Jak obliczyć czas ładowania i rozładowywania baterii?

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

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

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

$\frac{2.2}{0.3} = 7.3 hours$ ^*

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}

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.

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.

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.

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.

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:

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.