Как измерить ёмкость аккумулятора

Содержание:

• Определение ёмкости аккумулятора. Физический смысл
• Определение ёмкости аккумулятора методом длительного разряда
• Определение ёмкости аккумулятора с помощью специального электронного тестера

Определение ёмкости аккумулятора. Физический смысл

Ёмкость аккумуляторной батареи определяет количество времени, в течение которого АКБ сможет давать энергию на полезную нагрузку. Емкость аккумуляторной батареи измеряется в ампер-часах. Сама физическая единица показывает, что ёмкость аккумуляторной батареи — это произведением тока разряда аккумулятора (в амперах) на время разряда АКБ (в часах).
Ёмкость аккумуляторной батареи — это физическая величина, которая вместе с напряжением батареи определяет количество энергии, которую способна дать полностью заряженная аккумуляторная батарея.

Не следует путать понятия ёмкости аккумуляторной батареи и заряда (заряженность) аккумулятора. Ёмкость определяет потенциал аккумуляторной батареи, то есть количество времени, в течение которого АКБ сможет обеспечить питание нагрузки, если аккумуляторная батарея полностью заряжена.

Реальная ёмкость аккумулятора определяется несколькими факторами: величиной приложенной нагрузки, температурой батареи. Чем больше приложена нагрузка, тем быстрее происходит разряд батареи. Чем ниже температура, тем меньше ёмкости имеет батарея. Ёмкость аккумулятора — величина, зависящая от способа и условий измерения, поэтому её необходимо рассматривать в соответствии с технической документацией к батареи. Обычно производитель определяет длительным способ разряда батареи (в течение 20 часов) при комнатной температуре (20 градусов).

Определение ёмкости аккумулятора методом длительного разряда

Стандартным лабораторным методом определения ёмкости аккумулятора является метод длительного контрольного разряда.

В начале аккумуляторную батарею полностью заряжают, а потом разряжают постоянным малым током. Одновременно ведут учёт времени разряда батареи. Ёмкость аккумулятора вычисляют как произведение силы тока на время. Сложность метода состоит в необходимости поддерживать постоянное значение силы тока разряда, для этого используют специальное оборудование.

Бытовым способом измерения ёмкости аккумулятора является метод разряда АКБ с помощью постоянной нагрузки. При этом используют в качестве нагрузки одну или несколько автомобильных ламп, выбирая нагрузку из расчета 1/20 величины номинальной ёмкости. Время засекается по обычным часам. Такой метод имеет неточность, так как напряжение АКБ в течение тестирования снижается, и, следовательно, меняется ток нагрузки. Следует так же опасаться полного (глубокого) разряда АКБ, это может привести к поломке батареи.

Еще один способ измерения ёмкости аккумулятора также основан на использовании метода длительного разряда. В этом случае используется специальная электронная схема и электронные часы, подключенные в схему. Такую схему можно найти на страницах журналов радиолюбителей.

Собрать её сможет опытный радиолюбитель или профессиональный электронщик, для каждого аккумулятора придется подобрать расчетным путём необходимые значения сопротивления нагрузки. Измерение проводится так же в течение 20 часов.

Определение ёмкости аккумулятора с помощью специального электронного тестера

Для быстрого определения ёмкости аккумулятора можно использовать специальные тестеры ёмкости аккумуляторов. Работа таких устройств основана на проведении серии специальных измерений. Для определения ёмкости тестер отправляет несколько зондирующих импульсов в подключенную аккумуляторную батарею. Получив обратный сигнал, тестер проводит их распознание и с помощью микропроцессора делает необходимые вычисления ёмкости аккумулятора.

Полученный результат выводится на электронный дисплей устройства.

Одним из таких приборов является тестер ёмкости аккумуляторных батарей SKAT-T-AUTO.

Тестер ёмкости аккумулятора SKAT-T-AUTO является полностью автоматический прибором, не требует специальных знаний для проведения измерений. Тестер предназначен для быстрой оценки технического состояния герметичных и негерметичных свинцово-кислотных АКБ с номинальным напряжением 12 В и номинальной ёмкостью от 1,0 до 120 Ач.

Тестер емкости аккумулятора позволяет определить ёмкость аккумулятора с необходимой для эксплуатации АКБ точностью всего за 15 секунд.  Работа с прибором очень проста. Нужно отсоединить батарею от прибора, в котором она установлена, подсоединить к тестеру с помощью специальных зажимов и нажать всего одну кнопку.

После определения остаточной ёмкости батареи, её сравнивают с номинальной ёмкостью новой батареи, указанной в паспорте изделия. Если остаточная ёмкость батареи менее 50 %, то её необходимо вывести из эксплуатации и провести восстановление или замену батареи.

Читайте также:

• Аккумуляторы для ИБП. Классификация
  
• Восстановление и тренировка аккумуляторов
  
• Особенности гелевых аккумуляторов
  

как определить и на что влияет?

Емкость аккумулятора является одной из важнейших технических характеристик изделия и часто становится решающим критерием при выборе аккумулятора. Но что показывает емкость, с чем она связана и что может на нее влиять? Сейчас разберёмся.

Вычисление емкости

Емкость – это показатель, демонстрирующий, какой период времени аккумулятор может поддерживать ту или иную нагрузку. Емкость измеряется в ампер-часах, а в малообъемных (к примеру, телефонных) моделях – миллиампер-часах.

Уже по единице измерения можно понять, что она вычисляется путем умножения постоянного тока разряда, на время этого самого разряда. Следовательно, емкость (Е) = I х T, где I заряд в амперах, а Т – часы. Емкость батареи можно определить, сложив емкость всех входящих в нее аккумуляторов.

Различия между емкостью и энергией

Показатель емкости аккумулятора не полностью отображает энергию, которая может хранится в нем при полной зарядке. Это связано с тем, что энергия возрастает прямо пропорционально к напряжению, поэтому реальная энергия аккумулятора вычисляется по следующей формуле:

Энергия = I х U х T, что в расшифровке значит напряжение, умноженное на ток и на время протекания тока.

Поэтому чтобы получить показатель энергии аккумулятора нужно его емкость умножить на напряжение, то есть W [Вт*час]= E х U.

При вычислении энергии аккумуляторной батареи с последовательно подключенными аккумуляторами энергию одного аккумулятора следует умножить на их количество в батарее.

Различия между емкостью и заряженностью

Заряд аккумулятора и емкость – не одно и то же, важно различать эти понятия, покупая аккумулятор в Альтшоп или любом другом магазине. Емкость, как уже говорилось, показывает, сколько времени аккумулятор сможет обеспечивать нагрузку при полном заряде. Заряд же показывает реальное количество накопленной энергии. То есть емкость – статичный показатель, а заряд – динамичный.

Простой пример – емкость показывает объём стакана, а заряд реальное количество воды, которое в ней содержится сейчас.

Влияние износа и температуры на емкость аккумулятора

Влияние температуры зависит от того, какой материал используется в аккумуляторе. Так в моделях со свинцовыми пластинами при повышении температуры от +20 до +40 емкость увеличивается до 5%, снижение температуры на них практически не влияет. Но, вот гелиевые аккумуляторы при падении температуры от +20 к 0 теряют порядка 15% емкости, а при дальнейшем ее снижении до – 20 еще 25%.

Что касается емкости, то в свинцовых моделях она примерно равна заявленной производителем. Однако несколько циклов разрядки-зарядки могут увеличить ее на несколько процентов. Последующее использование или пассивное хранение аккумулятора снижаем его емкость из-за разрушения материала, который лежит в его основании.

Если изношенный аккумулятор быстро садится и заряжается, его нужно заменить новым (кстати, хороший выбор тут). Использование неисправного аккумулятора может привести к снижению эффективности и сбоям в работе питаемого от него устройства.

Емкость аккумулятора | PVEducation

«Емкость батареи» — это мера (обычно в ампер-часах) заряда, хранящегося в батарее, и определяется массой активного материала, содержащегося в батарее. Емкость аккумулятора представляет собой максимальное количество энергии, которое может быть извлечено из аккумулятора при определенных условиях. Однако фактическая способность батареи накапливать энергию может значительно отличаться от «номинальной» номинальной емкости, поскольку емкость батареи сильно зависит от возраста и прошлой истории батареи, режимов зарядки или разрядки батареи и температуры.

Единицы емкости батареи: ампер-часы

Энергия, хранящаяся в батарее, называемая емкостью батареи, измеряется либо в ватт-часах (Втч), киловатт-часах (кВтч), либо в ампер-часах (Ач). Наиболее распространенной мерой емкости батареи является Ач, определяемая как количество часов, в течение которых батарея может обеспечивать ток, равный скорости разряда при номинальном напряжении батареи. Единица А·ч обычно используется при работе с аккумуляторными системами, поскольку напряжение аккумулятора будет меняться на протяжении всего цикла зарядки или разрядки. Емкость Втч может быть аппроксимирована емкостью Ач путем умножения емкости Ач на номинальное (или, если известно, среднее по времени) напряжение батареи. Более точный подход учитывает изменение напряжения путем интегрирования емкости А/ч x V(t) по времени цикла зарядки. Например, 12-вольтовая батарея емкостью 500 Ач позволяет накапливать энергию приблизительно 100 Ач x 12 В = 1200 Втч или 1,2 кВтч. Однако из-за большого влияния скорости зарядки или температуры для практического или точного анализа производители батарей предоставляют дополнительную информацию об изменении емкости батареи.

Влияние скорости зарядки и разрядки на емкость

Скорость зарядки/разрядки влияет на номинальную емкость батареи. Если аккумулятор разряжается очень быстро (т. е. ток разряда велик), то количество энергии, которое можно извлечь из аккумулятора, уменьшается, и емкость аккумулятора снижается. Это связано с тем, что необходимые для протекания реакции компоненты не обязательно успевают либо переместиться в нужные им положения. Только часть всех реагентов преобразуется в другие формы, и поэтому доступная энергия уменьшается. С другой стороны, если батарея разряжается очень медленно с использованием низкого тока, из батареи может быть извлечено больше энергии, а емкость батареи выше. Поэтому емкость батареи должна включать скорость зарядки/разрядки. Обычный способ определения емкости батареи состоит в том, чтобы указать емкость батареи как функцию времени, которое требуется для полной разрядки батареи (обратите внимание, что на практике батарея часто не может быть полностью разряжена).

Температура

Температура батареи также влияет на извлекаемую из нее энергию. При более высоких температурах емкость батареи обычно выше, чем при более низких температурах. Однако преднамеренное повышение температуры батареи не является эффективным методом увеличения емкости батареи, поскольку это также сокращает срок службы батареи.

Возраст и история батареи

Возраст и история батареи имеют большое влияние на емкость батареи. Даже если следовать спецификациям производителей на DOD, емкость батареи будет оставаться на уровне или близком к номинальной емкости в течение ограниченного количества циклов зарядки/разрядки. История батареи оказывает дополнительное влияние на емкость в том смысле, что если батарея использовалась ниже своего максимального DOD, то емкость батареи может быть преждевременно уменьшена, а номинальное количество циклов зарядки/разрядки может быть недоступно.

Разница между емкостью и энергией

22 декабря 2021 г.

В чем разница между емкостью и энергией?

22 декабря 2021 г.

Хотя мы используем слово «емкость» в повседневных разговорах, оно имеет особое значение для специалистов по батареям, что может повлиять на наше понимание производительности батареи.

Проще говоря, емкость батареи описывает, сколько электронов она может хранить для последующего использования.

Емкость аккумулятора не  сообщает вам о количестве энергии, которую он хранит, или о запасе хода, который он может обеспечить. Даже при хорошей емкости невозможно узнать, сколько энергии хранит аккумулятор, не зная напряжения . Это связано с тем, что более высокое напряжение будет поставлять больше энергии для данной емкости. Математика проста:

Энергия (Ватт-часы) = Емкость (А-часы) x Напряжение (Вольты) среднее напряжение 3,7 вольта, общее энергия  , хранящаяся в этой батарее, составляет 11,1 ватт-часа — 3 ампер-часа (емкость) x 3,7 вольта (напряжение) = 11,1 ватт-часа (энергия). Этого примерно достаточно для питания смартфона в течение дня[1]; тысячи таких батарей составляют аккумуляторную батарею электромобиля.

На этой диаграмме представлена ​​аналогия, иллюстрирующая разницу между емкостью и энергией. Емкость представлена ​​количеством воды на вершине холма, а напряжение – его высотой. Энергия извлекается мельницей у подножия холма. Чтобы узнать, сколько энергии сможет использовать мельница, вам нужно знать как высоту, так и количество воды. В батареях принцип тот же; напряжение оказывает такое же влияние на энергию батареи, как и ее емкость.

Срок службы: энергия или емкость?

Запас хода электромобилей может уменьшиться после многих циклов зарядки (этот эффект измеряется как циклов жизни ). Это исчезновение может быть вызвано такими факторами, как многократная быстрая зарядка или экстремальные температуры. Вот почему QuantumScape подвергает свои батареи испытаниям в течение многих сотен циклов с высокой скоростью зарядки и типичными условиями эксплуатации.

Таким образом, для прогнозирования полезного срока службы батареи необходимо понимать, как батарея теряет способность накапливать энергию с течением времени (или многих циклов). Вот почему в QuantumScape мы всегда сообщаем о сохранение энергии разряда  в наших тестах на долговечность. Это мера того, сколько энергии батарея может отдать за каждый цикл, и в нашей батарее она исчезает очень медленно: после 800 циклов наша батарея все еще может отдавать более 80% исходного количества энергии.

Когда испытания на срок службы включают только сохранение емкости, а не сохранение энергии, это говорит только о половине истории. Не зная также, как меняется напряжение с течением времени, невозможно определить разницу между батареей, которая может работать сотни циклов, и батареей, которая станет практически бесполезной всего через несколько десятков.

Это важно, потому что ускорение революции электромобилей требует новых аккумуляторов, которые могут обеспечить улучшенную производительность для водителей, а также выдерживать многолетние циклы зарядки. Аккумулятор, который может накапливать больше энергии в электромобиле, бесполезен, если эта энергия быстро истощается в течение нескольких месяцев, а аккумулятор, который может быстро заряжаться, бесполезен, если быстрая зарядка ставит под угрозу срок службы и ценность автомобиля. Итак, в следующий раз, когда вы увидите отчет батареи о сроке службы, обязательно проверьте, является ли это фактической энергией или просто емкостью. Если сообщается только емкость, у вас нет всего, что вам нужно, чтобы понять, как эта батарея со временем будет изнашиваться в реальном электромобиле.

---

[1]  https://www.androidauthority.com/smartphone-battery-capacity-887305/

---

Прогнозные заявления

Эта статья содержит прогнозные заявления в соответствии с федеральными законами о ценных бумагах и информация, основанная на текущих ожиданиях руководства на дату настоящего отчета. Все заявления, кроме заявлений об исторических фактах, содержащиеся в этой статье, в том числе заявления о будущем развитии аккумуляторной технологии QuantumScape, ожидаемых преимуществах технологий QuantumScape и производительности ее аккумуляторов, а также о планах и целях будущих операций, являются заявлениями прогнозного характера. . При использовании в настоящем отчете слова «может», «будет», «оценивать», «проформа», «ожидать», «планировать», «полагать», «потенциальный», «предсказывать», «целевой», «должен», «был бы», «мог бы», «продолжать», «полагать», «предполагать», «намереваться», «предвидеть» отрицание таких терминов и другие подобные выражения предназначены для обозначения прогнозных заявлений, хотя не все прогнозные заявления содержат такие идентифицирующие слова.

Эти прогнозные заявления основаны на текущих ожиданиях, предположениях, надеждах, убеждениях, намерениях и стратегиях руководства в отношении будущих событий и основаны на имеющейся в настоящее время информации о результатах и ​​сроках будущих событий. Эти прогнозные заявления сопряжены со значительными рисками и неопределенностями, которые могут привести к существенному отличию фактических результатов от ожидаемых. Многие из этих факторов находятся вне контроля QuantumScape, и их трудно предсказать. QuantumScape предупреждает читателей, чтобы они не слишком полагались на какие-либо прогнозные заявления, которые действительны только на дату их публикации. Если иное не требуется применимым законодательством, QuantumScape отказывается от каких-либо обязательств по обновлению любых прогнозных заявлений. Если лежащие в основе предположения окажутся неверными, фактические результаты и прогнозы могут существенно отличаться от выраженных в каких-либо прогнозных заявлениях. Дополнительную информацию об этих и других факторах, которые могут существенно повлиять на фактические результаты QuantumScape, можно найти в периодических заявках QuantumScape в SEC. Заявки QuantumScape в SEC находятся в открытом доступе на веб-сайте SEC по адресу www.sec.gov.

---

Поделиться на

АККУМУЛЯТОРНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

ТВЕРДОТЕЛЬНЫЕ БАТАРЕИ

ТВЕРДОТЕЛЬНЫЕ ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ

РЕСУРСЫ

НОВОСТНАЯ

БЛОГ QS

КАРЬЕРА

Политика конфиденциальности | Условия использования
© 2022 QuantumScape Corporation
1730 Technology Drive, Сан-Хосе, Калифорния 95110
[email protected]

Твиттер Линкедин YouTube

ПАМЕЛА ФОНГ

Начальник отдела кадров

Памела Фонг является руководителем отдела кадров QuantumScape, руководит стратегией и операциями с людьми, включая привлечение талантов, организационное развитие и вовлечение сотрудников. До прихода в компанию г-жа Фонг занимала должность вице-президента по глобальным кадровым ресурсам в PDF Solutions (NASDAQ: PDFS), компании SAAS, специализирующейся на полупроводниках.