Размер батареи

По Стивен Макфадьен on 8 апреля 2012 г.

В этой статье дается введение в метод IEEE 485 для выбора и расчета емкости батареи.

Определения

• рабочий цикл батареи – нагрузка (включая продолжительность), которую батарея должна обеспечивать
• размер элемента – номинальная емкость батареи
• уравнительный заряд – длительная зарядка со скоростью, превышающей нормальное напряжение подзаряда
• работа в режиме полного подзаряда – работа с батареями и параллельно подключенной нагрузкой
• период – время, в течение которого ожидается постоянная нагрузка расчеты размеров
• номинальная емкость – емкость элемента батареи (обычно для данной скорости разряда и конечного напряжения элемента)
• свинцово-кислотный элемент с клапанным регулированием (VRLA) – герметичный свинцово-кислотный элемент (за исключением клапана, который открывается, когда внутреннее давление превышает внешнее давление)
• вентилируемый аккумулятор – аккумулятор, в котором продукты электролиза и испарения могут свободно выходить в атмосферу

Выбор батареи

Выбор физической [[батареи|батареи]] (элементов) зависит от нескольких факторов:

• тип батареи (герметичная, вентилируемая, свинцово-кислотная, никель-кадмиевая и т. д.)
• ожидаемый срок службы батареи
• использование батареи (количество циклов зарядки/разрядки)
• размеры и вес батареи
• строительные материалы
• разъемы и клеммы
• окружающая среда и условия
• требования к обслуживанию
• сейсмические характеристики

Ампер-часы и Вт/элемент

Емкость в Ач или Ампер-часах — это ток, который батарея может обеспечить в течение определенного периода времени. Например, 100 Ач при скорости C10 до конечного разрядного напряжения 1,75 В на элемент означает, что батарея может обеспечивать 10 А в течение 10 часов до конечного разрядного напряжения 1,75 В на элемент.

Различные производители аккумуляторов будут использовать разные скорости Cxx в зависимости от рынка или приложения, для которого предназначены их аккумуляторы. Типичными используемыми скоростями являются C3, C5, C8, C10 и C20. Из-за этого это важно при сравнении аккумуляторов разных производителей.

Ач используется для определения размеров батарей на основе методов постоянного [[электрического тока|силы тока]] и ватт/элемент на основе методов постоянной [[электрической мощности|мощности]].

IEEE 485 Свинцово-кислотные батареи для стационарных приложений

В этом стандарте подробно описаны методы определения нагрузок постоянного тока и определения размера свинцово-кислотной батареи для питания этих нагрузок в режиме полного резерва. Ниже приведено краткое описание метода, представленного стандартом. Полное и точное описание см. в полном стандарте.

Определение нагрузки

Нагрузки классифицируются как:

• непрерывные – нагрузки постоянно действующие
• непостоянные – нагрузки длящиеся в течение определенного периода времени
• мгновенные – нагрузки длящиеся менее 1 минуты

Typical Loads

Continuous	Non-continuous	Momentary
Lighting Continuous Motors Converters Indicating Lights UPS Control Systems	Emergency motors Fire protection systems Valve операций (> 1 мин)	Операции с распределительным устройством Операции с клапанами (< 1 мин) Операции с изолирующими выключателями Прошивка генераторов Пусковые токи двигателей Пусковые токи

расчеты.

Диаграмма рабочего цикла

Стандарт рекомендует начертить рабочий цикл, показывающий предполагаемые нагрузки (в [[Амперах]] или мощности) для требуемой продолжительности времени автономной работы от батареи.

Стандарт IEEE 485. Рекомендуемая практика определения размеров свинцово-кислотных аккумуляторов для стационарного оборудования. Типовой рабочий цикл

Соображения

• Необходимо указать известные нагрузки и время
• В наиболее критические моменты времени следует указать произвольные нагрузки

Количество элементов и напряжение элемента – количество элементов оценивается на основе максимального напряжения аккумулятора и напряжения плавающего заряда:

Минимальное напряжение батареи — это минимальное напряжение системы (включая падение напряжения на кабелях). При минимальном напряжении элемента минимальное напряжение элемента определяется как:

Поправка на температуру – при понижении температуры емкость элемента уменьшается (и наоборот, при повышении температуры). Производители указывают емкость ячейки при данной температуре, и для других температур следует использовать соответствующие поправочные коэффициенты.

Коэффициент старения – производительность батареи относительно стабильна на протяжении всего срока службы, быстро снижаясь к концу. Чтобы гарантировать, что батарея может соответствовать конструктивным требованиям на протяжении всего срока службы, в соответствии со стандартом начальная емкость должна составлять 125% от проектной емкости.

Расчетный запас – для учета непредвиденных обстоятельств (повышенные нагрузки, плохое техническое обслуживание, недавний разряд и т. д.) обычно допускается расчетный запас от 10% до 15%.

Методика определения размеров – требуемая емкость ячейки F _S определяется по формуле:

Где S может быть любым целым числом от 1 до 9001, рассчитанным на секции от 1 до 9001. F _S выражается в ватт-часах или ампер-часах в зависимости от того, какой C _t используется.

Требуемый нескорректированный размер ячейки F определяется как:

Где:

• F – это некорректированный (температура, старение и маржа дизайна) Размер ячейки
• S – это раздел декоративный цикл.
• N       – количество периодов в рабочем цикле
• P        – анализируемый период
• A _P      – the amperes required for period P
• t         – the time in minutes from the beginning of period P through the end of Section S
• C _t       – is the capacity номинальный коэффициент (для данного типа элемента, при скорости разряда t минут, при 25 °C, до определенного минимального напряжения элемента
• F _S      – емкость, требуемая каждой секцией

Коэффициент рейтинга емкости

Существует два способа выражения мощности:

Термин R _T

Термин R _T – это число Amperes, может при 25 ^o C до определенного минимального напряжения ячейки.

дача:

Терм К _t

Терм К _{t t} норма времени, при 5-часовой норме мощности, при 2 амперной емкости0283 o C и до определенного минимального напряжения, которое может быть подано в течение t минут.

дает:

R _t не равно 1/ K _t , поскольку каждый фактор выражается в разных единицах.

См. также

• Размер батареи ИБП

Каталожные номера

• [1] IEEE Std. 485 «Рекомендуемая практика IEEE для определения размеров свинцово-кислотных аккумуляторов для стационарных приложений», Институт инженеров по электротехнике и электронике

---

Еще интересное Примечания:

Стивен Макфадьен

Стивен имеет более чем двадцатипятилетний опыт работы на крупнейших строительных проектах. Он обладает глубоким техническим пониманием электротехники и стремится поделиться этими знаниями.

Об авторе

мояЭлектротехника

Включите JavaScript для просмотра комментариев на базе Disqus.

Скорость заряда и разряда батареи A контролируется скоростью батареи C. Рейтинг батареи C — это измерение тока, при котором батарея заряжается и разряжается. Емкость батареи обычно оценивается и маркируется как 1C Rate (ток 1C), это означает, что полностью заряженная батарея емкостью 10 Ач должна обеспечивать 10 ампер в течение одного часа. Та же самая батарея емкостью 10 Ач, разряженная при температуре C 0,5C, будет обеспечивать ток 5 А в течение двух часов, а при разрядке при температуре 2C — 20 А в течение 30 минут. Важно знать рейтинг C батареи, так как для большинства батарей доступная запасенная энергия зависит от скорости тока заряда и разряда.

ТАБЛИЦА СКОРОСТИ C АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

В приведенной ниже таблице показаны различные значения C Rate для батарей, а также время их службы. Важно знать, что даже при том, что при разрядке батареи с разной скоростью C должны использоваться одни и те же расчеты для одинакового количества энергии, в действительности вероятны некоторые внутренние потери энергии. При более высоких скоростях C часть энергии может быть потеряна и превращена в тепло, что может привести к снижению емкости на 5% и более.

Чтобы получить достаточно хорошие показания емкости, производители обычно оценивают щелочные и свинцово-кислотные батареи как очень низкую температуру 0,05°C или 20-часовую разрядку. Даже при такой медленной скорости разряда свинцово-кислотные батареи редко достигают 100-процентной емкости, поскольку характеристики аккумуляторов переоценены. Производители предоставляют поправки на емкость для корректировки несоответствий, если они разряжаются с более высоким уровнем содержания углерода, чем указано.

КАК РАССЧИТАТЬ C-РЕЙТИНГ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

C-рейтинг батареи определяется скоростью времени, в течение которого она заряжается или разряжается. Вы можете увеличить или уменьшить C Rate, и в результате это повлияет на время, необходимое для зарядки или разрядки аккумулятора. Время заряда или разряда C Rate изменяется в зависимости от рейтинга. 1C соответствует 60 минутам, 0,5C — 120 минутам, а рейтинг 2C — 30 минутам.

Формула проста.

 t = Время
Cr = C Скорость
t = 1 / Cr (для просмотра в часах)
t = 60 минут / Cr (для просмотра в минутах) 

0,5C КАРТА ПРИМЕР

• 2300MAH Аккумулятор
• 2300MAH / 1000 = 2,3A
• 0,5C x 2,3A = 1,15A доступно
• 1 / 0,5C = 2 часа
• 60 / 0,50 = 12014

4444444444444444444444 444.

2C Пример ставки

• 2300MAH Аккумулятор
• 2300MAH / 1000 = 2,3A
• 2C x 2,3a = 4,6a доступно
• 1 / 2C = 0,5 часа
• 60 / 2C = 30 минут

9008

.

• Аккумулятор 2300 мАч
• 2300 мА·ч / 1000 = 2,3 А
• 30C x 2,3 A = 69 A в наличии
• 60 / 30C = 2 минуты

приведенная ниже формула для расчета выходного тока, мощности и энергии батареи на основе ее рейтинга C.

 Er = Номинальная энергия (Ач)
Cr = C Скорость
I = ток заряда или разряда (Ампер)
I = Кр * Эр
Cr = I / Er 

КАК ОПРЕДЕЛИТЬ НОМИНАЛ C АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

Аккумуляторы меньшего размера обычно оцениваются по рейтингу 1C, который также известен как часовой рейтинг. Например, если ваша батарея имеет маркировку 3000 мАч при часовой ставке, то рейтинг 1C составляет 3000 мАч. Как правило, вы найдете показатель C вашей батареи на ее этикетке и в паспорте батареи. Различные химические составы аккумуляторов иногда будут отображать разные показатели C, например, свинцово-кислотные аккумуляторы обычно рассчитаны на очень низкую скорость разряда, часто 0,05C или 20-часовую скорость. Химический состав и конструкция вашей батареи будут определять максимальную скорость C вашей батареи, например, литиевые батареи могут выдерживать гораздо более высокие скорости разрядки C, чем другие химические вещества, такие как щелочные. Если вы не можете найти рейтинг батареи C на этикетке или в техническом паспорте, мы рекомендуем обратиться непосредственно к производителю батареи.

Емкость литиевой батареи по сравнению со свинцово-кислотной при различных токах разряда

ПРИМЕНЕНИЯ, ТРЕБУЮЩИЕ ВЫСОКОГО СКОРОСТИ C

На рынке появляется все больше приложений и устройств, для которых требуются батареи с высоким значением C Rate. К ним относятся промышленные и потребительские приложения, такие как радиоуправляемые модели, дроны, робототехника и устройства для запуска транспортных средств. Все эти приложения требуют мощного выброса энергии за короткий промежуток времени.

Большинству пусковых устройств может потребоваться скорость разряда до 35°C, а в радиоуправляемой промышленности используются аккумуляторы с высокой скоростью разряда, используемые при температуре до 50°C! На рынке есть некоторые батареи, которые заявляют о еще более высоких скоростях C, основанных на максимальной скорости импульсного разряда, которая требует, чтобы батарея достигла полной разрядки всего за несколько секунд.

Однако большинству приложений не нужны такие высокие скорости C.

Если вам нужна помощь в поиске подходящей батареи для вашего приложения, свяжитесь с одним из инженеров Power Sonic.

Категории: Блог, Батареи

ИЩЕТЕ ЛУЧШУЮ ЖИЗНЬPO4?

Power Sonic предлагает на выбор полную линейку качественных и надежных аккумуляторов LiFePO4. Каким бы ни было ваше приложение, у Power Sonic есть подходящая батарея для вас.

Батареи LiFePO4

Вас также может заинтересовать…

Однофазное и трехфазное напряжение по странам

Категории: Блог, Эвеско

Ниже приведено полное руководство по напряжению электроэнергии по странам, включая однофазное и трехфазное напряжение, частоту и тип вилки. Б…

Подробнее…

Уровни зарядки электромобилей

Категории: Блог, Эвеско

Внедрение электромобилей (EV) ускоряется быстрее, чем прогнозировали эксперты. Это ускоренное внедрение является результатом государственных стимулов, …

Подробнее…

Как ухаживать за аккумулятором SLA

Категории: Аккумуляторы, Уход

Герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы (SLA) использовались для питания сотен устройств с 1850-х годов и продолжают использоваться сегодня. К сожалению…

Подробнее…

Обещание бренда Power Sonic

Качество

Изготовленные с использованием новейших технологий и под строгим контролем качества, наши аккумуляторы отличаются превосходной производительностью и надежностью.

Опыт

Наш целенаправленный подход к исключительному комплексному обслуживанию клиентов отличает нас от конкурентов. От запроса до доставки и всего, что между ними, мы регулярно превосходим ожидания наших клиентов.