений в цепи подключения элементов для снижения потерь и повышения точности. В дополнение с модельных устройств надо на силовые провода выводить балансировочные для того чтобы параметры снимались через них и использовался 4-х точечный метод тестирования. И как обычно бренд имеет значение. Ай Чарджер один из наиболее известных производителей в силу того, что точность его приборов и их стабильность очень высока.

</p>