วิธีการคำนวณเวลาในการชาร์จและการคลายประจุของแบตเตอรี่?

24

ฉันจะคำนวณเวลาโดยประมาณสำหรับการชาร์จและการคลายประจุของแบตเตอรี่ได้อย่างไร มีสมการใด ๆ สำหรับจุดประสงค์หรือไม่ ถ้าใช่โปรดให้ฉัน

batteries charging discharge

— ฟาริด-ur เราะห์มาน
แหล่งที่มา

2

แบตเตอรี่ของคุณมีสารเคมีอะไรบ้าง?

— abdullah kahraman

@abdullah kahraman แบตเตอรี่ Li-Ion

— Farid-ur-Rahman

ชื่อเสียงของ Dave Jones จาก EEVBlog มีวิดีโอแนะนำเกี่ยวกับเรื่องนี้หลายเรื่อง EEVBlog # 140 บทแนะนำความจุของแบตเตอรี่และEEVBlog # 772 วิธีการคำนวณความจุแบตเตอรี่ที่สูญเปล่า

19

เวลาที่ปล่อยออกมานั้นเป็นคะแนน Ah หรือ mAh หารด้วยกระแส

ดังนั้นสำหรับแบตเตอรี่ขนาด 2200mAh ที่มีโหลดที่เหลือ 300mA คุณจะต้อง:

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

เวลาในการชาร์จขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางเคมีของแบตเตอรี่และค่าใช้จ่ายในปัจจุบัน

สำหรับ NiMh ตัวอย่างเช่นโดยทั่วไปจะเป็น 10% ของคะแนน Ah เป็นเวลา 10 ชั่วโมง

นักเคมีอื่น ๆ เช่น Li-Ion จะแตกต่างกัน

^{* 2200mAh เหมือนกับ 2.2Ah 300mA เหมือนกับ 0.3A}

— Majenko
แหล่งที่มา

2

ฉันอยากจะชี้ให้เห็นว่าแบตเตอรี่บางตัวและแน่นอนทุกวงจรจะไม่ทำงานถึง 0 โวลท์ที่แหล่งจ่ายดังนั้นวงจรของคุณจะหยุดทำงานเป็นเวลานานก่อนที่แบตเตอรี่จะหมดอย่างสมบูรณ์

— chwi

1

คำตอบนี้มีอายุประมาณ 4 ปีแล้ว แต่ไม่ถูกต้องสำหรับแบตเตอรี่ LiIon ซึ่งเป็นสิ่งที่เขาถาม (คำแนะนำหลังจากคำตอบนี้) ดูคำตอบของฉันสำหรับรายละเอียด - แต่โดยทั่วไป LiIon สามารถเรียกเก็บเงินได้ที่อัตรา C / 1 จนกระทั่ง Vbat = 4.2V / เซลล์ ซึ่งโดยทั่วไปจะใช้เวลา 45 นาทีถึงประมาณ 75% จากนั้นประมาณ 2 ชั่วโมงในอัตราที่ลดลงสำหรับยอดคงเหลือ

— รัสเซลแม็คมาฮอน

6

การชาร์จแบตเตอรี่: ตัวอย่าง: ใช้แบตเตอรี่ 100 AH หากกระแสที่ใช้คือ 10 แอมแปร์มันจะเป็น 100Ah / 10A = 10 ชั่วโมงโดยประมาณ เป็นการคำนวณตามปกติ

การคายประจุ: ตัวอย่าง: แบตเตอรี่ AH X โวลต์แบตเตอรี่ / โหลดที่ใช้ พูดว่า 100 AH X 12V / 100 Watts = 12 ชม. (ที่มีการสูญเสีย 40% ที่สูงสุด = 12 x 40/100 = 4.8 ชม.) แน่นอนว่าการสำรองข้อมูลจะใช้เวลานานถึง 4.8 ชั่วโมง

— ArunPrasath
แหล่งที่มา

5

สูตรการชาร์จข้างต้นถือว่าเป็นการชาร์จที่มีประสิทธิภาพ 100% ดังนั้นจึงไม่เหมาะ แต่เป็นวิธีที่ดีและเรียบง่ายในการคิดเวลาในการชาร์จ สำหรับการประมาณที่แม่นยำยิ่งขึ้นคุณสามารถรับประสิทธิภาพ 80% สำหรับแบตเตอรี่ NiCd และ NiMh และประสิทธิภาพ 90% สำหรับแบตเตอรี่ LiIon / LiPo จากนั้นสูตรจะกลายเป็นcapacity / (efficiency * chargeRate)หรือเพื่อใช้ค่าเดียวกันจากด้านบน (โดยสมมติว่าเคมีลิเธียม)100Ah / (0.9 * 10A) = 11.11 hours

— KOGI

4

อัตราการคายประจุจะครอบคลุมอย่างเพียงพอ

LiIon / LiPo มีประจุเกือบ 100 ในปัจจุบัน แต่ประสิทธิภาพของพลังงานนั้นขึ้นอยู่กับอัตราการชาร์จ H = อัตราการชาร์จที่สูงขึ้นมีประสิทธิภาพการใช้พลังงานลดลงเนื่องจากการสูญเสียตัวต้านทานเพิ่มขึ้นเมื่อสิ้นสุดการชาร์จ

LiIon และ LiPo ด้านล่างนี้สามารถใช้แทนกันได้ในบริบทนี้

เหตุผลหลักในการเพิ่มคำตอบสำหรับคำถามอายุ 3 ปีขึ้นไปคือให้สังเกตว่า:

LiIon / LiPo ไม่ควรเรียกเก็บเงินจากผู้ผลิตที่ระบุไว้ด้านบน นี่คือปกติ C / 1 บางครั้ง C / 2 และบางครั้งมาก 2C โดยปกติ C / 1 จะปลอดภัย

LiIon มีการเรียกเก็บเงินที่ CC = ค่าคงที่ปัจจุบัน = <= กระแสที่อนุญาตสูงสุดจาก 'ว่าง' จนกระทั่งแรงดันประจุถึง 4.2V พวกเขาจะถูกเรียกเก็บเงินที่ CV = แรงดันคงที่ = 4.2V และปัจจุบันตกอยู่ภายใต้การควบคุมทางเคมีของแบตเตอรี่

ถึงจุดสิ้นสุดของการเรียกเก็บเงินเมื่อ I_charge ในโหมด CV ตกถึง% ที่ตั้งไว้ล่วงหน้าของ Imax - โดยทั่วไปแล้วจะ 25% การเลิกจ้าง% ที่สูงขึ้นในปัจจุบัน = อายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น, เวลาในการชาร์จที่ลดลงและความจุที่น้อยลงสำหรับวงจรการปล่อยต่อไปนี้

เมื่อชาร์จจาก "ว่าง" ที่ C / 1 เซลล์ LiIon จะได้รับ 70% - 80% ของประจุเต็มใน 0.6 ถึง 0.7 ชั่วโมง ~ = 40 ถึง 50 นาที

โดยทั่วไปขั้นตอน CV จะใช้เวลา 1.5 ถึง 2 ชั่วโมง (ขึ้นอยู่กับการยกเลิก% ปัจจุบันและปัจจัยอื่น ๆ ) ดังนั้นเวลาในการชาร์จรวมประมาณ 40m +1.5 ชั่วโมงถึง 50 นาที +2 ชั่วโมงหรือโดยรวม 2+ ถึง 3 ชั่วโมง แต่ถึง% ของค่าใช้จ่ายทั้งหมดที่มีประโยชน์มากจะมาถึงใน 1 ชั่วโมง

— Russell McMahon
แหล่งที่มา

3

กฎหมายของ Peukert ให้ความจุของแบตเตอรี่ในแง่ของอัตราการคายประจุ ลดอัตราการคายประจุให้สูงขึ้นความจุ เมื่ออัตราคายประจุ (โหลด) เพิ่มขึ้นความจุของแบตเตอรี่จะลดลง

นี่คือการบอกว่าถ้าคุณปล่อยกระแสไฟต่ำแบตเตอรี่จะให้ความจุมากขึ้นหรือคายประจุมากขึ้น สำหรับการคำนวณให้คำนวณ Ah ที่ปล่อยออกมาบวก 20% ของ Ah ที่ปล่อยออกมาหากเป็นแบตเตอรี่เจล ผลที่ได้คืออาทั้งหมดที่คุณจะป้อนเพื่อเติมเต็ม

— Jinder
แหล่งที่มา

9

คุณจะให้คำแนะนำในการชาร์จด้วย 10 A ได้อย่างไรถ้าคุณไม่มีคำถามแบตเตอรี่อย่างแน่นอน?

— stevenvh

2

ในกรณีอุดมคติ / เชิงทฤษฎีเวลาจะเป็น t = กำลังการผลิต / กระแส หากกำลังการผลิตเป็นแบบแอมป์ชั่วโมงและปัจจุบันเป็นแอมป์เวลาจะเป็นชั่วโมง (การชาร์จหรือการปล่อย) ตัวอย่างเช่นแบตเตอรี่ 100 Ah ที่ส่ง 1A จะใช้งานได้ 100 ชั่วโมง หรือถ้าส่ง 100A จะใช้เวลา 1 ชั่วโมง กล่าวอีกนัยหนึ่งคุณสามารถมี "ตลอดเวลา" ตราบเท่าที่คุณคูณด้วยปัจจุบันคุณจะได้ 100 (ความจุของแบตเตอรี่)

อย่างไรก็ตามในโลกของจริง / ในทางปฏิบัติคุณต้องคำนึงถึงความร้อนที่เกิดขึ้นในแต่ละกระบวนการประสิทธิภาพชนิดของแบตเตอรี่ช่วงการใช้งานและตัวแปรอื่น ๆ นี่คือที่ "กฎของหัวแม่มือ" เข้ามาหากคุณต้องการให้แบตเตอรี่มีอายุการใช้งาน "นาน" และไม่มีความร้อนสูงเกินไปการชาร์จหรือปล่อยประจุจะต้องถูกเก็บไว้ที่ความจุสูงสุดไม่เกิน 1/10 คุณต้องจำไว้ว่าแบตเตอรี่ไม่ควรปล่อย "เต็ม" โดยทั่วไปแล้วแบตเตอรี่จะถูกพิจารณาว่า "ปล่อย" เมื่อความจุของแบตเตอรี่เหลือเพียง 1/3 ดังนั้นจึงจำเป็นต้องชาร์จประจุเพียง 1/3 ของความจุทั้งหมดเท่านั้น (ช่วงของการใช้งาน) ด้วยข้อ จำกัด เหล่านี้และค่าข้างต้นเราจะได้คำตอบเพียงคำตอบเดียว t = 33Ah / 10A = 3

— Guill
แหล่งที่มา

0

กฎของหัวแม่มือที่ระบุในคำตอบอื่น ๆ มักจะดีพอ แต่ถ้าคุณสามารถหาแผ่นข้อมูลของแบตเตอรี่ได้ดีที่สุดในการตรวจสอบกราฟที่เกี่ยวข้อง นี่คือตัวอย่างแผ่นข้อมูลของแบตเตอรี่ 12V ราคาถูก ในแผ่นข้อมูลคุณจะพบกราฟนี้:

สมมติว่านี่เป็นแบตเตอรี่ที่มีความจุ 7 ชั่วโมงและคุณต้องการวาด 14A คุณจะต้องสังเกตโค้ง 2C (2C หมายถึงปล่อยที่ 7Ahr * 2 / h = 14A) คุณจะทราบว่าแบตเตอรี่นี้จะลดลงเหลือ 9.5V-10V หลังจากนั้นประมาณ 15 นาที แน่นอนว่านี่เป็นเรื่องจริงสำหรับแบตเตอรี่สดที่เก็บไว้ที่ 25 องศาเซลเซียสเท่านั้น อุณหภูมิอายุและการใช้งานส่งผลเสียต่อประสิทธิภาพ

— ndemou
แหล่งที่มา

สวัสดีฉันไม่พบแหล่งต้นฉบับสำหรับภาพที่คุณรวมไว้ คุณสามารถแก้ไขคำตอบเพื่อเพิ่มลิงค์ไปยังหน้าเว็บต้นฉบับหรือไฟล์ PDF เป็นต้นตามที่กฎเว็บไซต์นี้กำหนดได้หรือไม่? ขอบคุณ

— SamGibson

คงที่จะช่วยให้คุณ (ฉันไม่ได้เลยแน่ใจว่ากฎที่คุณเชื่อมโยงไปเกี่ยวข้องกับกรณีนี้)

— ndemou

Thanks and yes, that rule does apply to all answers - it says: "When you find a useful resource that can help answer a question (from another site or in an answer on Electrical Engineering Stack Exchange) make sure you do all of the following [...]" You used something in an answer which came from another site (i.e. not your original work). If you don't believe me, you can flag your own answer, select "in need of moderator attention" and ask them to remove your reference link, if it isn't required - they won't remove it. Or you can ask in the moderator chat room. Thanks again.

— SamGibson

90% of what I post in SE comes from an external resource: other sites, other answers, books & periodicals I've read etc. If I had to give credit to even the tiniest insignificant source I would be contributing 1% of what I do. I'm all about giving credit to others but not without limits. This image is a tiny part of just another free datasheet. Any similar chart would serve just as well because it's used purely as an example. I stand by my first position that a link is not required but it surely doesn't hurt and hey! I've been wrong before :-)

— ndemou

Just to be clear, whenever you reuse material from elsewhere (text and images you haven't created yourself), you need to provide the attribution(s). Thank you for providing the link.

— Dave Tweed