Jak obliczyć czas ładowania i rozładowywania baterii?

24

Jak obliczyć przybliżony czas ładowania i rozładowywania akumulatora? Czy istnieje jakieś równanie do tego celu? Jeśli tak, proszę o podanie.

Farid-ur-Rahman
źródło
2
Jaką chemię ma twoja bateria?
abdullah kahraman,
@abdullah kahraman bateria litowo-jonowa
Farid-ur-Rahman
Dave Jones ze sławy EEVBlog ma kilka filmów instruktażowych na ten temat. Samouczek pojemności baterii EEVBlog # 140 i EEVBlog # 772 Jak obliczyć pojemność zmarnowanej baterii

Odpowiedzi:

19

Czas rozładowania jest zasadniczo wartością Ah lub mAh podzieloną przez prąd.

Tak więc dla baterii 2200 mAh z obciążeniem, które pobiera 300 mA, masz:

2.20,3=7.3hours *

Czas ładowania zależy od składu chemicznego akumulatora i prądu ładowania.

Na przykład w przypadku NiMh będzie to zazwyczaj 10% wartości Ah przez 10 godzin.

Inne substancje chemiczne, takie jak Li-Ion, będą inne.

* 2200 mAh jest taki sam jak 2,2 Ah. 300mA to to samo co 0,3A

Majenko
źródło
2
Chciałbym zaznaczyć, że niektóre akumulatory, a na pewno wszystkie obwody, nie będą działać przy zasilaniu do 0 woltów, więc wasz obwód przestanie działać na długo przed całkowitym rozładowaniem akumulatora
chwi
1
Ta odpowiedź ma teraz około 4 lat - ale jest niepoprawna w przypadku akumulatorów LiIon, o co pyta. (Zalecane po tej odpowiedzi). Zobacz moją odpowiedź w celu uzyskania szczegółowych informacji - ale LiIon można zwykle ładować z szybkością C / 1, aż Vbat = 4,2 V / ogniwo. Zajmuje to zwykle od 45 minut do około 75% pojemności, a następnie około 2 godzin z szybkością zmniejszania wagi.
Russell McMahon,
6

Ładowanie baterii: Przykład: Weź 100 AH baterii. Jeśli zastosowany prąd wynosi 10 amperów, to wynosiłby 100 Ah / 10 A = około 10 godzin. Jest to zwykłe obliczenie.

Rozładowanie: przykład: akumulator AH X Napięcie akumulatora / przyłożone obciążenie. Powiedzmy, 100 AH X 12V / 100 watów = 12 godzin (przy 40% stratach przy maks. = 12 x 40/100 = 4,8 godzin) Na pewno tworzenie kopii zapasowej potrwa do 4,8 godzin.

ArunPrasath
źródło
5
Powyższa formuła ładowania zakłada ładunek o wydajności 100%, więc nie jest idealny, ale jest dobrym, prostym sposobem na uzyskanie przybliżonego pojęcia czasu ładowania. W celu dokładniejszego oszacowania można założyć 80% wydajności dla akumulatorów NiCd i NiMh oraz 90% wydajności dla akumulatorów LiIon / LiPo. Następnie formuła staje się capacity / (efficiency * chargeRate)lub, aby użyć tych samych wartości z góry (przy założeniu chemii litu),100Ah / (0.9 * 10A) = 11.11 hours
KOGI
4

Stawki rozładowania są tutaj wystarczająco dobrze uwzględnione.

LiIon / LiPo mają prawie 100 wydajności prądu, ale wydajność ładowania energii zależy od szybkości ładowania. H = Wyższe stawki ładowania mają niższą sprawność energetyczną, ponieważ straty rezystancyjne rosną pod koniec ładowania.

Poniżej LiIon i LiPo są wymienne w tym kontekście.

Głównym powodem dodania odpowiedzi na pytanie w wieku 3+ jest uwaga:

LiIon / LiPo nie powinien być ładowany w specyfikacji powyżej producenta. Zwykle jest to C / 1, czasem C / 2, a bardzo rzadko 2C. Zwykle C / 1 jest bezpieczny.

LiIony są ładowane przy CC = prąd stały = <= maksymalny dopuszczalny prąd od „pustego”, aż napięcie ładowania osiągnie 4,2 V. Są one następnie ładowane przy CV = stałe napięcie = 4,2 V, a prąd podlega kontroli chemicznej akumulatora.

Punkt końcowy ładowania zostaje osiągnięty, gdy I_arge w trybie CV spadnie do pewnego wstępnie ustawionego% Imax - zwykle 25%. Wyższy% prądu końcowego = dłuższy cykl życia, niższy czas ładowania i nieco mniejsza pojemność dla następnego cyklu rozładowania.

Po naładowaniu z „pustego” w C / 1 ogniwo LiIon osiąga około 70% - 80% pełnego naładowania w 0,6 do 0,7 godziny ~ = 40 do 50 minut.

Etap CV zwykle zajmuje 1,5 do 2 godzin (w zależności od prądu końcowego% i innych czynników), więc całkowity czas ładowania wynosi około 40m + 1,5 godziny do 50 minut + 2 godziny lub zazwyczaj ogółem 2+ do 3 godzin. Ale bardzo przydatny% całkowitego ładunku jest osiągany w ciągu 1 godziny.

Russell McMahon
źródło
3

Prawo Peukerta daje pojemność akumulatora pod względem szybkości rozładowania. Niższa szybkość rozładowania wyższa pojemność. Wraz ze wzrostem szybkości rozładowania (obciążenia) zmniejsza się pojemność akumulatora.

To znaczy, jeśli rozładujesz przy niskim prądzie, bateria da ci większą pojemność lub dłuższe rozładowanie. W celu naładowania obliczyć Ah rozładowane plus 20% Ah rozładowane, jeśli jest to akumulator żelowy. Rezultatem jest całkowita Ah, którą będziesz karmić, aby w pełni naładować.

Jinder
źródło
9
Jak możesz zalecić ładowanie za pomocą 10 A, jeśli nie masz absolutnie żadnych specyfikacji danego akumulatora?
stevenvh,
2

W przypadku idealnym / teoretycznym czas będzie wynosić t = pojemność / prąd. Jeśli pojemność jest podawana w amperogodzinach, a prąd w amperach, czas będzie wyrażony w godzinach (ładowanie lub rozładowywanie). Na przykład bateria 100 Ah zapewniająca 1 A wystarczyłaby na 100 godzin. Lub jeśli dostarczasz 100A, to potrwa 1 godzinę. Innymi słowy, możesz mieć „w dowolnym momencie”, pod warunkiem, że pomnożąc go przez prąd, otrzymasz 100 (pojemność baterii).

Jednak w świecie rzeczywistym / praktycznym należy wziąć pod uwagę ciepło wytwarzane w każdym procesie, wydajność, rodzaj akumulatora, zakres działania i inne zmienne. W tym miejscu pojawiają się „praktyczne zasady”. Jeśli chcesz, aby bateria działała „długo” i nie ulegała przegrzaniu, wówczas prąd ładowania lub rozładowywania musi być utrzymywany na poziomie nie większym niż 1/10 pojemności znamionowej. Należy również pamiętać, że bateria nie powinna być „całkowicie” rozładowana. Zazwyczaj akumulator jest uważany za „rozładowany”, gdy traci 1/3 pojemności, dlatego potrzebuje tylko 1/3 pojemności do pełnego naładowania (zakres działania). Przy tych ograniczeniach i powyższych wartościach otrzymujemy tylko jedną odpowiedź, t = 33Ah / 10A = 3.

Guill
źródło
0

Ogólne zasady podane w innych odpowiedziach są często wystarczające, ale jeśli możesz znaleźć arkusz danych baterii, najlepiej sprawdzić odpowiedni wykres. Jako przykład podajemy kartę danych taniego akumulatora 12V. W arkuszu danych znajdziesz ten wykres:

Wykres napięcia w funkcji czasu dla różnych prądów

Powiedzmy, że jest to bateria o pojemności 7 Ah i że chcesz narysować 14 A. Będziesz musiał obserwować krzywą 2C (2C oznacza rozładowanie przy 7 Ah * 2 / h = 14A). Zauważysz, że ta bateria spadnie do 9,5 V-10 V po około 15 minutach. Oczywiście dotyczy to tylko świeżego akumulatora półkowego utrzymywanego w temperaturze 25 stopni Celsjusza. Temperatura, wiek i użytkowanie negatywnie wpływają na wydajność.

ndemou
źródło
Cześć, nie mogłem znaleźć oryginalnego źródła dla dołączonego obrazu. Czy możesz edytować odpowiedź, aby dodać link do oryginalnej strony internetowej lub pliku PDF itp., Zgodnie z wymogami tej reguły witryny ? Dzięki.
SamGibson,
Naprawiono, aby ci pomóc (wcale nie jestem pewien, że zasady, które
podłączyłeś,
Dzięki i tak, ta reguła ma zastosowanie do wszystkich odpowiedzi - brzmi: „ Gdy znajdziesz przydatne źródło informacji, które może pomóc odpowiedzieć na pytanie (z innej witryny lub w odpowiedzi na temat wymiany stosów inżynierii elektrycznej), upewnij się, że wykonałeś wszystkie poniższe czynności [...] „Użyłeś czegoś w odpowiedzi, która pochodzi z innej strony (tj. Nie jest to Twoja oryginalna praca). Jeśli mi nie wierzysz, możesz oflagować własną odpowiedź, wybrać opcję „potrzebuję uwagi moderatora” i poprosić ją o usunięcie linku referencyjnego, jeśli nie jest wymagany - nie usunie go. Lub możesz zapytać w pokoju czatu moderatora. Dzięki jeszcze raz.
SamGibson,
90% tego, co publikuję w SE, pochodzi z zewnętrznego źródła: innych stron, innych odpowiedzi, książek i czasopism, które przeczytałem itp. Gdybym musiał wyrazić uznanie nawet najmniejszemu nieistotnemu źródłu, przyczyniłbym się do 1% tego, co ja robić. Chodzi mi o uznanie innych, ale nie bez ograniczeń. Ten obraz jest niewielką częścią kolejnego darmowego arkusza danych. Każda podobna tabela służyłaby równie dobrze, ponieważ jest używana wyłącznie jako przykład. Stoję przy mojej pierwszej pozycji, że link nie jest wymagany, ale na pewno nie boli i hej! Myliłem się wcześniej :-)
ndemou
Żeby było jasne, za każdym razem, gdy ponownie wykorzystujesz materiał z innego miejsca (tekst i obrazy, których sam nie stworzyłeś), musisz podać informacje o autorze. Dziękujemy za podanie linku.
Dave Tweed