Характеристики аккумуляторов • Ваш Солнечный Дом

Разрядные характеристики аккумуляторных батарей

Наиболее важными показателями качества АБ являются: емкость, напряжение, габариты, вес, стоимость, допустимая глубина разряда, срок службы, КПД, диапазон рабочих температур, допустимый ток заряда и разряда. Также, необходимо учитывать, что все характеристики производитель дает при определенной температуре – обычно 20 или 25 °С. При отклонениях от этого напряжения, характеристики меняются, и обычно в худшую сторону.

Значения напряжения и емкости обычно входят в название модели батареи. Например: RA12-200DG – батарея напряжением 12 вольт и емкостью 200 ампер*часов, гелевая, глубокого разряда. Это значит, что батарея может выдать в нагрузку энергию 12 х 200 = 2400 Вт*ч при 10 часовом разряде током в 1/10 от емкости. При больших токах и быстром разряде емкость батареи понижается. При меньших токах – обычно увеличивается. Это можно видеть на графике разрядных характеристик аккумуляторных батарей. Также, нужно смотреть на разрядные характеристики на конкретные батареи. Иногда производители в названии пишут завышенную емкость аккумулятора, которая имеет место только в идеальных условиях – так, например, делает Haze (у аккумуляторов Haze реальная емкость процентов на 10-20 ниже, чем указано в названии батареи).

При разряде током в 0,1 С время работы составляет 10 часов и батарея полностью выдаст в нагрузку аккумулированную энергию. При разряде током 2 С (в 20 раз большим) время работы будет около 15 минут (1/4 часа) и при этом батарея выдаст в нагрузку только половину аккумулированной энергии. При больших токах разряда это значение еще меньше. Зачастую в источниках бесперебойного питания аккумуляторные батареи работают в еще более тяжелых режимах, при которых токи разряда достигают 4 С. При этом время разряда сравнимо с 5 минутами и батарея выдает в нагрузку менее 40% энергии.

Емкость батареи

Количество энергии, которое может быть сохранено в батарее, называется ее емкостью. Она измеряется обычно в ампер-часах, хотя правильнее приводить значения в ватт-часах.

Заряд-разрядные кривые свинцово-кислотных аккумуляторов

Емкость (Вт*ч) = U*I*t

где U – напряжение аккумулятора, В; I – ток, который он может отдавать в течение времени t.

Так как обычно принимается, что для различных аккумуляторов напряжение одинаковое, то из формулы убирается напряжение, и остается емкость в ампер-часах.

Одна АБ емкостью 100 Ач может питать нагрузку током 1 А в течение 100 часов, или током 4 А в течение 25 часов, и т.п., хотя емкость батареи снижается при увеличении разрядного тока. На рынке продаются батареи емкостью от 1 до 3000 Ач.

Другие статьи Руководства

Для увеличения срока службы свинцово-кислотной АБ желательно использовать только малую часть ее емкости до повторной зарядки. Каждый процесс разряда-заряда называется зарядным циклом, причем не обязательно полностью разряжать аккумулятор. Например, если вы разрядили аккумулятор на 5 или 10% и затем снова зарядили его – это тоже считается как 1 цикл. Конечно, количество возможных циклов будет сильно отличаться при различной глубине разряда (см. ниже). Если возможно использовать более 50% энергии, запасенной в

АБ до ее заряда, без заметного ухудшения ее параметров, такая батарея называется батареей “глубокого разряда”.

Можно повредить батареи, если перезарядить их. Максимальное напряжение синцово-кислотных АБ должно быть 2,5 вольта на элемент, или 15 В для 12-ти вольтовой батареи. Многие фотоэлектрические батареи имеют мягкую нагрузочную характеристику, поэтому при увеличении напряжения ток заряда снижается значительно. Поэтому всегда необходимо использовать специальный контроллер заряда для солнечных батарей. В случае применения ветроэлектрических станций или

микроГЭС, такие контроллеры также обязательны.

Напряжение

Напряжение на аккумуляторе зачастую является основным параметром, по которому можно судить о состоянии и степени заряженности аккумулятора. Особенно это относится к герметизированным аккумуляторам, у которых не возможно измерить плотность электролита.

Напряжение при заряде, разряде и отсутствии тока очень сильно отличаются. Для определения степени заряженности аккумулятора измеряют напряжение на его клеммах при отсутствии как зарядного, так и разрядного токов в течение как минимум 3-4 часов. За это время напряжение обычно успевает стабилизироваться. Значение напряжения при заряде или разряде ничего не скажет от состоянии или степени заряженности АБ. Примерная зависимость степени заряженности аккумулятора от напряжения на его клеммах в режиме холостого хода, приведена в таблице ниже. Это типичные значения для стартерных аккумуляторов с жидким электролитом. Для герметизированных аккумуляторов (AGM и гелевых) обычно эти напряжения немного выше (нужно запрашивать производителя) – например, AGM батареи полностью заряжены, если напряжение составляет 13-13,2В (сравните с напряжением стартерных батарей с жидким электролитом 12,5-12,7В).

Степень заряженности

Степень заряженности зависит от очень многих факторов, и точно ее могут определить только специальные зарядные устройства с памятью и микропроцессором, которые отслеживают как заряд, так и разряд конкретного аккумулятора в течение нескольких циклов. Этот метод наиболее точный, но и наиболее дорогой. Однако он сможет сэкономить много денег при обслуживании и замене аккумуляторов. Применение специальных устройств, контролирующих работу аккумуляторов по степени их заряженности, позволяет очень сильно повысить срок службы свинцово-кислотных аккумуляторов. Ряд предлагаемых нами контроллеров для солнечных батарей имеют встроенные устройства вычисления степени заряженности аккумулятора и регулируют заряд в зависимости от ее величины.

Для определения степени заряженности можно использовать также следующие 2 упрощенных метода.

1. Напряжение на аккумуляторе. Этот способ наименее точный, но требует только наличия цифрового вольтметра, способного измерять десятые и сотые доли вольта. Перед измерениями нужно отсоединить от аккумулятора всех потребителей и все зарядные устройства и подождать как минимум 2 часа. Затем можно измерить напряжение на терминалах аккумулятора. Ниже в таблице приведены напряжения для аккумуляторов с жидким электролитом. Для полностью заряженной новой AGM или гелевой батареи напряжение составляет 13-13,2В (сравните с напряжением стартерных батарей с жидким электролитом 12,5-12,7В). По мере старения аккумуляторов это напряжение снижается. Можно измерять напряжение на каждой банке аккумулятора, чтобы найти неисправную банку (разделите напряжение для 12В на 6 для того, чтобы определить нужное напряжение на одной банке).
2. Второй метод определения степени заряженности – по плотности электролита. Этот метод подходит только для аккумуляторов с жидким электролитом.

Также, нужно подождать 2 часа перед измерениями. Для измерения используется ареометр. Обязательно наденьте резиновые перчатки и защитные очки! Держите рядом пищевую соду и воду на случай, если вода попадет на кожу.

Степень заряженности	Батарея 12В	Батарея 24 В	Плотность электролита
100	12.70	25.40	1.265
95	12.64	25.25	1.257
90	12.58	25.16	1.249
85	12.52	25.04	1.241
80	12.46	24.92	1.233
75	12.40	24.80	1.225
70	12.36	24.72	1.218
65	12.32	24.64	1.211
60	12.28	24.56	1.204
55	12.24	24.48	1.197
50	12.20	24.40	1.190
40	12.12	24.24	1.176
30	12.04	24.08	1.162
20	11.98	23.96	1.148
10	11.94	23.88	1.134

Срок службы аккумуляторов 

Срок службы аккумуляторных батарей в циклах

Неправильно определять срок службы аккумуляторов в годах или месяцах. Срок службы батареи определяется числом циклов заряд-разряд и значительно зависит от условий ее эксплуатации. Чем глубже разряжается батарея, чем большее время она находится в разряженном состоянии, тем меньшее число возможных циклов работы.

Само понятие «количество рабочих циклов «заряда-разряда» аккумулятора» относительное, так как сильно зависит от различных факторов. Кроме того, значение количества рабочих циклов, например для одного типа аккумулятора, не является универсальным понятием, так как зависит от технологии, различной у каждого из производителей.Срок службы аккумуляторов определяется в циклах, поэтому время работы в годах – приблизительное и рассчитано для типичных условий работы. Поэтому, если, например, в рекламе указано, что срок службы аккумуляторов составляет 12 лет, это значит, что производитель посчитал срок службы для буферного режима с средним числом циклов заряд-разряд 8 в месяц. Например, для AGM аккумуляторов Haze указывается срок службы 12 лет и максимальное число циклов 1200 при разряде на 20%. В год получается 100 таких циклов, в месяц – около 8.

Еще один важный момент – в процессе эксплуатации полезная емкость аккумулятора уменьшается. Все характеристики по количеству циклов обычно приводятся не до полной смерти аккумулятора, а до момента потери им 40% своей номинальной емкости. Т.е, если производителем приведено количество циклов 600 при 50% разряде, это значит, что через 600 идеальных циклов (т.е. при температуре 20С и разряде током одной величины, обычно 0,1С) полезная емкось аккумулятора будет 60% от начальной. При такой потере емкости уже рекомендуется замена аккумулятора.

Свинцово-кислотные АБ, предназначенные для использования в системах автономного электроснабжения имеют, срок службы от 300 до 3000 циклов в зависимости от типа и глубины разряда. В системах на базе ВИЭ батарея может разрядиться гораздо сильнее, чем при буферном режиме. Для обеспечения длительного срока службы, в типичном цикле разряд не должен превышать 20-30% емкости АБ, а глубокий разряд – не более 80% емкости. Очень важно сразу же после разряда заряжать свинцово-кислотные аккумуляторы. Длительное нахождение (более 12 часов) в разряженном или не полностью заряженном состоянии приводит к необратимым последствиям в аккумуляторах и снижению их срока службы.

Как определить, что аккумулятор уже близок к окончанию своего срока службы? Очень просто – у аккумулятора повышается внутреннее сопротивление, это приводит к более быстрому росту напряжения при заряде (и, соответственно, снижению времени, требуемого для заряда), и более быстрому разряду аккумулятора. Если заряд производится током, близким к предельно допустимому, умирающий аккумулятор будет нагреваться при заряде сильнее, чем раньше.

Максимальные токи заряда и разряда

Токи заряда и разряда любой аккумуляторной батареи измеряются относительно ее емкости. Обычно для аккумуляторов максимальный ток заряда не должен превышать 0,2-0,3С. Превышение зарядного тока ведет к сокращению срока службы аккумуляторов. Мы рекомендуем устанавливать максимальный ток заряда не более 0,15-0,2С. Смотрите характеристики на конкретные модели аккумуляторов для определения максимального зарядного и разрядного токов.

Зарядные и разрядные характеристики сильно зависят от химического состава аккумулятора. Также, многое зависит от конструкции аккумулятора – объем электролита, толщина пластин, покрытия, плотность электролита и т.п. Некоторые аккумуляторы разработаны для разрядом малыми токами долгое время, другие могут работать при больших токах короткое время.

Ниже приведена таблица с типичными значениями основных параметров аккумуляторов. 

 

Саморазряд

Явление саморазряда характерно в большей или меньшей степени для всех типов аккумуляторов и заключается в потере ими своей емкости после того, как они были полностью заряжены в отсутствие внешнего потребителя тока.

Для количественной оценки саморазряда удобно использовать величину потерянной ими за определенное время емкости, выраженную в процентах от значения, полученного сразу после заряда. За промежуток времени, как правило, принимается интервал времени, равный одним суткам и одному месяцу. Так, например, для исправных NiCD аккумуляторов считается допустимым саморазряд до 10% в течение первых 24 часов после окончании заряда, для NiMH – немного больше, а для Li-ION пренебрежимо мал и оценивается за месяц. Саморазряд в герметизированных свинцово-кислотных аккумуляторах значительно уменьшен и составляет 40% в год при 20 °С и 15% при 5 °С. При более высоких температурах хранения саморазряд увеличивается: при 40 °С батареи лишаются 40 % емкости за 4-5 месяцев.

Следует отметить, что саморазряд аккумуляторов максимален именно в первые 24 часа после заряда, а затем значительно уменьшается. Глубокий его разряд и последующий заряд увеличивают ток саморазряда.

Саморазряд аккумуляторов в основном обусловлен выделением кислорода на положительном электроде. Этот процесс еще больше усиливается при повышенной температуре. Так, при повышении окружающей температуры на 10 градусов по отношению с комнатной возможно увеличение саморазряда в два раза.

В некоторой степени саморазряд зависит от качества использованных материалов, технологического процесса изготовления, типа и конструкции аккумулятора. Потери емкости могут быть вызваны повреждением сепаратора, когда образования слипшихся кристаллов пробивают его. Сепаратором принято называть тонкую пластину, разделяющую положительный и отрицательный электроды. Это обычно происходит из–за неправильного обслуживания аккумулятора, его отсутствия или применения несоответствующих или некачественных зарядных устройств. У изношенного аккумулятора пластинки электродов разбухают, слипаясь друг с другом, что приводит к повышению тока саморазряда, при этом поврежденный сепаратор невозможно восстановить проведением циклов заряда/разряда.

Каргиев Владимир, “Ваш Солнечный Дом”
©При цитировании ссылка на эту страницу и на “Ваш Солнечный Дом” обязательна

Дополнительная информация по теме в Разделе “Библиотека“. Настоятельно рекомендуем почитать эту статью

Харакеристики аккумуляторов: ГЛОССАРИЙ

Емкость (С) – энергия, которую способен отдать аккумулятор в нагрузку, выражаемая в ампер-часах (А·ч, мA·ч). Она будет больше при следующих условиях: меньшем токе разряда, разряде с меньшими перерывами, более высокой температуре окружающей среды, а также более низком конечном напряжении.

Номинальная емкость – номинальное значение емкости: количество энергии, которую способен отдать полностью заряженный аккумулятор при разряде в строго определенных условиях.

Саморазряд – потеря емкости в отсутствие внешнего потребителя тока.

Срок службы батареи – наработка, при которой разрядная емкость сделается меньше определенной нормированной величины, обычно оценивается рабочим количеством циклов “заряд-разряд”.

Срок хранения – максимальный период времени, в течение которого батарея может храниться при оговоренных условиях, не требуя дополнительной зарядки.

Эта статья прочитана 124337 раз(а)!

Продолжить чтение

• 10000

  Раздел «Оборудование — Аккумуляторы» Раздел «Основы — Аккумулирование энергии» Раздел «Библиотека — про аккумуляторы» См. также полную карту нашего сайта со списком всех статей. Купить Аккумуляторы в нашем Интернет-магазине

• 10000

  Аккумуляторы для систем электроснабжения. Руководство покупателя В интернете есть много разрозненной информации по разным типам аккумуляторов, их возможностям, характеристикам, областям применения, достоинствам и недостаткам. При этом во многих случаях информация эта однобокая — связано это бывает или с недостаточными знаниями…

• 10000

  Сравнение аккумуляторов различных производителей При проектировании системы автономного или резервного электроснабжения всегда стоит вопрос — какие аккумуляторы лучше выбрать? На рынке представлены множество брендов, типов, и моделей аккумуляторных батарей, и разобраться в них очень непросто. Часто наши клиенты задают вопрос…

• 10000

  Как правильно заменять аккумуляторные батареи, какое напряжение выдают аккумуляторы, что такое гелевый аккумулятор, в чем преимущества литиевых аккумуляторов, как соединять аккумуляторы параллельно и последовательно для увеличения емкости и напряжения — ответы на эти и другие часто задаваемые вопросы вы получите…

• 65

  Как продлить срок службы свинцово-кислотных аккумуляторов? Зачастую представляет определенные трудности использовать напрямую энергию, генерируемую солнечными, ветровыми или микрогидроэлектрическими установками. Поэтому электричество обычно сохраняется в специальных аккумуляторных батареях для последующего использования. Эти батареи очень часто работают по тому же принципу, что…

• 50

  Какая емкость аккумуляторной батареи нужна в  системе электроснабжения? При расчете системы автономного или резервного электроснабжения очень важно правильно выбрать емкость аккумуляторной батареи. Специалисты компании «Ваш Солнечный Дом» помогут Вам правильно рассчитать необходимую емкость АБ для вашей энергосистемы. Для предварительного расчета…

Основные характеристики автомобильных аккумуляторов АКБ

Аккумулятор – основной источник электроэнергии в автомобиле, создающий электрический ток посредством химической реакции и использующий его для запуска стартера двигателя и поддержки разветвленной сети электрических и электронных устройств автомобиля. Аккумуляторная батарея (АКБ) способна заряжаться (запасать и хранить электроэнергию) для последующего использования по назначению.

Типовой автомобильный аккумулятор. Характеристики и принцип работы

Типовой АКБ – электролитическая батарея на 12V, в корпусе которой находится шесть последовательно соединенных и разноименно заряженных пластинчатых блоков (каждый по 2V), разделенных сепараторами и залитых электролитом (плотная серная кислота). Положительно заряженные пластины представляют собой свинцовые решетки на основе PbO2, отрицательно заряженные пластины – решетки из губчатого Pb. Крайние блоки имеют борны на корпусе (контактные выводы на клеммы).

При подаче нагрузки, цепь аккумуляторных пластин замыкается, а возникающая химическая реакция (преобразование свинца в сульфат свинца) создает направленный электрический ток и снижает плотность электролита. При зарядке батареи происходит обратная реакция — восстановлением плотности электролита и активной массы свинцовых пластин.

АКБ в автомобиле – это запуск холодного двигателя стартером и питание бортовых электросистем при неработающем/работающем движке. Оптимальный КПД аккумулятор демонстрирует при +27С (падает до 60% при -18С). При использовании батареи в разных климатических и технических условиях, на разных автомобилях и режимах эксплуатации, характеристики аккумулятора имеют принципиальное значение и должны обязательно приниматься во внимание.
 
Автомобильные аккумуляторы. Технические характеристики
 
Основные характеристики аккумуляторов – это номинальная емкость и пусковой ток.
 

• Номинальная емкость (А·ч) 

Это количество вырабатываемого батареей электричества до установленного конечного напряжения, или количество энергии, которую аккумулятор вырабатывает за определенное время. При недостатке емкости батареи, вы не сможете запустить двигатель в холодную погоду и обеспечить электроприборы автомобиля электроэнергией.
 
Производители авто обычно указывают минимальную требуемую емкость аккумулятора с учетом мощности автомобиля и климатических особенностей эксплуатации (40-60 А·ч – для малолитражек в умеренном/холодном климате, до 80-100 А·ч – для бензиновых/дизельных автомобилей в любом климате, более 100 А·ч – для коммерческого транспорта, большегрузной и специальной техники). Чем холоднее в вашем регионе, тем большую емкость аккумулятора следует выбирать.
 

• Разрядный ток (А) 

Пусковой ток (стартерный ток, ток холодного запуска) – это максимальное значение силы тока для запуска холодного двигателя от стартера. В теплое время года стартер должен преодолеть давление сжатия на цилиндрах вала маховика в 12-13 атмосфер, а в зимнее время – дополнительное противодействие загустевающего масла.
 
Номинальная емкость АКБ напрямую связана с пусковым током: чем она больше, тем больший электрический заряд может выдать батарея для одномоментного запуска холодного движка. Например, при внешней температуре – 18С необходима емкость батареи в 40 А·ч с пусковым током не менее 255 А (малолитражки на 1-2 литра). Для двигателей на 2-3.5 литра требуется пусковой ток не менее 300 А. То есть, чем пусковой ток выше, тем выше емкость батареи, и тем дольше стартер сможет прокручивать вал двигателя при его холодном запуске.
 
Кроме того, с характеристиками емкости и пускового тока напрямую связана пусковая мощность – максимальная выходная мощность, которую аккумулятор может выдать при внешней температуре до -18С в течение 30 секунд (единый стандарт EN/SAE).
 
Значение также имеют характеристики:

• Коэффициента преобразования энергии – превышение количества энергии при зарядке АКБ над энергией при разряде. Для зарядки аккумулятора необходимо, чтобы это соотношение было 1.05-1.10 (105-110%).
• Номинального напряжения АКБ – суммарное напряжение всех батарей аккумулятора, помноженное на их количество. Эта характеристика определяет три основных вида батарей: для легкой техники и мотоциклов – 6V, для легковых автомобилей – 12V, для тяжелых грузовых авто и спецтехники – 24V.
• Напряжение начала газовыделения – уровень напряжения аккумулятора, обеспечивающий начало процесса выделения газов (более 14.4V или 2.4V на клеммах).
• Резервная емкость АКБ – время, которое аккумулятор сможет работать без подзарядки при нагрузке в 25А (обычно не менее 40 минут). Это важно при выходе генератора из строя на морозе: при наличии достаточной резервной емкости, автомобиль сможет доехать до СТО или дома при работающей на аккумуляторе электросистеме. 

Очень важен и конструктивный тип аккумулятора – обслуживаемый (сурьмянистый с постоянным контролем уровня и плотности электролита), малообслуживаемый (кальциевый с конверт-сепараторами) и необслуживаемый (гибридный гелевый). В России наиболее распространены недорогие обслуживаемые и малообслуживаемые АКБ, которые отличаются надежностью, не боятся глубокого разряда и морозов, подлежат восстановлению. Для холодного климата оптимальным будет гибридный гелевый аккумулятор.
 
При выборе аккумуляторной батареи следует также обратить внимание на ее полярность (расположение токовыводящих стержней). Прямая полярность (аккумуляторы для большинства отечественных авто) — положительный электрод находится слева, обратная полярность (евростандарт) – положительный электрод справа.

Аккумуляторы: все параметры важны, все параметры нужны?

Чем холоднее в вашем регионе, тем большую ёмкость аккумулятора следует выбирать. Более внимательно рассмотрим ток холодного пуска — что это за параметр аккумулятора и почему он так важен.

Наиболее  важными  показателями качества аккумуляторной  батареи  являются:  ёмкость,  напряжение,  габариты,  вес,  допустимая  глубина  разряда,  срок  службы,  диапазон  рабочих  температур, допустимый ток заряда  и  разряда.

Также,  необходимо  учитывать, что все характеристики  производитель  даёт  при  определенной  температуре  —  это  обычно  20–25°С.  При  использовании  батареи в разных климатических и  технических  условиях,  на  разных  автомобилях и режимах эксплуатации, характеристики аккумулятора  имеют принципиальное значение и  должны  обязательно  приниматься  во внимание.

Что такое «ток холодного пуска»?

Ток  холодного  пуска  —  это  гарантируемый  производителем  аккумулятора  максимальный  ток,  который  охлажденная  до  –18°С  новая  исправная  батарея  способна  отдать стартеру. Эта величина всегда присутствует в характеристиках  любой батареи и на неё надо ориентироваться при покупке. В  подавляющем  большинстве  случаев  используется  европейский  стандарт  измерения  величины холодного пуска батарей — EN. Надпись типа «500 А (EN)» — это  то, на что стоит обязательно обратить внимание.

Сколько ЕN нужно автомобилю?

500 ампер, 550, 600 и т.п. — это  ток,  который  может  отдать  аккумулятор. Ключевые слова — может  отдать. Но реально батарея отдаёт  столько,  сколько  берёт  стартер.  А вот сколько он берёт? Стартеры большинства бензиновых легковых автомобилей потребляют  даже  в  мороз  гораздо  меньший  ток  —  не  более  300  ампер,  а чаще всего — до 200–250. А аккумуляторы  этих  автомобилей  способны  отдать  500–600  ампер.

У  дизельных  и  многолитровых  бензиновых  моторов  всё  пропорционально: выше и потребляемый  стартерами  ток,  и  ток  холодного  пуска  батарей.  Так  зачем  аккумуляторам  способность  выдавать  пусковые  токи  с  таким  большим  запасом? Объясняем.  Во­первых,  минус  18  градусов,  при  которых  замеряется  ток  холодного  пуска  АКБ — это далеко не предел холода.  А  холод  снижает  токоотдачу  аккумулятора.

Если  в  минус  18  батарея  выдаст  500  ампер,  то  в  минус 25 — условные 400. В этой  ситуации скажется и неоптимальный  уровень  заряженности  батареи  (что,  как  правило,  касается  всех  «городских»  автомобилей),  а  также  общий  уровень  износа  аккумулятора. В результате батарея  оказывается  способна  дать  стартеру  лишь  немного  больше  того, что ему требуется. Поэтому  «запас ампер» необходим.

Там, где мороз — явление обычное,  максимальный  пусковой  ток  важнее ёмкости. В мороз нам ценнее  умение  батареи  сделать  одну  (максимум  пару)  попыток  отдать  стартеру большой ток, а не возможность  пять­десять  раз  выдавать  в  полтора раза меньший.

Берём с запасом

Главное  ограничение  по  батареям  в  большинстве  современных  автомобилей  —  фиксированные  размеры  аккумуляторного  отсека  под  капотом.  Если  при  выборе  новой батареи у вас есть выбор из  нескольких  моделей  нужного  размера, но с разным током холодной  прокрутки,  предпочтение  отдайте  той, у которой максимальный ток  выше.

Посмотрим  на  любую  батарею  популярного  типоразмера.  Например,  242x175x190  мм.  Среди  АКБ  с  распространённой  ёмкостью  60  ампер­часов  разброс  по  току  холодной  прокрутки  —  от 500 до 600 ампер. Разница всего,  казалось  бы,  в  100  ампер,  но  это  близко к потреблению стартера на  многих моторах объёмом до полутора литров в летнее время.

Каков токовый максимум?

Если  говорить  о  классических  свинцово­кислотных  батареях  для массовых легковых автомобилей  (без  удорожающих  технологий  AFB  и  AGM),  то  максимальный  ток  холодного  пуска,  встречающийся  среди  подавляющего  большинства  батарей  ёмкостью  55  ампер­часов,  —  560  ампер.  Максимум для батарей 60 амперчасов  —  640  ампер.  В  категории  65­амперных  батарей  (предел  для  АКБ­отсеков  большинства  легковых  машин  и  кроссоверов),  пока  технологический  потолок  —  650–660  ампер.

Это  отличный  показатель:  на  5–10%  выше  он  только  у  AFB  и  AGM­батарей  в  тех  же  размерах  и  с  аналогичной  ёмкостью, которые обычно заметно дороже. Характерный  представитель  батарей  высшей  категории  мощности  —  южнокорейская  линейка  аккумуляторов  DELKOR  от  одного  из  мировых  аккумуляторных  лидеров,  компании Delkor  Corporation.  К  примеру, модель DELKOR Euro 65.0 L2  при  стандартных  габаритах  242x175x190  мм  имеет  максимальный  в  классе  пусковой  ток  650 ампер и одновременно обладает  ёмкостью  в  65  ампер­часов.

Плюс честная гарантия три года. Компания  DELKOR,  выпускающая аккумуляторы DELKOR, основана  в  1985  г.  фирмами  General  Motors и Daewoo. Сегодня она входит  в  состав  Clarios  —  одного  из  крупнейших аккумуляторных концернов в мире, и поставляет батареи  на  конвейеры  Toyota,  Honda,  Nissan, Hyundai и Kia.

Москва +7 (499) 110-70-15

Новосибирск +7 (383) 383 25-7

Какие параметры аккумулятора нужно контролировать — правильная эксплуатация аккумуляторных батарей — Пульсар Лимитед

Проблемы, которые возникают при эксплуатации аккумуляторов, связаны с их старением, физическим износом, а также во многом – с условиями работы.

В ИБП и в системах электропитания постоянного тока применяются свинцово-кислотные необслуживаемые герметичные батареи VRLA типа, работающие в буферном режиме, когда большую часть времени они подзаряжаются и отдают энергию в нагрузку только при пропадании напряжения внешней сети электроснабжения.

Особенностью батарей этого типа (особенно низкокачественных, производимых из переработанного свинца) является то, что они могут отказать внезапно. Специалисты отмечают, что бывают случаи, когда у рабочей аккумуляторной батареи (АКБ) вдруг осыпается пластина или закорачивает банку, в результате вся батарея или часть ее выходит из строя. И хотя обычно есть какие-то предпосылки надвигающихся неприятностей, но, к сожалению, не в 100% случаев. И все же необратимые процессы возникают в свинцово-кислотных аккумуляторах не сразу и не вдруг, а причина отказа почти всегда определяется условиями эксплуатации: температурой окружающей среды, режимами заряда и разряда, качеством и плотностью электролита, его уровнем в элементах батареи и др.

Необходимость контроля АКБ вытекает уже из того факта, что ее время жизни ограничено, батарея стареет. Теряются начальные параметры, время поддержки уменьшается, развивается процесс сульфатации пластин. Поэтому контролировать состояние АКБ очень важно. Ведь аккумуляторы не подлежат ремонту и ЗИП для них не предусмотрен. Какие же параметры необходимо проверять при мониторинге аккумуляторных батарей?

Основной из них – емкость АКБ или объем энергии, запасаемый батареей. Это своего рода консолидирующий параметр, который находится во взаимосвязи с несколькими другими, влияющими на емкость батареи и срок ее службы. К ним относятся, в частности, температура окружающей среды, внутреннее сопротивление батареи, параметры заряда и разряда.

Температура окружающей среды (рабочая температура) – важный и даже определяющий параметр. Аккумуляторная батарея любого типа подчиняется закону электрохимической активности, ее износ находится в экспоненциальной зависимости от температуры. Чем она выше, тем более активны электрохимические процессы в аккумуляторе и быстрее идет потеря его рабочих характеристик. Поэтому рабочая температура является, пожалуй, самым критичным параметром для свинцово-кислотных АКБ (щелочные никель-кадмиевые аккумуляторы в меньшей степени подвержены влиянию температурного фактора, поэтому в суровых климатических условиях – арктических, и, наоборот, чересчур жарких – применяют именно этот тип батарей).

Оптимальный температурный диапазон, при котором сохраняется номинальная емкость и обеспечивается максимальный срок службы батареи: от +20° до +25°С. Считается, что ресурс АКБ уменьшается в два раза при увеличении температуры на каждые десять градусов. Это достаточно распространенный в практике и близкий к реальности показатель. Предельные для кислотно-свинцовых аккумуляторов рабочие температуры – не выше +50° – 60°С. С дальнейшим повышением температуры может возникнуть так называемый «тепловой разгон», и батарея выйдет из строя. 

При понижении температуры электрохимические реакции идут медленнее, что должно увеличивать срок службы АКБ. На самом деле это не так, потому что при низких температурах с уменьшением электрохимической активности снижаются и возможности батареи по отдаче в нагрузку энергии, ее емкость уменьшается. При этом АКБ может работать на пределе своих возможностей, что также снижает срок ее службы. Поэтому есть такой своеобразный «остров» стабильной работы аккумуляторов в диапазоне температур от +5 до +25°С.

Не случайно, когда указывается емкость и срок службы АКБ, оговаривается, при какой температуре и в каком режиме эксплуатации: при определенном разряде (обычно 10-часовом С₁₀ или 20-часовом С₂₀) для конечного напряжения на элементе 1,8 В, или ином. 

Внутреннее сопротивление (проводимость или импеданс) аккумуляторной батареи для ИБП – это параметр, который позволяет оценить реальное состояние АКБ и прогнозировать ее время жизни. С увеличением внутреннего сопротивления падает и емкость аккумулятора. По изменению импеданса можно прогнозировать внезапный выход батареи из строя. Внутреннее сопротивление АКБ начинает расти, затем с некоторого момента оно растет очень быстро, и после этого батарея быстро теряет емкость и выходит из строя. Наступление этого события означает, что аккумулятор следует заменить. Высокое внутреннее сопротивление может указать также на возможные ослабления соединений в местах подключения к АКБ или на обрыв внутри нее.

Контроль напряжения на батарее позволяет определить такие отказы, как короткое замыкание между пластинами батареи. Кроме того, контроль напряжения и тока АКБ дает возможность проследить историю эксплуатации батареи: когда и сколько времени она находилась в покое или работала на нагрузку, зафиксировать величину тока разряда и какой была его глубина, как происходил заряд аккумулятора и т.д.

 Пульсар Лимитед – Энергия для Лучшей Жизни!

Характеристики автомобильных аккумуляторов

Без аккумулятора автомобиль превращается в бесполезную недвижимость — лишь редкие современные машины допускается заводить с толчка. Аккумулятор служит источником питания не только для стартера, но и для многочисленных электронных устройств, отвечающих за безопасность либо комфортабельность транспортного средства. Именно поэтому к подбору батареи стоит относиться очень серьёзно — неподходящее устройство может стать причиной отказа автомобиля в неподходящий момент либо даже его повреждения. Чтобы не допускать подобных ошибок, стоит внимательно рассмотреть основные характеристики аккумулятора для автомобиля.

Совместимость

Современные аккумуляторы максимально унифицированы, что позволяет облегчить их выбор, но между батареями всё же имеется немало различий. Главной отличительной чертой аккумулятора является его номинальное напряжение. Выделяют три основных вида батарей:

• 6 Вольт — для мопедов, багги, некоторых квадроциклов и прочей лёгкой техники;
• 12 Вольт — все легковые автомобили, большинство мотоциклов и квадроциклов;
• 24 Вольт — тяжёлые дизельные грузовики, спецтехника.

Конечно, существуют и нестандартные аккумуляторы, однако ими комплектуется только техника, изготовленная в единичном экземпляре.

Большинство современных батарей по-прежнему имеет классическую свинцово-кислотную компоновку. Её нельзя назвать наиболее эффективной, однако такая технология позволяет достичь оптимального баланса между характеристиками аккумулятора и его стоимостью. В последнее время начали набирать популярность гелевые батареи. Принцип их действия аналогичен, однако такие аккумуляторы содержат очень густой электролит, который не допускает выхода газов наружу — это позволяет улучшить характеристики устройства и сделать его максимально безопасным. Существуют батареи, созданные с применением никель-металлгидридной технологии и литиевые аккумуляторы (литий-ионные, литий-полимерные, литий-фосфатные) — обычно они предназначаются для гибридных транспортных средств и несовместимы с электросетью обычного автомобиля.

При покупке аккумулятора необходимо обращать внимание на его клеммы, которые различаются по толщине и полярности. В отечественных и европейских автомобилях применяется прямая полярность батарей, что предполагает расположение плюсовой клеммы справа. Японские и некоторые американские автомобили требуют установки батарей с обратной полярностью — теоретически, можно использовать и другой аккумулятор, но для этого понадобится существенно удлинить провода. Толщина клемм может соответствовать двум стандартам — наиболее распространён европейский, которому соответствует диаметр 19,5 мм у контакта «+» и 17,9 мм у «-». Альтернативой ему служит азиатский стандарт, у которого диаметр клемм равен 12,7 и 11,1 мм соответственно.

Нельзя забывать о наружных габаритах батареи, например, в лёгких грузовиках могут использоваться 12-вольтовые приспособления с крупным корпусом, которые точно не подойдут для установки на легковушку. Покупателю рекомендуется обращать внимание и на тип крепления аккумулятора, который может быть верхним либо нижним. Закрепить батарею можно и с помощью самодельного фиксатора, но никто не даст гарантию надёжности электросистемы в этом случае. Чтобы не допустить ошибки при покупке, лучше перепишите всю информацию со старого аккумулятора либо возьмите с собой инструкцию по эксплуатации транспортного средства. Продавец поможет вам разобраться в условных обозначениях и подберёт подходящую батарею.

Электротехнические параметры

Главной характеристикой любого аккумулятора — в том числе и не автомобильного, является его ёмкость, которая измеряется в Ампер-часах (Ач). Подбор оптимальной батареи в этом случае осуществляется по рекомендациям производителя — в инструкции по эксплуатации транспорта должна указываться минимально допустимая ёмкость для гарантированного запуска мотора. Специалисты дают следующие рекомендации по выбору аккумуляторов:

• До 40 Ач — малолитражные легковые авто, использующиеся в тёплом климате;
• До 60 Ач — бензиновые авто в умеренном климате;
• До 80 Ач — бензиновые и некоторые дизельные авто в холодном климате;
• До 100 Ач — любые бензиновые и дизельные легковые машины;
• Свыше 100 Ач — коммерческая и специальная техника.

Покупать батарею чрезмерно большой ёмкости не рекомендуется, поскольку генератор не будет успевать подзаряжать её и со временем произойдёт накопление серы в ячейках. В условиях суровой зимы неполная зарядка мощного аккумулятора способна уменьшить срок его службы почти вдвое.

Перед покупкой следует внимательно изучить характеристики аккумулятора

Очень большое значение имеет ток холодной прокрутки — он показывает, какой будет отдача аккумулятора при попытке завести автомобиль после ночи, проведённой под открытым небом на морозе. Существует два стандарта измерения этого показателя, которые отличаются базовыми условиями — DIN и EN. Продавцы иногда идут на махинации, пытаясь выдать ток по EN за DIN и привлечь клиента завышенными характеристиками аккумулятора — чтобы избежать этого, нужно самостоятельно взглянуть на изделие и найти соответствующие буквы после обозначения тока холодной прокрутки. Нормальным значением согласно DIN является ток выше 250 А, в соответствии с EN — 420 А и выше.

Рассматривая характеристики автомобильного аккумулятора, обязательно обратите внимание на резервную ёмкость такого компонента. В отличие от основного параметра, она измеряется не в Ампер-часах, а минутах, в течение которых батарея сможет работать без подзарядки с нагрузкой в 25 А. Такой стандарт измерения соответствует ситуации, в которой генератор выходит из строя холодной зимней ночью. Показатель позволяет узнать, хватит ли заряда, чтобы доехать домой либо до СТО с включёнными фарами, обогревом салона и всеми электронными системами. Резервная ёмкость батареи должна превышать 40 минут — оптимальным вариантом считаются модели с показателем, составляющим 60–120 минут непрерывной автономной работы автомобиля.

Технологии

Наибольшее распространение на территории России получили обслуживаемые аккумуляторы, которые требуют регулярного долива дистиллированной воды для поддержания свойств электролита. Главное преимущество подобной технологии — невысокая себестоимость изделия, а также его превосходная надёжность. Обслуживаемый аккумулятор не боится глубокого разряда и может быть восстановлен после длительного хранения автомобиля под открытым небом на морозе. Очень популярная модификация таких батарей — малообслуживаемые устройства, которые требуют восполнения запаса дистиллированной воды примерно один раз в год против 2–3 раз у обычных обслуживаемых аккумуляторов. Такие приспособления имеют увеличенный срок эксплуатации и большую морозостойкость.

Однако в последнее время на российский рынок вышли необслуживаемые батареи, которые вовсе не требуют долива электролита и могут работать без вмешательства человека в течение всего срока годности. Жидкость в их банках может быть впитана в специальный стекловолоконный наполнитель, который препятствует её испарению. Кроме того, недавно были разработаны и гелевые аккумуляторы, технические характеристики которых также позволяют называть их необслуживаемыми. Благодаря добавлению кремния в электролит, он превращается в густой гель, не испаряющийся и не меняющий своего объёма даже под воздействием сильного нагрева. Гелевые аккумуляторы считаются наиболее безопасными — благодаря полному отсутствию газообразования их можно хранить даже в жилых помещениях.

Поскольку свинец достаточно плохо переносит длительное пребывание в агрессивной среде, которую представляет собой электролит на базе серной кислоты, его необходимо легировать для получения требуемых параметров надёжности. Чаще всего используется сурьма, которая делает батарею намного более устойчивой к таким воздействиям, как нагрев и переохлаждение. Однако аккумуляторы с большим количеством сурьмы имеют достаточно серьёзный недостаток, который представлен закипанием электролита при значительных отклонениях электротехнических параметров от нормы. Чтобы устранить этот недостаток, были разработаны батареи с другими легирующими веществами — наибольшую популярность получил кальций.

Кальциевые батареи очень надёжны и долговечны, а также практически не подвержены разрушению при воздействии на них ударных нагрузок и вибраций. Образующийся при контакте с серной кислотой сульфат кальция покрывает свинцовые пластины аккумулятора, защищая их от коррозии и чрезмерного перегрева при перезарядке. Как результат, устройства кальциевого типа выдерживают скачки напряжения в пределах 25% без существенных повреждений. Казалось бы, кальциевые батареи, эффективные и недорогие в производстве, должны полностью вытеснить с рынка устройства другого типа. Однако стоит обратить внимание на значительные недостатки таких аккумуляторов:

• Потеря половины ёмкости при первом глубоком разряде без возможности её последующего восстановления;
• После потери 70% ёмкости существует вероятность полного выхода из строя батареи — это может произойти, если автомобиль долгое время будет стоять с включённым электрооборудованием;
• Кальциевые устройства запрещается использовать в автомобилях с неисправным электрооборудованием — это гарантированно нарушает их нормальную работу;
• При температуре ниже -30 градусов хранить кальциевый аккумулятор лучше в тёплом помещении — иначе гарантию его исправности получить не удастся;
• Для перезарядки такого приспособления потребуется дорогостоящее зарядное устройство с электронным управлением.

Чтобы избавиться от недостатков кальциевых и сурьмянистых аккумуляторов, многие крупные компании начали выпуск гибридных батарей, в которых используется оба легирующих элемента. Они имеют умеренную надёжность и ёмкость, но не повреждаются при глубоком разряде и не требуют соблюдения столь же строгих правил. Существуют и альтернативные гибридные батареи, в которых вторым легирующим элементом кроме кальция является серебро. Такие устройства очень надёжны и долговечны, а также невосприимчивы к быстрому глубокому разряду, но по понятным причинам дороги. Выпускаются и малосурьмянистые аккумуляторы, в которых содержание легирующего элемента не превышает 3% — они невосприимчивы к нагреву и глубокому разряду, но имеют ограниченный срок пригодности.

Дополнительная информация

Обслуживаемые аккумуляторы позволяют контролировать уровень электролита без малейших проблем — достаточно открутить пробку одной банки, чтобы увидеть, требуется ли долив дистиллированной воды. Однако малообслуживаемые и необслуживаемые устройства такой возможности не предоставляют — без помощи специалиста получить доступ к внутренним компонентам таких батарей не удастся. Контроль плотности электролита осуществляется в них с помощью специального индикатора, называемого «магическим глазком». В зависимости от степени износа батареи он меняет свой цвет с зелёного на красный, сигнализируя о необходимости обслуживания либо замены источника питания. В моделях с белыми стенками уровень электролита удаётся замерить, посветив на них фонариком.

Многие современные аккумуляторы оснащены полиэтиленовым пористым сепаратором, который устанавливается внутри их корпуса — такое приспособление предотвращает замыкание пластин между собой и существенно повышает срок эксплуатации устройства. Сепаратор улучшает характеристики источника питания, предотвращая его разрушение при длительном воздействии вибраций или сильных ударов. Ещё одним защитным компонентом для батареи является отсекатель пламени, который предотвращает возгорание и взрыв при попадании на корпус искры. Он применяется в качественных устройствах обслуживаемой и малообслуживаемой компоновки, повышая уровень защиты автомобиля.

При сильном нагреве батареи серная кислота, содержащаяся в электролите, способна испаряться, образуя едкий аэрозоль. Его появление представляет собой угрозу для безопасности транспорта, а также снижает остаточный срок эксплуатации приспособления. Чтобы устранить эти проблемы, аэрозоль необходимо улавливать и осаждать обратно в резервуары. Для этого применяют крышки аккумуляторов с лабиринтной формой — она позволяет осаждать электролит в форме конденсата, стекающего в банки через специальные каналы.

Аккумуляторы могут комплектоваться защитными крышками и колпачками, которые предотвращают случайный контакт клемм с металлическими деталями автомобиля или проводами — с их помощью удаётся избежать появления серьёзных неполадок электросистемы. Некоторые модели нестандартных размеров, например, азиатские батареи либо изделия для специальной техники, могут комплектоваться набором переходников. В них часто включены накладки, обеспечивающие фиксацию широких клемм на тонких стержнях, а также провода увеличенной длины для быстрой смены полярности. Среди особенностей батарей нужно назвать и наличие ручки для переноски — она выручает автомобилистов, которым приходится поднимать источник питания на высокий этаж многоквартирного дома для его прогрева.

Оптимальный выбор

При подборе аккумуляторной батареи обязательно обратите внимание на её совместимость с вашим автомобилем — достаточно перепутать напряжение или полярность, чтобы устройство не подошло для транспортного средства. Оцените объём двигателя и климатические условия, в которых будет эксплуатироваться автомобиль — от этих параметров зависит ёмкость и сила тока холодной прокрутки. Только после определения этих характеристик приступайте к выбору аккумулятора по технологии его изготовления. Если автомобиль будет использоваться в тёплом климате, стоит отдать предпочтение кальциевой модели, а в холодном — гибридной либо малосурьмянистой. Не забывайте проверять, соответствует ли выбранная вами батарея стандартам надёжности и безопасности.

На какие характеристики смотреть при выборе автомобильного аккумулятора

Содержание статьи

Устройство автомобильного аккумулятора настолько примитивно, что найти в нем какие-то нюансы трудно. Тем не менее, даже простое варьирование площади пластин и их состава может обеспечить двум внешне одинаковым аккумуляторным батареям значительную разницу в эксплуатационных качествах, а неправильный выбор может изрядно попортить нервы, особенно зимой.

Емкость аккумулятора

Тут все очевидно: емкость АКБ означает то количество энергии, которое он может запасти и отдать в нагрузку. Для удобства (так как напряжение автомобильных батарей стандартизировано) емкость обозначается в ампер-часах. То есть, в теории аккумулятор на 60 ампер-часов должен быть способен отдавать в течение часа ток 60 ампер, 120 ампер – в течение получаса, и так далее. Однако на практике реальная емкость аккумуляторной батареи сильно зависит от потребляемого тока: чем он больше, тем меньше емкость. Поэтому при установке аккумулятора с небольшой емкостью он оказывается неспособен уверенно проворачивать стартер зимой, даже если номинальный ток холодной прокрутки у аккумулятора соответствует потребляемому стартером.

При исследованиях реального разряда аккумулятора была выведена простая формула – при произвольном токе разряда емкость равна произведению номинальной емкости на отношение номинального тока разряда к текущему, возведенное в степень p-1, где p – это число Пейкерта для конкретного АКБ (1,15-1,35 для свинцово-кислотных батарей). Номинальная же емкость рассчитывается по циклу длительного разряда малым током (10 или 20 часов). Приведем пару примеров для аккумулятора на 60 ампер-часов при самом пессимистичном значении p:

• при разряде током 10 ампер (скажем, не выключены фары) емкость батареи составит 60*(3/10)1,15-1=50 ампер-часов, или 5 часов работы до полного разряда. 3 — это номинальный ток разряда по 20-часовому циклу, 60/20=3;
•  при разряде током в 100 ампер (включен стартер) емкость составит уже 35 ампер-часов (!), упав почти вдвое, и такая нагрузка даже полностью заряженный аккумулятор «высосет» за 21 минуту Узнайте как сделать самому устройство для  зарядки аккумулятора.

Причем это время вновь теоретическое, при таких нагрузках реальное падение емкости гораздо больше, так как химические реакции на поверхностях пластин замедляются – электролит рядом с ними теряет плотность быстрее, чем в общем объеме.
Таким образом, можно логично заключить, что, чем больше номинальная емкость батареи, тем дольше она сможет работать именно при стартерной нагрузке. Особенно это критично для автомобилей, где из-за компоновочных соображений устанавливаются компактные аккумуляторы, имеющие небольшую емкость – тут установка AGM или гелевой батареи, имеющих более высокую удельную емкость, сможет стать решением многих зимних проблем.
Зависимость времени разряда при высоких нагрузках и номинальной емкости нелинейна, что демонстрирует график:

Как оценить емкость аккумулятора? Этот вопрос может стать интересен, когда батарея уже проработала несколько лет. Самый простой способ – это использование цифрового тестера аккумуляторов – такие приборы позволяют быстро рассчитать реальную емкость АКБ исходя из ее номинальных параметров, но подобные приборы недешевы.

В «домашних условиях» проще всего имитировать измерение емкости длительной нагрузкой – полностью зарядив батарею, подключаем к ней любой потребитель, потребляющий ток около 1/10 от числового значения емкости (т.е. для 65-амперного аккумулятора нужна нагрузка 6,5 А, или 78 Вт) и засечь время, за которое напряжение на клеммах батареи упадет до 10,8 В. Произведение тока нагрузки и времени и даст нам величину емкости. К примеру, 65-ваттная лампа (как самая доступная нагрузка близкого токопотребления) высаживала аккумулятор 6 часов, следовательно, его емкость можно считать равной 32,5 А*ч.

Видео: Как восстановить емкость и токоотдачу полностью убитого авто аккумулятора

Емкость и время заряда

Существует распространенное мнение, что при установке на автомобиль батареи с большей номинальной емкостью, чем штатная, она будет постоянно недозаряжаться. Обосновывают это тем, что генератор не сможет отдать нужный ток. Однако так ли это?

Возьмем два полностью заряженных аккумулятора. Выше мы уже привели пример того, насколько сильно упадет емкость в момент запуска мотора – то есть на самом деле АКБ с большей номинальной емкостью не просто увереннее запустит двигатель, но и потеряет при этом меньше энергии, менее емкий аккумулятор после старта придется заряжать дольше.

Что же до возможностей генератора, то на автомобилях даже в компакт-классе 80-90 ампер номинала не редкость. Даже с учетом того, что такой ток генератор сможет отдавать только при высоких оборотах, в городском цикле движения его возможностей достаточно для восстановления заряда батареи.

Резервная емкость АКБ

Так как указываемая на корпусе аккумулятора емкость мало связана с реальными условиями эксплуатации, как мы уже выяснили, применяется еще одна характеристика – емкость резервная, которая независимо от прочих параметров АКБ измеряется при разряде батареи фиксированным током 25 А до напряжения 10,5 В при комнатной температуре. Иначе говоря, условия испытания на резервную емкость моделируют ситуацию, когда на остановленном моторе включены потребители (фары, габаритные огни и так далее), и определяется время, в течение которого аккумулятор сохранит возможность поддержания их работы – например, если в дороге отказал генератор. Именно поэтому, несмотря на само слово «емкость» в составе термина, измеряется она не в ампер-часах, а в минутах.

Ток холодной прокрутки

Для стартерного аккумулятора, в отличие от тягового, не менее важен и максимальный ток, который он может отдавать в течение короткого времени. Для сравнения аккумуляторов между собой служат несколько стандартов измерения:
1. EN: аккумулятор, охлажденный до температуры -18°, разряжается до напряжения 7,5 В за 10 секунд.
2. SAE: при той же температуре разряд идет 30 секунд и до напряжения 7,2 В.
3. DIN: напряжение должно за 30- секунд снизиться до 9 В.

Видео: Как и какой выбрать аккумулятор для автомобиля. Просто о сложном

Как видно, наиболее жестким стандартом измерения является DIN, аналогичный отечественному ГОСТ 959-91. EN же легче всех – тест короче, а допустимое снижение напряжения максимально. Поскольку кривая токоотдачи у аккумуляторов нелинейна, можно обнаружить, что два аккумулятора с равным током холодной прокрутки по EN будут иметь разный ток холодной прокрутки по DIN.
При выборе аккумулятора это соотношение может представлять интерес – увеличение тока по DIN при одинаковом токе по EN однозначно указывает на то, что на морозе эта батарея сможет дольше проворачивать стартер.

Казалось бы, зачем гнаться за максимальным стартерным током, если для обычно применяемых на автомобилях стартеров с мощностью 0,8-1 кВт достаточно 70-90 ампер? Дело в том, что номинальная мощность стартера рассчитывается по тому потреблению тока, что соответствует установившимся оборотам при заданной нагрузке на вал. В момент же запуска ток может возрасти во много раз, так как напряжение на обмотки подается практически одновременно с зацеплением бендикса, и на рабочие обороты он должен выходить под нагрузкой. Чем холоднее мотор, тем дольше стартер выходит на рабочие обороты, и тем больший ток он потребляет до этого момента.

Вес аккумулятора и его ресурс

В различных тестах АКБ среди прочих параметров обязательно сравнивается и их вес. В чем смысл этого? Ответ прост: при работе батареи медленно, но неотвратимо происходит разрушение пластин – каждый цикл разряда, и особенно глубокого, приводит к образованию на пластинах кристаллов сульфата свинца. Часть из них растворяется при зарядке, но часть остается, со временем осыпаясь. Проще говоря, со временем масса пластин падает, падает и их прочность. В один «прекрасный» момент под воздействием тряски пластина может разрушиться, приведя батарею в негодность. Следовательно, чем больше масса пластин, тем дольше сможет проходить их разрушение, и определенную зависимость «ресурс-вес» можно считать существующей.

Так как для увеличения емкости необходимо увеличивать площадь пластин в каждой банке, их приходится делать достаточно тонкими. Поэтому в аккумуляторах с большей массой толщина пластин в наборе может серьезно отличаться от более легких, что, в свою очередь, обеспечит меньшие просадки напряжения под стартерной нагрузкой: больше сечение – меньше сопротивление.
Заключим: из двух аккумуляторов с равными электрическими параметрами предпочтительнее тот, что больше весит.

Однако справедливо это заключение в первую очередь для обслуживаемых свинцово-кислотных аккумуляторов, где возможность поддержания нужной плотности и уровня электролита позволяет поддерживать стабильность характеристик. Но в необслуживаемых кальциевых аккумуляторах такой возможности нет, и со временем плотность и уровень электролита отклоняются от номинальных настолько, что аккумулятор становится малопригодным для эксплуатации, хотя его пластины могут быть целы.

Изменение настроек аккумулятора на ноутбуке Mac

Выключить дисплей после	Вы можете задать период бездействия, по истечении которого компьютер или дисплей будет переходить в режим сна при питании от аккумулятора.
По возможности переводить диски в режим сна	Можно переводить жесткий диск в режим сна, когда компьютер не используется.
Слегка затемнять экран при питании от аккумулятора	Яркость дисплея снижается, когда питание осуществляется от аккумулятора.
Вкл. Power Nap при питании от аккумулятора	Компьютер Mac может получать электронную почту, события календаря и другие обновления iCloud в режиме сна при питании от аккумулятора.
Автоматическое переключение графики	Чтобы оптимизировать срок службы аккумулятора, компьютер Mac может автоматически выбирать подходящий режим обработки графики с учетом текущих задач.
Оптимизировать трансляцию видео при питании от аккумулятора	При питании от аккумулятора видео с высоким динамическим диапазоном (HDR) воспроизводится как видео со стандартным динамическим диапазоном (SDR), что требует меньше энергии. См. статью службы поддержки Apple Воспроизведение HDR-видео на компьютере Mac.
Оптимизированная зарядка	Чтобы снизить износ аккумулятора, компьютер Mac может запоминать, как он заряжается изо дня в день. Каждый раз, когда компьютер Mac заряжается до 80 %, он может откладывать зарядку до тех пор, пока он не понадобится.
Показывать статус аккумулятора в строке меню	Уровень заряда аккумулятора будет отображаться в строке меню.
Режим энергосбережения	Энергопотребление снизится, чтобы увеличить время работы от аккумулятора.
Режим энергопотребления	Выберите режим энергопотребления для Mac. Энергосбережение. Энергопотребление снизится, чтобы увеличить время работы от аккумулятора. Автоматически. Mac будет автоматически использовать оптимальный уровень производительности. Высокая мощность. Энергопотребление повысится, чтобы увеличить производительность при стабильно высокой загрузке.
Состояние аккумулятора	Вы можете проверить состояние и емкость аккумулятора компьютера и оптимизировать срок его службы. Состояние аккумулятора. Отображает состояние: «Нормальное» или «Рекомендуется обслуживание». Проверка состояния аккумулятора ноутбука Mac. Максимальная емкость. Отображает относительную емкость аккумулятора по сравнению с новым. Управлять сроком службы аккумулятора. Пиковая емкость уменьшается, чтобы оптимизировать срок службы аккумулятора.
Настройки по умолчанию	Все настройки по умолчанию будут восстановлены.

Параметры батареи

Емкость накопителя:

Определяет количество часов, в течение которых батарея может быть разряжена постоянным током до определенного напряжения отключения. Он представлен кулоновской единицей СИ (Амперы в секунду), но поскольку эта единица обычно очень мала, вместо нее используется единица ампер-часов (Ач) (1 Ач соответствует 3600 C).

Значение этой емкости зависит от температуры окружающей среды, возраста аккумулятора и скорости разряда.Чем выше скорость разряда, тем меньше емкость, хотя это влияет на разные технологии аккумуляторов по-разному. В дополнение к единице ампер-часов, емкость аккумулятора также может быть определена в ватт-часах (Втч = В x Ач), где 1 Втч представляет 3600 Дж.

Плотность энергии:

Плотность энергии — это количество энергии, которое может быть сохранено на кубический метр объема батареи, выраженное в ватт-часах на кубический метр (Втч / м3). Это очень важный параметр для выбора конкретной аккумуляторной технологии для транспортных приложений, где критически важно наличие места.

Удельная мощность:

Этот параметр определяется как мощность на килограмм батареи в Вт / кг. Некоторые аккумуляторные технологии предлагают высокую плотность энергии, но низкую удельную мощность, а это означает, что, хотя они могут хранить большое количество энергии, они могут мгновенно подавать только небольшое количество энергии. С точки зрения транспорта это означало бы, что транспортное средство может двигаться на большие расстояния с небольшой скоростью. Напротив, батареи с высокой удельной мощностью обычно имеют низкую плотность энергии, потому что большие токи разряда обычно быстро уменьшают доступную энергию (например,g., высокое ускорение)

Напряжение элемента:

Напряжение элемента определяется равновесными термодинамическими реакциями, происходящими внутри элемента, однако это значение часто трудно измерить, и, следовательно, напряжение холостого хода Вместо этого используется (OCV), измеренный между анодным и катодным выводами. Для некоторых технологий аккумуляторов (например, свинцово-кислотных) OCV можно использовать как базовую оценку состояния заряда (SoC). Другой часто используемый показатель — это напряжение замкнутой цепи (CCV), которое зависит от тока нагрузки, состояния заряда и истории использования элемента.Наконец, производители аккумуляторов предоставляют номинальное значение напряжения на основе характеристик элемента и, следовательно, не могут быть экспериментально подтверждены

Ток заряда и разряда:

Во время процесса разрядки в аккумуляторе электроны текут от анода к катоду. через нагрузку, чтобы обеспечить требуемый ток, и цепь замыкается в электролите. Во время процесса зарядки внешний источник подает зарядный ток, и окисление происходит на положительном электроде, тогда как восстановление происходит на отрицательном электроде.Для практических целей термин C-rate используется для выражения тока заряда или разряда относительно номинальной емкости. Например, скорость разряда 1 C означает, что аккумулятор полностью разрядится за 1 час.

Состояние заряда:

Состояние заряда (SoC) определяет количество накопленной энергии относительно общей емкости накопления энергии батареи. В зависимости от технологии батареи для оценки этого значения используются разные методы.

Глубина разряда:

Часто называемый DoD (в%), этот параметр выражает емкость разряженной батареи относительно максимальной емкости. Каждая технология аккумуляторов поддерживает различные максимальные рекомендуемые уровни DoD, чтобы минимизировать его влияние на общий срок службы.

Срок службы:

Срок службы определяет количество циклов заряда / разряда, которое может выдержать аккумулятор, прежде чем он достигнет заданной энергоемкости или других критериев производительности.Текущая скорость, с которой аккумулятор заряжается / разряжается, а также условия окружающей среды (например, температура и влажность) и DoD могут повлиять на это число, поскольку оно изначально рассчитывается производителем на основе конкретных условий заряда и разряда.

Саморазряд:

Этот параметр определяет снижение энергоемкости батареи в условиях холостого хода (например, разомкнутой цепи) в результате внутренних коротких замыканий и химических реакций.Этот параметр может зависеть от условий окружающей среды, таких как температура и влажность, а также от DoD и истории заряда / разряда аккумулятора. Кроме того, этот параметр особенно важен при длительном хранении аккумуляторов на полках.

КПД в оба конца:

Из-за внутренних потерь и ухудшения качества материала не вся энергия, подаваемая в аккумулятор во время зарядки, может быть восстановлена ​​во время разрядки. Количество энергии, которое может быть получено от батареи во время процесса разрядки по сравнению с поданной энергией, определяет эффективность двустороннего переключения.Этот КПД чувствителен к токам заряда и разряда. При более высоких токах увеличиваются тепловые потери и, следовательно, снижается эффективность

Лучшие практики LoRa по выбору батареи, основные параметры батареи

Первичный

Первичные батареи не перезаряжаются. Эти батареи состоят из электрохимических элементов, которые вызывают необратимую химическую реакцию. Следовательно, вы не можете перезарядить эти батареи; вы должны заменить их, когда они закончатся.Первичные батареи часто имеют определенную энергию, а устройства, которые их используют, рассчитаны на низкое энергопотребление, что позволяет батарее прослужить как можно дольше. Самыми популярными типами химии первичных батарей являются литиевые, щелочные и угольно-цинковые. Эти батареи также экологичны и надежны. Однако низкий ток нагрузки в этих батареях ограничивает их применение устройствами с низким потреблением тока, такими как пульты дистанционного управления и датчики дыма.

Перезаряжаемые

Эти батареи представляют собой стандартный источник питания для многих продуктов, особенно для портативных устройств, таких как цифровые фотоаппараты, портативные компьютеры, планшеты и сотовые телефоны.Поскольку их можно перезаряжать, использование этих батарей значительно сокращает количество отходов, отправляемых на свалки в виде первичных батарей. Чтобы перезарядить батарею, измените электрохимические реакции, подав на батарею напряжение в противоположном направлении.

Начальная стоимость аккумуляторных батарей больше, чем неперезаряжаемых батарей. Однако, поскольку их можно заряжать несколько раз, в конечном итоге они могут быть более экономичными.

Перезаряжаемые батареи можно разделить на подтипы в зависимости от их химического состава.Это важно, потому что химический состав определяет некоторые характеристики батареи, включая ее удельную энергию, срок службы, срок хранения и цену. Самые популярные типы аккумуляторных батарей по химии:

• Литий-ионный (Li-ion)
• Никель-кадмий (Ni-Cd)
• Никель-металлогидрид (Ni-MH)
• Свинцово-кислотный

Суперконденсаторы

Суперконденсатор или ультраконденсатор отличается от батареи.Суперконденсаторы заряжаются за секунды с очень небольшим снижением емкости. Они могут выдерживать практически неограниченные циклы зарядки. Традиционно суперконденсаторы используются для приложений, которые испытывают внезапные всплески энергии или используют энергию всплесками. Чтобы справиться с высокими пиковыми токами, используйте суперконденсатор для разгрузки батареи. В периоды сильного тока суперконденсатор действует как первичный источник питания. В периоды низкого тока батарея является основным источником энергии и заряжает конденсатор.

В идеале используйте суперконденсаторы, когда вам нужна кратковременная быстрая зарядка. Комбинация суперконденсатора и батареи в гибридную батарею удовлетворяет как краткосрочные, так и долгосрочные потребности в энергии и снижает нагрузку на батарею, что приводит к увеличению срока службы. Недостатком суперконденсаторов является необходимость уравновешивания напряжений, когда несколько последовательно размещаются для достижения более высоких напряжений. Кроме того, в зависимости от того, как измеряется напряжение конденсаторной батареи, заряженный суперконденсатор может маскировать батарею с низким напряжением, срок службы которого близок к концу.Кроме того, для поддержания заряда суперконденсаторов требуется снижение мощности порядка 1-10 мкА.

Параметры батареи для моделирования

Рисунок 1: Профиль испытаний, состоящий из статической емкости и испытаний HPPC

Тест статической емкости начинается с перевода батареи с неизвестного SOC на 100% SOC в соответствии с инструкциями производителя по зарядке. Обычно это выполняется с заданной скоростью C, представляющей скорость подаваемого (заряд) или потребляемого (разряд) тока относительно его максимальной емкости.C-rate определяется как используемый ток, деленный на теоретический ток, при котором батарея будет обеспечивать свою номинальную номинальную емкость за один час. Например, если батарея имеет номинальную номинальную емкость 2000 мА · ч, а для разрядки батареи использовался коэффициент мощности 1,5, используемый ток составит 3 А.

Аккумулятор заряжается постоянным током до тех пор, пока не будет достигнуто напряжение заряда (напряжение при полной емкости), а затем переключается на зарядку с постоянным напряжением, пока не будет достигнут минимальный ток.Это известно как схема заряда с постоянным током и постоянным напряжением (CCCV). Батарея достигла 100% SOC, и используется достаточный период покоя, чтобы позволить элементу прийти в равновесие.

Затем батарея разряжается с заданной скоростью C до отключения минимального напряжения. Это достигается при 0% SOC. Емкость разряда можно измерить непосредственно с помощью специального тестера аккумуляторов или определить по току, потребляемому за период времени от 100% SOC до 0% SOC. Еще один период отдыха используется перед подзарядкой до 100% SOC с использованием схемы CCCV.

За емкость аккумулятора принимается разрядная емкость от 100% до 0% SOC. Как правило, вы должны обнаружить, что она соответствует измеренной емкости заряда. Разрядная емкость обычно используется для согласованности, особенно если выполняется только первая половина (разряд) следующего раздела профиля теста — теста HPPC.

Для теста HPPC используются шаги 10% SOC в зависимости от емкости аккумулятора, определенной в результате теста статической емкости, приведенного выше. Шаги выполняются от 100% до 0% SOC и могут вернуться к 100% SOC для второй половины тестового профиля.

Каждый шаг состоит из:

• Отдых 60 минут.
• Импульс, разряд: 1С за 10 сек
• Отдых 10 минут (период релаксации)
• Импульс, регенерация: 1С или 0,75С в течение 10 секунд
• Отдых 10 минут (период релаксации)
• Разрядка / зарядка до следующего шага с предписанной скоростью разряда / заряда (согласно паспорту производителя)

Каждый тип элемента может быть протестирован на каждом SOC, в том числе при различных температурах и различных скоростях тока импульса (разряд и заряд).

Адаптивный к параметрам метод оценки состояния заряда литий-ионных батарей с улучшенным расширенным фильтром Калмана

Традиционный EKF

Классический фильтр Калмана плохо справляется с задачами оценки состояния при работе с нелинейными системами. Основная причина в том, что при обновлении состояния и наблюдателей возникают нелинейные интегральные уравнения. Основываясь на теории байесовской фильтрации, нелинейные системы, удовлетворяющие марковским характеристикам, могут быть представлены как уравнение.(10):

$$ \ left \ {\ begin {gather} {\ mathbf {x}} \ sim p ({\ mathbf {x}} _ {k} | {\ mathbf {x}} _ {k — 1}) \ hfill \\ z \ sim p (z_ {k} | {\ mathbf {x}} _ {k}) \ hfill \\ \ end {gather} \ right. $$

(10)

, где p — вероятность передачи состояния, x — состояние системы, а z — системное наблюдение.

Априорная информация (уравнение одношагового прогнозирования) может быть определена как уравнение.(11) и уравнение обновления состояния как Ур. (12):

$$ p ({\ mathbf {x}} _ {k} | z_ {k — 1}) = \ int {p ({\ mathbf {x}} _ {k} | {\ mathbf {x}} _ {k — 1}) p ({\ mathbf {x}} _ {k — 1} | z_ {k — 1}) d {\ mathbf {x}} _ {k — 1}} $ $

(11)

$$ p ({\ varvec {x}} _ {k} | z_ {k}) = \ frac {{p (z_ {k} | {\ varvec {x}} _ {k}) p ({ \ varvec {x}} _ {k} | z_ {k — 1})}} {{p (z_ {k} | z_ {k — 1})}} $$

(12)

$$ p (z_ {k} | z_ {k — 1}) = \ int {p (z_ {k} | {\ mathbf {x}} _ {k}) p ({\ mathbf {x}} _ {k} | z_ {k — 1}) d {\ mathbf {x}} _ {k}} $$

(13)

где \ (p ({\ mathbf {x}} _ {k} | z_ {k — 1}) \) — априорная информация, \ (\ frac {{p (z_ {k} | {\ mathbf {x }} _ {k})}} {{p (z_ {k} | z_ {k — 1})}} \) — функция максимального правдоподобия.

Уравнение (11) и уравнение. (12) представляют процесс прогнозирования и обновления соответственно. Классический линейный фильтр Калмана испытывает трудности при вычислении уравнения. (11) и уравнение. (13) именно. Следовательно, необходимо некоторое улучшение для повышения производительности алгоритма. Здесь для достижения линеаризации используется разложение нелинейных уравнений в ряд Тейлора, которое называется EKF. EKF имеет полиномиальную точность первого порядка, для которой он отбрасывает квадратичный член и члены высокого порядка (таблица 1).

Таблица 1 Сравнение различных фильтров Калмана.

Для нелинейной системы, описанной в формуле. (14):

$$ \ left \ {\ begin {gather} {\ mathbf {x}} _ {k} = {\ mathbf {f}} ({\ mathbf {x}} _ {k — 1} , {\ mathbf {u}} _ {k}, {\ mathbf {w}} _ {k}) \ hfill \\ {\ mathbf {z}} _ {k} = {\ mathbf {h}} ({ \ mathbf {x}} _ {k}, {\ mathbf {v}} _ {k}) \ hfill \\ \ end {gather} \ right. $$

(14)

, где u _k указывает количество ввода / управления в момент времени k .

Расширенный фильтр Калмана можно кратко изложить в таблице 2.

Таблица 2 Алгоритм расширенного фильтра Калмана.

Процесс линеаризации можно выразить следующим образом:

$$ {\ mathbf {A}} = \ left [{\ begin {array} {* {20} c} {\ frac {{\ partial f_ {1}] }} {{\ partial x_ {1}}}} & \ ldots & {\ frac {{\ partial f_ {1}}} {{\ partial x_ {n}}}} \\ \ vdots & \ ddots & \ vdots \\ {\ frac {{\ partial f_ {m}}} {{\ partial x_ {1}}}} & \ ldots & {\ frac {{\ partial f_ {m}}} {{\ partial x_ { n}}}} \\ \ end {array}} \ right] \ quad {\ mathbf {B}} = \ left [{\ begin {array} {* {20} c} {\ frac {{\ partial f_] {1}}} {{\ partial u_ {1}}}} & \ ldots & {\ frac {{\ partial f_ {1}}} {{\ partial u_ {n}}}} \\ \ vdots & \ точки и \ vdots \\ {\ frac {{\ partial f_ {m}}} {{\ partial u_ {1}}}} и \ ldots & {\ frac {{\ partial f_ {m}}} {{\ частичный u_ {n}}}} \\ \ end {array}} \ right] $$

$$ {\ mathbf {C}} = \ left [{\ begin {array} {* {20} c} { \ frac {{\ partial g_ {1}}} {{\ partial x_ {1}}}} & \ ldots & {\ frac {{\ partial g_ {1}}} {{\ partial x_ {n}}} } \\ \ vdots & \ ddots & \ vdots \\ {\ frac {{\ partial g_ {m}}} {{\ partial x_ {1}}}} & \ ldots & {\ frac {{\ partial g_ { m}}} {{\ partial x_ {n}}} } \\ \ end {array}} \ right] $$

Улучшенный EKF

Хотя EKF улучшает способность алгоритма справляться с нелинейными системами, для решения сложных задач отслеживания состояния системы в практических приложениях требуются дополнительные улучшения.Для реальных аккумуляторных блоков системный шум часто не гауссовский, например постоянное отклонение датчика тока и напряжения, особенно для аккумуляторных блоков большой емкости. Кроме того, характеристики сильно связаны с ухудшением емкости аккумулятора, температурой окружающей среды и динамическими условиями работы, что влияет на точность и надежность оценки SOC. Поэтому была принята некоторая оптимизация для улучшения алгоритма EKF, чтобы уменьшить влияние упомянутых факторов.

Адаптивный шум

Для фильтра Калмана шум сигнала можно разделить на шум процесса и шум окружающей среды. Шум процесса характеризует надежность предлагаемой модели, а шум окружающей среды часто возникает из-за ошибок, вызванных датчиком и нарушением окружающей среды во время фактического измерения. Оба шума имеют большое влияние на производительность системы фильтрации, в основном влияя на сходимость и точность системы ²⁶ . Для конвергентного фильтра Калмана система считается сходящейся к стабильному значению в бесконечный момент, как показано в уравнении.(15)

$$ \ mathop {\ lim} \ limits_ {k \ to \ infty} P_ {k} = P_ {const} $$

(15)

Согласно ковариационной матрице, обновляющей EKF, усиление Калмана сходится к постоянному значению вместе с сходящейся ковариационной матрицей. Следовательно, фильтр Калмана будет преобразован в фильтр нижних частот, а усиление Калмана определяется только системным шумом, который влияет на точность.

С другой стороны, шум процесса влияет на скорость сходимости системы.Наличие шума может помочь системе постепенно сходиться к истинному значению при отклонении, а скорость сходимости зависит от амплитуды шума. В реальных условиях эксплуатации обычно ожидается, что на начальном этапе фильтрации присутствует больший шум, чтобы усилить влияние коррекции отклонения начального значения и увеличения скорости сходимости фильтрации. Однако, когда фильтр стабилизирован, он идеально подходит для ослабления шума для повышения точности.Следовательно, получение адаптивного системного шума ²⁷ имеет большое практическое значение. Адаптивный шум можно эффективно реализовать с помощью наблюдения. Потребность в хранении данных для рекурсивного процесса невелика, и при малых размерностях матрицы A , B , C адаптивный алгоритм имеет очевидное преимущество для вычислений.

Адаптивный алгоритм, основанный на максимальной апостериорной оценке, предложенный для дискретных систем, можно охарактеризовать как уравнение.{k}) \), b — константа от 0 до 1, \ (\ varepsilon = z_ {k} — C_ {k} x_ {k} \).

Фильтр замирания

Фильтр замирания — это метод повышения способности системы использовать измерения наблюдения для оптимизации явления расходимости при фильтрации. Из-за ошибки округления при вычислении с помощью компьютеров ковариационная матрица может не быть положительной во время итеративного процесса, что приведет к колебаниям или расхождению системы фильтрации. Кроме того, когда модель системы сильно не соответствует, исправление системы может быть достигнуто только путем наблюдения.{T} + Q_ {k — 1} $$

(22)

Уравнение (18) можно заменить уравнением. (22) для оптимизации обновления ковариационной матрицы, а ковариационная матрица была увеличена в × раза по сравнению с исходным уравнением, которое показывает, что возможность использования для измерения была улучшена.

Коэффициент затухания уравнения. (22) может выбрать константу больше 1, а также может адаптивно обновляться в соответствии со степенью несоответствия модели системы. Кроме того, планки ошибок].

Линейно-нелинейный фильтр

Когда EKF улучшается с помощью нескольких решений, представленных как «IEKF и адаптация параметров», очевидно, что стоимость вычислений, необходимых для алгоритма, возрастает, что затрудняет реализацию быстрой оценки. Поэтому линейно-нелинейный (L – N) фильтр используется для решения проблем, связанных со слишком сложным алгоритмом.

Отметим, что ЕСМ первого порядка имеет следующие характеристики:

1. Процесс обновления состояния является линейным процессом.

$$ {\ mathbf {x}} (k + 1) = {\ mathbf {Ax}} (k) + {\ mathbf {w}} (k) $$

(23)

2. Процесс наблюдения — нелинейный процесс.

$$ {\ mathbf {y}} (k) = f ({\ mathbf {x}} (k), {\ mathbf {w}} (k)) $$

(24)

Нелинейная пропорция сосредоточена в процессе наблюдения. Следовательно, считается, что часть обновления состояния обрабатывается отдельно от части наблюдения.Классическая фильтрация Калмана имеет более высокую точность, когда работа с линейными системами сопровождается небольшим объемом вычислений. Однако, хотя EKF может реагировать на нелинейные системы, точность аналогична классической фильтрации Калмана при работе с линейными системами, тогда как много вычислительной мощности тратится впустую. Поэтому для специальной линейно-нелинейной системы, упомянутой выше, для решения проблемы используется фильтр LN. Классический метод фильтра Калмана применяется для процесса обновления статуса, а EKF применяется для процесса наблюдения, что эффективно уменьшает объем вычислений, требуемых алгоритмом, не влияя на точность оценки.

Обобщение

В разделе «IEKF и адаптация параметров» представлены несколько решений для решения проблем с шумом фильтрации и расходимостью. Метод фильтра L – N используется для уменьшения объема вычислений. Принятый алгоритм IEKF можно описать как Таблица 3:

Таблица 3 Улучшенный алгоритм EKF.

Адаптация параметров

Алгоритм EKF может только отслеживать систему и корректировать в зависимости от наблюдений. Следовательно, алгоритм EKF вырождается в информационный фильтр с более низкой скоростью сходимости.Кроме того, повышение точности модели или своевременное изменение модели для адаптации системы имеет большее значение для повышения скорости сходимости и надежности.

Идентификация параметров в режиме онлайн является основным средством адаптации модели к реальным системам. Параметры ECM первого порядка включают R _o , R _p , C _p . R _p и C _p и представляет эффекты поляризации батареи, используемые для моделирования долгосрочных и динамических характеристик, влияющих на систему.Следовательно, вышеуказанные параметры необходимо реализовать в процессе онлайн-идентификации.

Метод идентификации параметров онлайн может быть эквивалентен применению двойного фильтра Калмана (DKF) ²⁹ . Следовательно, создание модели пространства состояний для идентифицируемых параметров может эффективно сформулировать, как работает онлайн-идентификация параметра.

Поскольку изменение параметров батареи обычно происходит медленно во время деградации, мы предполагаем, что параметры батареи не изменяются во время итеративного процесса.Затем пространство состояний переписывается как Eq. (25):

$$ \ left [{\ begin {array} {* {20} c} {R_ {o_k + 1}} \\ {R_ {p, k + 1}} \\ {C_ {p , k + 1}} \\ \ end {array}} \ right] = \ left [{\ begin {array} {* {20} c} 1 & {} & {} \\ {} & 1 & {} \\ {} & {} & 1 \\ \ end {array}} \ right] \ left [{\ begin {array} {* {20} c} {R_ {o, k}} \\ {R_ {p , k}} \\ {C_ {p, k}} \\ \ end {array}} \ right] + w_ {para, k} $$

(25)

Эта модель пространства состояний имеет интересные особенности.Во-первых, матрица обновления состояния — это единичная матрица, которая имеет хорошую положительную определенность и низкую вычислительную сложность. Кроме того, уравнение наблюдения за системой такое же, как и в модели эквивалентной схемы батареи. Соответственно изменяются наблюдаемое значение напряжения и поляризационная характеристика. Следовательно, идентификация параметров онлайн должна быть возвращена в процесс прогнозирования и обновления в ECM. Между тем, результат оценки SOC повлияет на возможность корректировки параметров, зависящих от наблюдения.Процесс адаптивных параметров показан на рис. 4. С учетом факторов влияния для алгоритмов фильтрации выбранные параметры представлены в таблице 4. Хотя для идеальных систем ожидается гауссов шум, постоянная инициализация предусмотрена для прогнозирования негауссовой батареи. идентификация системы и параметров в режиме онлайн способствует адаптивной оптимизации.

Рисунок 4

Процесс идентификации параметров в режиме онлайн.

Таблица 4 Выбранные коэффициенты алгоритма фильтрации для оценки SOC.

Рабочая среда и эксперимент

Для проверки достоверности алгоритма устанавливается экспериментальная рабочая среда, как показано на рис. 5, с подробностями, показанными в таблице 5.

Рис. 5 Таблица 5 Подробная информация об оборудовании.

Эксперимент был проверен на литий-ионной батарее BYD 130 Ач, и ее технические характеристики показаны в таблице 6. Экспериментальные результаты для условий используются для проверки эффективности и надежности алгоритма и проверочного теста, представленного в этой статье, включая испытание постоянным током, испытание импульсным разрядом и испытание динамической нагрузкой (DST).Все испытания проводятся при температуре окружающей среды 25 ℃.

Таблица 6 Характеристики протестированных батарей.

без названия

% PDF-1.6 % 1 0 объект > / Тип / Каталог >> эндобдж 2 0 obj > поток 2011-04-20T06: 17: 22-04: 002011-04-20T06: 17: 22-04: 002011-04-20T06: 17: 22-04: 00Appligent AppendPDF Pro 5.1uuid: c4ed11bb-1dd1-11b2-0a00- d52800006000uuid: c4ed88c6-1dd1-11b2-0a00-000f0071cac4application / pdf

без названия

Acrobat Distiller 7.0.5 для MacintoshAppendPDF Pro 5.1 Solaris 10 5 февраля 2010 г. Библиотека 9.0.1 конечный поток эндобдж 5 0 obj > эндобдж 3 0 obj > эндобдж 6 0 obj > поток Q конечный поток эндобдж 7 0 объект > поток q конечный поток эндобдж 8 0 объект > эндобдж 9 0 объект > эндобдж 17 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC / ImageB / ImageI] / XObject >>> / Rotate 0 / Thumb 37 0 R / Type / Page >> эндобдж 18 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC / ImageB / ImageI] / XObject >>> / Rotate 0 / Thumb 45 0 R / Type / Page >> эндобдж 19 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC / ImageB / ImageI] / XObject >>> / Rotate 0 / Thumb 52 0 R / Type / Page >> эндобдж 20 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC / ImageB / ImageI] / XObject >>> / Rotate 0 / Thumb 58 0 R / Type / Page >> эндобдж 21 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / XObject >>> / Rotate 0 / Thumb 65 0 R / Type / Page >> эндобдж 65 0 объект > поток 8; Z \ 7d; eJ +% — ‘P * a89Nlm_a1 = BSn & \ X, YZD] D (iKhW: 7sJO, BL * 0Gm * \ E_An`F «!» QQNIVg ((RZQ # 32d ‘! & (A ] MO [L3> @ hZ # ZR3j: kaf; -`) [# c @ & $ SW3nA-Mr> X6 $; Sadckm98cB3sF: * p> s / WNWe bt’YWCY68HmI8GC_C \ qcB! = G, i «eZ» Y7NM: h5P_qg «&!> Ioa + ^ 1 + — / = H: Nko2Jgf * E) f = 7Q: kU $: jWK = h%] NmAEl6W) Eld + 7r ^ LEVTFe * HR.)? 1) IZ4dup` E1r! /, * 0 [* 9.aFIR2 & b-C # soRZ7Dl% MLY \.? D> Mn 6% Q2oYfNRF $$ + ONnDZ4OTs0S! SaG> GGKUlQ * Q? 45: CI & 4J’_2j $ XKrcYp0n + Xl_nU * O ( l [$ 6Nn + Z_Nq0] s7hs] `XX1nZ8 & 94a \ ~> конечный поток эндобдж 62 0 объект > поток

A Lipo Battery Руководство для понимания Lipo Battery

Что такое аккумулятор Lipo?

Lipo Battery, его полное название — литий-полимерный аккумулятор, в народе его еще называют Li-po аккумулятор, или, точнее, литий-ионный полимерный аккумулятор (сокращенно LiPo, LIP, Li-poly и другие).Lipo — это аккумуляторная батарея литий-ионной технологии, использующая полимерный электролит вместо жидкого. Этот электролит образуют полутвердые полимеры с высокой проводимостью. Эти липо-аккумуляторы обеспечивают более высокую удельную энергию, чем другие типы литиевых аккумуляторов. Это новый тип батареи, который сейчас используется во многих устройствах бытовой электроники. Они набирают популярность в индустрии радиоуправления за последние несколько лет и сейчас являются наиболее популярным выбором для тех, кто ищет длительное время работы и высокую мощность.

Батареи

LiPo обладают множеством преимуществ. Но каждый пользователь должен решить, перевешивают ли преимущества недостатки. Для все большего и большего числа людей так и есть. По моему личному мнению, LiPo-аккумуляторы нечего опасаться, если вы соблюдаете правила и относитесь к аккумуляторам с уважением, которого они заслуживают.

Это руководство в основном знакомит с базовыми знаниями Lipo-аккумуляторов о параметрах Lipo-аккумуляторов, выборе аккумуляторов Lipo, обслуживании аккумуляторов Lipo, безопасном использовании аккумуляторов Lipo и обслуживании аккумуляторов Gens Ace Tattu Lipo.

• Lipo Параметры батареи Введение
• Как выбрать аккумулятор Lipo?
• Как ухаживать за батареей Lipo
Послепродажное обслуживание аккумуляторов Gens Ace Tattu
• Безопасность аккумуляторов Lipo

Мы видим, что у этой батареи Lipo есть некоторые параметры, это емкость батареи, напряжение батареи, конфигурация ячеек и скорость разряда. В нашем руководстве мы расскажем, что означают эти параметры?

• Номинальная разрядка
• Конфигурация ячейки
• Напряжение аккумулятора
• Емкость аккумулятора
• верх

Конфигурация ячейки

Батарея состоит из прямоугольных ячеек, которые соединены вместе, образуя батарею.Элемент, который сам по себе можно рассматривать как батарею, имеет номинальное напряжение 3,7 В. При последовательном подключении большего количества из них напряжение может увеличиться до 7,4 В для 2-элементной батареи, 14,8 В для 4-элементной батареи и так далее. Путем параллельного подключения большего количества батарей емкость можно увеличить. Часто вы увидите числа вроде 3S2P, которые означают, что батарея состоит из 4-х элементов (4S), соединенных последовательно, и есть 2 набора элементов, подключенных параллельно (2P), что в сумме дает 6 отдельных блоков в батарее.Таким образом, количество ячеек определяет напряжение батареи. Наличие более высокого напряжения означает, что батарея может обеспечивать большую мощность для привода более мощных двигателей, однако большая мощность не обязательно означает, что батарея будет обеспечивать энергию дольше, что определяется емкостью батареи.

Напряжение аккумулятора

LiPo-элемент имеет номинальное напряжение 3,7 В, а липо-элемент = 1 элемент = 1S = 3,7 В. Для указанной выше батареи на 14,8 В это означает, что есть четыре последовательно соединенных элемента (что означает, что напряжение складывается).Иногда можно услышать, что люди говорят о батарейном блоке «4S» — это означает, что есть 4 ячейки в серии. Таким образом, четырехэлементный (4S) блок составляет 14,8 В, трехэлементный (3S) — 11,1 В и так далее.

Батарея 3,7 В = 1 элемент x 3,7 В = батарея 1S
Батарея 7,4 В = 2 элемента x 3,7 В = батарея 2S
Батарея 11,1 В = 3 элемента x 3,7 В = батарея 3S
Батарея 14,8 В = 4 элемента x 3,7 В = 4S аккумулятор
Аккумулятор 18,5 В = 5 элементов x 3,7 В = аккумулятор 5S
Аккумулятор 22,2 В = 6 элементов x 3,7 В = аккумулятор 6S
29.Батарея 6 В = 8 ячеек x 3,7 В = батарея 8S
Батарея 37,0 В = 10 ячеек x 3,7 В = батарея 10S
Батарея 44,4 В = 12 ячеек x 3,7 В = батарея 12S

Напряжение аккумуляторной батареи Lipo существенно снижается. определить, с какой скоростью будет двигаться ваш автомобиль. Напряжение напрямую влияет на частоту вращения электродвигателя (бесщеточные двигатели рассчитаны на кВ, что означает «число оборотов на вольт»). Итак, если у вас есть бесщеточный двигатель с номиналом 3500 кВ, он будет вращать 3500 оборотов в минуту на каждое приложенное к нему напряжение. На батарее 2S LiPo этот двигатель вращается со скоростью около 25900 об / мин.На 3S он будет вращать колоссальные 38850 оборотов в минуту. Так что чем больше у вас напряжение, тем быстрее вы собираетесь ехать.

Когда вы выбираете липо-аккумулятор, вам необходимо знать, какой у вашего двигателя модель RC. Напряжение влияет на двигатель, а двигатель влияет на скорость. Чем выше напряжение, тем выше мощность (P) двигателя, и вот формула:

P = U * I

«P» — мощность, «U» — напряжение, «I» — ток. Как вы знаете, напряжение влияет на мощность двигателя батареи, а мощность влияет на частоту вращения двигателя, то есть скорость.Таким образом, в некоторых гонках пилотам нужны батареи высокого напряжения, чтобы соответствовать требованиям их радиоуправляемых моделей, чтобы получить высокую мощность.

Емкость аккумулятора

1300mAh на картинке означает емкость липо-батареи. Емкость используется для измерения того, сколько энергии может удерживать аккумулятор. Емкость измеряется в миллиампер-часах (мАч), что означает, что на аккумулятор можно поместить 1300 мАч, чтобы разрядить его за один час. Миллиампер также можно преобразовать в амперы (А), вот преобразование:

1300 мАч = 1.3 ампер-час (1 Ач)

Как правило, от емкости зависит, сколько времени вы можете пробежать до того, как вам понадобится подзарядка. Пакет большей емкости может увеличить время полета, но, будучи тяжелее, он отрицательно скажется на производительности. Но на это также влияет скорость: чем быстрее вы летите на самолете, тем меньше времени у вас в полете. Потому что высокая скорость означает, что вам нужно больше мощности для управления вашим самолетом или другими людьми, поэтому ваша мощность быстро теряется.

Номинальная разрядка

Скорость разряда

(рейтинг «C») — это просто то, насколько быстро батарея может быть безопасно разряжена.В мире батарей RC LiPo это называется рейтингом «C». Батарея со скоростью разряда 95c, что означает, что вы можете безопасно использовать ее в 95 раз больше, чем емкость батареи, батарея 10C = в 10 раз больше, батарея 20C = в 20 раз больше, сверху на картинке вы может разряжать в 95 раз больше, чем 1300 мАч, вот расчет ниже:

95C = 95 x Емкость (в амперах) = 95 * 1300 мАч = 123500 мАч = 123,5 Ач

С теоретической точки зрения, если вы разрядите батарею на 2600 мАч, то 1300 мАч аккумуляторной батареи может быть разряжен за полчаса.Из приведенного выше расчета возьмите аккумулятор на 123,5 Ач, поэтому аккумулятор будет разряжен за 0,63 минуты.

Иногда вам потребуется аккумулятор с высокой скоростью разряда, обычно в гонках, таких как гонки FPV, вы должны на высокой скорости выиграть гонку. Таким образом, более высокий рейтинг «C» означает, что ваша вещь может получить более высокую серию в мгновение ока. Итак, вы знаете, почему так много пилотов придают такое большое значение высокой скорости разряда. Но недостатком высокого рейтинга «C» является то, что он может стать тяжелее и повлиять на его характеристики.И может дороже нижнего.

Наши аккумуляторы Lipo в основном используются для радиоуправляемых хобби, таких как радиоуправляемые автомобили, дроны / БПЛА, радиоуправляемые самолеты / вертолеты и FPV. Чтобы получить наилучшее время полета или работы и производительность, важно знать, как выбрать лучшую батарею Lipo.

Как и большинство компонентов дрона или автомобиля, они связаны с другими компонентами, и аккумулятор не является исключением. Правильный аккумулятор в основном зависит от размера вашего дрона или автомобиля, а также от типа и количества двигателей, которые вы используете.В этом руководстве мы обсудим, как обеспечить правильную работу аккумулятора с вашим дроном или автомобильной системой, прежде чем вы его купите.

Знать, какой размер батареи вам нужен

Чтобы добиться максимального времени полета или времени работы, вы должны использовать самую большую батарею (с точки зрения емкости), которую вы можете (но при этом не выходить за пределы максимальной взлетной массы вашего дрона). Еще одна вещь, которую следует учитывать, — это физический размер батареи, так как в зависимости от того, какой дрон или автомобиль вы используете, вам нужно будет установить батарею только определенного размера.

Скорость разряда и емкость аккумулятора

Вероятно, наиболее важным, но часто упускаемым из виду фактором является проверка того, что рейтинг разрядки аккумулятора C является оптимальным для вашего дрона или автомобиля. Использование слишком низкой скорости разряда (рейтинг C) может привести к повреждению аккумулятора, а ваш дрон или автомобиль, работающий с недостаточной производительностью аккумулятора, не может выпустить ток достаточно быстро, чтобы обеспечить правильное питание ваших двигателей. Поскольку батареи с более высоким рейтингом C тяжелее, если используемая вами батарея имеет слишком высокий рейтинг C, вы просто будете нести лишний вес, который вам не нужен, что в конечном итоге сократит время работы.

Как рассчитать максимальный непрерывный выходной ток для вашей батареи

Чтобы узнать, каков общий ток, потребляемый вашей системой дрона, мы рассчитали его по этой простой формуле:

Максимальное непрерывное потребление тока (А) = Емкость аккумулятора (Ач) x Скорость разряда (С)

Например, у нас есть трехэлементный аккумулятор Lipo емкостью 5100 мАч с номиналом 10 ° C. Чтобы найти максимальное непрерывное потребление усилителя, мы сначала преобразуем 5100 мАч в 5,1 Ач и умножаем это число на 10С, чтобы получить общий непрерывный выход (5.1 х 10) = 51A

Как найти оптимальный рейтинг C

Поскольку выбор аккумулятора часто является последним шагом к созданию собственного дрона, мы уже знаем, какие двигатели и ESC мы используем. Поскольку двигатели потребляют наибольшее количество энергии от вашей батареи, мы можем основывать наши расчеты на этом.

Рейтинг батареи C зависит от емкости

Не существует фиксированного рейтинга C, который вам нужно использовать, поскольку максимальный выходной ток батареи зависит от емкости и рейтинга C.Обычно чем меньше емкость батареи, тем выше должен быть рейтинг C, поэтому для многих многороторных батарей большой емкости вы найдете очень низкие значения C в диапазоне 10-15C.

Какая емкость мне нужна?

Теперь, когда вы знаете требуемый ток, потребляемый вашей батареей, можно определить емкость и рейтинг C. В общем, лучше всего получить батарею максимально возможной емкости, которая при этом сохранит общий вес вашего квадрокоптера, включая батарею и другое оборудование, на уровне 50-70% от максимальной тяги двигателя.

Итак, придерживаясь нашего примера с квадрокоптером, мы знаем, что 50% тяги составляет около 500 г на двигатель (или 2 кг тяги в целом). Вес нашей рамы, электроники и двигателей составляет 1,2 кг. Остается 800-1000 г, которые мы можем использовать для батареи. Поэтому вам следует попытаться найти LiPo максимальной емкости, который вы можете найти, и который весит меньше этого.

Напряжение аккумулятора

Напряжение батареи или количество ячеек — еще одно важное решение, которое вам необходимо принять. Батареи с более высоким напряжением позволяют вашим двигателям производить больше энергии, однако батареи с более высоким напряжением тяжелее, поскольку они содержат больше элементов.

Не существует золотого правила, которому нужно следовать, когда дело доходит до напряжения батареи, но лучший способ определить напряжение для вашего дрона — это просмотреть таблицы данных о тяговом усилии двигателя и сравнить эффективность. Вы обнаружите, что двигатели, как правило, более эффективны и мощны при использовании липосомов с большим количеством ячеек (более высокое напряжение), но некоторые преимущества эффективности сводятся на нет из-за увеличения веса и стоимости батареи. Поэтому в зависимости от того, сколько двигателей вы используете, вам нужно будет выбрать то, что лучше всего подходит для вашей текущей настройки.

Следует иметь в виду, что ваши двигатели / ESC и другая электроника могут поддерживать напряжение вашей батареи. Некоторые двигатели поддерживают только определенное количество клеток или определенный диапазон напряжений, что может облегчить принятие решения.

Разъемы аккумулятора

Пайка разъемов аккумулятора может быть настоящей головной болью, поэтому неплохо было бы попробовать найти разъем аккумулятора, который вам нравится, и придерживаться его. Это позволяет легко менять батареи, и если вы решите построить еще один дрон в будущем, вы можете использовать те же батареи.Общие разъемы включают разъемы Deans / Tplug, XT60, а также разъемы EC3.

Количество батарей

Количество батарей, которые вы решите использовать в своем дроне, в конечном итоге не имеет большого значения, поскольку есть плюсы и минусы использования большего количества батарей. Во-первых, использование большего количества батарей дает дополнительный уровень безопасности, так как если одна батарея выйдет из строя, у вас все еще есть другая, которую вы можете использовать для быстрой посадки. Также, если у вас есть возможность заменить одну батарею, если одна из них стареет, чем другая.Время зарядки можно сократить, если у вас есть два зарядных устройства, так как каждое из них может заряжаться одновременно. Однако использование двух батарей может быть более сложным в установке и подключении, а покупка двух батарей иногда может быть дороже, чем покупка одной. Таким образом, в конечном итоге использование одной или нескольких батарей зависит от используемого вами дрона и ваших личных предпочтений.

Прочитав это руководство, вы, возможно, узнаете, как выбрать батарею Lipo, наш веб-сайт порекомендует вам батарею Lipo, если вам нужно купить батареи Lipo, вы можете взглянуть.

Радиоуправляемые автомобильные липоаккумуляторы:

https://www.genstattu.com/car-battery-lipo.html

Lipo аккумуляторы для дронов / БПЛА ：

https://www.genstattu.com/tattu-uav-battery.html

FPV Lipo батареи:

http://www.genstattu.com/fpv-lipo-battery.html

RC Airplane / Heli Lipo Аккумуляторы:

https://www.genstattu.com/aircraft-battery.html

Перед зарядкой

• Пожалуйста, прочтите инструкцию к зарядному устройству перед зарядкой.
• Всегда проверяйте напряжение аккумуляторов перед каждым сеансом зарядки, чтобы убедиться, что они равны минимальному безопасному пусковому напряжению или превышают его. Если пусковое напряжение ниже рекомендованного уровня, значит, батареи были чрезмерно разряжены или вышли из строя, и их НЕ следует заряжать.
• Всегда проверяйте аккумулятор перед зарядкой на предмет повреждений. Проверьте упаковку аккумулятора, провода и разъемы на наличие дефектов, которые могут вызвать короткое замыкание и, в конечном итоге, выход аккумулятора из строя.
• Убедитесь, что вы используете зарядные провода, совместимые с разъемами аккумулятора.
• Пользователь должен внимательно проверить полярность кабеля аккумулятора и провода зарядного устройства перед подключением, чтобы избежать короткого замыкания.
• Всегда проверяйте, что зарядное устройство находится в хорошем состоянии. Плохое зарядное устройство может быть опасным.

Вы несете полную ответственность за правильную работу используемого зарядного устройства. Всегда следите за процессом зарядки, чтобы убедиться, что аккумуляторы заряжаются должным образом.Несоблюдение этого может привести к пожару.

Зарядка

• Используйте только зарядное устройство, предназначенное для литий-полимерного аккумулятора / аккумулятора Lion. Не используйте зарядное устройство NIMH / NICD / LIFEPO4 / LEAD ACID. Если зарядное устройство может поддерживать разные типы аккумуляторов. Обязательно выберите литий-полимерный (Lipo) режим на зарядном устройстве. Несоблюдение этого может привести к возгоранию, что может привести к травмам и материальному ущербу.
• Пользователь должен всегда заряжать аккумуляторы на открытом воздухе, вдали от легковоспламеняющихся материалов, жидкостей и поверхностей.
• Никогда не заряжайте батареи внутри модели.
• Никогда не заряжайте аккумуляторы при температуре ниже нуля (0 ° C, 32 ° F)
• Никогда не заряжайте батареи, горячие на ощупь (выше 100 ° F). НЕ трогайте батареи, пока они не остынут.
• Пользователь должен всегда настраивать зарядное устройство на правильное количество ячеек и / или напряжение, указанное на этикетках аккумуляторов.
• Пользователь должен всегда настраивать зарядное устройство на уровень заряда, указанный на этикетках аккумуляторов.

Зарядное устройство никогда не должно быть настроено на зарядку аккумуляторов со скоростью, превышающей 1C (один (1) раз больше емкости аккумуляторов в ампер-часах), если другая скорость C не указана в документации производителя или эта скорость не задана как часть конкретная комбинация аккумулятора и зарядного устройства.НЕ изменяйте скорость зарядки после начала зарядки.

• Никогда не перезаряжайте батареи сверх емкости, указанной на этикетках батарей.
• Никогда не перезаряжайте батареи сверх их максимального номинального напряжения (4,2 В / элемент для LiPo).
• Он должен выбрать последовательную зарядку, если два или более аккумуляторных блока подключены последовательно для использования.
• Используйте подходящие и качественные зарядные устройства, пожалуйста, не используйте дешевые и некачественные зарядные устройства, используйте профессиональное литий-полимерное зарядное устройство для зарядки аккумулятора Gens ace & Tattu.Во время зарядки убедитесь, что вокруг чисто, вокруг нет всякой всячины. Не заряжайте без мониторинга. При зарядке рекомендуется использовать липовый мешок, чтобы обеспечить безопасность зарядки. Своевременно прекращайте зарядку, когда аккумулятор полностью заряжен. Не подключайте зарядное устройство к аккумулятору в течение длительного времени, когда аккумулятор полностью заряжен. Мы не несем ответственности за потерю имущества присяжных и за любые несчастные случаи, вызванные неправильной зарядкой.

Выгрузка

• Никогда не разряжайте аккумуляторы при силе тока выше, чем указано на этикетках аккумуляторов.
• Ни в коем случае не допускайте, чтобы температура аккумуляторов превышала 140 ° F во время разряда. Для аккумуляторов требуется соответствующее охлаждение, особенно при разрядке с максимальной или близкой к ней скоростью.
• Никогда не разряжайте аккумуляторы до напряжения, ниже которого они рассчитаны производителем при измерении под нагрузкой (подключенной к автомобилю или зарядному устройству, способному к разрядке). Батареи, разряженные до напряжения ниже минимально допустимого, могут быть повреждены, что приведет к потере производительности и возможному возгоранию при зарядке батарей.
• Никогда не разряжайте аккумулятор до уровня ниже 3 В на элемент под нагрузкой. Для батарей серии Tattu, которые используются в беспилотных авиационных системах, рекомендуемое напряжение отключения составляет 3,5 В на элемент.
• Никогда не оставляйте аккумулятор без присмотра во время процесса разрядки. Во время процесса выгрузки пользователь должен постоянно следить за процессом и реагировать на потенциальную проблему, которая может возникнуть.
• В случае возникновения чрезвычайной ситуации немедленно прекратите процесс, отсоедините аккумулятор, поместите его в безопасное место и наблюдайте за ним в течение примерно одного часа.Это может вызвать протекание батареи, а реакция с воздухом может вызвать воспламенение химикатов, что приведет к пожару. Безопасная зона должна находиться за пределами любого здания или транспортного средства и вдали от любых горючих материалов. Батарея может воспламениться даже через час.
• Пользователь должен проверить состояние батареи перед ее использованием или разрядкой. Прекратите использовать его, если пользователь обнаружил, что клетки не сбалансированы или клетки пыхтят или плачут.

Lipo Хранение батареи:

• Не подключайте клеммы напрямую к металлическим предметам.Это приведет к короткому замыканию батарей, что приведет к нагреву и электрическому разряду.
• Никогда не храните незакрепленные батареи вместе, клеммы батарей могут соприкоснуться друг с другом, что приведет к короткому замыканию.
• Никогда не храните аккумуляторы при экстремальных температурах или под прямыми солнечными лучами. Аккумулятор следует хранить в условиях окружающей среды в диапазоне от -10 ℃ ~ 45 ℃. Если аккумулятор должен храниться в течение длительного времени (более 3 месяцев), условия окружающей среды должны быть:

Температура: 23 ± 5 ℃

Влажность: 65 ± 20% относительной влажности

Напряжение при длительном хранении должно быть 3.Диапазон 6 В ~ 3,9 В на ячейку.

• Всегда отключайте батареи, когда они не используются, и храните батареи в непроводящем и огнестойком контейнере.
• Никогда не изменяйте, не прокалывайте и не ударяйте батареи или связанные с ними компоненты.

Предел урона

Gens Ace / Tattu не несет ответственности за особые, косвенные или косвенные убытки, упущенную выгоду, производственные или коммерческие убытки, каким-либо образом связанные с продуктом,

независимо от того, основывается ли претензия на контракте, гарантии, халатности или строгой ответственности.Кроме того, ни в коем случае ответственность Gens Ace & Tattu не может превышать индивидуальную цену продукта, по которому заявлена ​​ответственность. Поскольку Gens Ace & Tattu не контролирует использование, настройку, окончательную сборку, модификацию или ненадлежащее использование, никакая ответственность не принимается и не принимается за любой возникший в результате ущерб или травму.

Пользователь принимает на себя всю вытекающую ответственность при использовании, настройке или сборке.

Если вы как покупатель или пользователь не готовы принять на себя ответственность, связанную с использованием этого продукта, вам рекомендуется немедленно вернуть этот продукт в новом и неиспользованном состоянии по месту покупки.

Служба поддержки клиентов

Если что-то не упомянуто в данной инструкции по эксплуатации, пожалуйста, свяжитесь с нами вовремя для консультации.

Если вам нужна помощь, обратитесь в местный магазин товаров для хобби или по месту покупки.

Если они не могут предоставить поддержку, пожалуйста, свяжитесь со штаб-квартирой Gens Ace по адресу info@gensace.com.

Ограниченная гарантия

Gens Ace & Tattu оставляет за собой право изменять или модифицировать данную гарантию без предварительного уведомления и отказывается от всех других гарантий, явных или подразумеваемых.

Настоящая гарантия ограничена первоначальным покупателем и не подлежит передаче. Замена, предусмотренная настоящей гарантией, является исключительным средством правовой защиты покупателя.

Настоящая гарантия распространяется только на продукты, приобретенные у официального дилера. Эта гарантия не распространяется на транзакции с третьими сторонами. Подтверждение покупки требуется для гарантийных претензий. Gens Ace & Tattu не дает никаких гарантий и не делает никаких заявлений, явных или подразумеваемых, относительно ненарушения прав, товарной пригодности или пригодности продукта для определенной цели.

Покупатель признает, что они единолично определили, что продукт будет надлежащим образом соответствовать требованиям предполагаемого использования покупателя.

Единственным обязательством

Gens Ace & Tattu здесь является то, что она по своему усмотрению заменит любой продукт, который Gens Ace & Tattu определит как дефектный, в случае дефекта, это исключительное средство правовой защиты покупателя. Решение о замене принимается исключительно по усмотрению Gens Ace & Tattu.

Настоящая гарантия не распространяется на косметические повреждения или повреждения в результате стихийных бедствий, несчастного случая, неправильного использования, злоупотребления, небрежности, коммерческого использования или модификации любой части Продукта.Эта гарантия не распространяется на повреждения, возникшие в результате неправильной установки, эксплуатации, обслуживания или попытки ремонта кем-либо.

Инструкции по утилизации пользователями

Этот продукт нельзя утилизировать вместе с другими отходами. Вместо этого пользователь обязан утилизировать свое использованное оборудование, передав его в специальный пункт сбора для переработки отработанного электрического и электронного оборудования.

Раздельный сбор и переработка использованного оборудования во время утилизации поможет сохранить природные ресурсы и обеспечить его переработку таким образом, чтобы защитить здоровье человека и окружающую среду.Для получения дополнительной информации о том, где вы можете сдать использованное оборудование для переработки, обратитесь в местную городскую администрацию, в службу утилизации бытовых отходов или в место, где вы приобрели продукт.

Пользователь должен внимательно прочитать приведенные выше инструкции перед покупкой литий-полимерной батареи Gensace & Tattu. Если пользователь нарушит инструкции и вызовет какие-либо проблемы, Gens ace & Tattu не несет за это ответственности.

Предупреждение об охране здоровья и безопасности

• Обратный заряд запрещен.Ячейка должна быть подключена правильно. Перед подключением необходимо подтвердить полярность. В случае неправильного подключения аккумулятор не может быть заряжен. Одновременно обратная зарядка может вызвать повреждение элемента, что может привести к снижению производительности элемента и нарушению безопасности элемента, а также может вызвать тепловыделение или утечку.
• Никогда не ударяйте аккумулятор острыми краями
• Обрежьте ноготь или наденьте перчатку, прежде чем брать аккумулятор
• Никогда не открывайте и не деформируйте складной край ячейки
• Никогда не падай, ударяйся, сгибайся корпус аккумулятора
• Никогда не разбирайте элементы.Разборка может вызвать внутреннее короткое замыкание в элементе, которое может вызвать выделение газа, возгорание или другие проблемы.
В батарее
• LIPO не должна течь жидкость из электролита, но в случае попадания электролита на кожу или в глаза врачи должны немедленно промыть электролит пресной водой и обратиться за медицинской помощью.
• Никогда не сжигайте и не бросайте клетки в огонь. Это может вызвать возгорание ячеек, что очень опасно и запрещено.Камеры нельзя замачивать жидкостями, такими как вода, напитки с морской водой, такие как безалкогольные напитки, соки, кофе или другие.
• Замена батареи должна производиться только поставщиком элементов или поставщиком устройства и никогда не должна выполняться пользователем.

При транспортировке элементы могут быть повреждены ударами. При обнаружении каких-либо аномальных свойств элементов, таких как повреждения пластиковой оболочки элемента, деформация упаковки элемента, запах электролита, утечка электролита и другие, элементы больше не должны использоваться.

Ячейки с запахом электролита или утечкой следует размещать вдали от огня, чтобы избежать возгорания.

Замечено: Если в какой-либо момент аккумулятор повредится, станет горячим, начнет раздуваться или разбухать, немедленно прекратите зарядку или разрядку. Быстро и безопасно отсоедините аккумулятор от зарядного устройства или модели. Затем поместите аккумулятор и / или зарядное устройство в безопасное открытое место вдали от легковоспламеняющихся материалов внутри огнеупорного контейнера (например, мешка безопасности LiPo). Если через час, если состояние батареи стабилизировалось, выведите ее из эксплуатации.Не продолжайте обращаться с аккумулятором, не пытайтесь использовать или не отправлять его. Несоблюдение этих процедур может привести к повреждению аккумулятора, личному имуществу или серьезным травмам.

MSDS (паспорт безопасности материала) Скачать

10000 мАч 22,2 В 6S ⬇️

12000 мАч 22,2 В 6S ⬇️

16000 мАч 22,2 В 6S ⬇️

22000 мАч 22,2 В 6S ⬇️

Общий документ №

Знайте свои литий-ионные элементы, их технические характеристики и рабочие параметры • EVreporter

Приглашенный автор г-н Нирадж Кумар Сингал рассказывает о номенклатуре литий-ионных элементов, параметрах качества, ключевых требованиях к ячейкам и их сегрегации для группировки.

В статье:

1. Технические характеристики литий-ионного элемента и листы данных
2. Важные термины, относящиеся к характеристикам элемента / батареи и их описание
3. Ожидания от хорошего литий-ионного элемента
4. Важность каждой ячейки в аккумуляторном блоке
5. Параметры приема ячеек приобретенного лота
6. Сортировка — процесс группировки ячеек, который должен выполняться аналогично

Литий-ионный элемент Технические характеристики и листы данных Цилиндрическая ячейка

обозначена цифрой e.грамм. 18650, и эта ячейка будет иметь номинальные размеры диаметром «18» мм, длиной «65» мм и обозначена цифрой «0», поскольку она имеет цилиндрическую форму.

Аналогичным образом призматические элементы обозначаются номинальной емкостью в Ач, например: FP55 указывает на то, что стандартная емкость составляет 55 Ач при 1С.

Каждая партия ячеек поставляется с важным «Техническим паспортом» или «Спецификацией». Важная информация может включать:

1. Номинальная емкость в мАч или Ач при 1C — 1C — это скорость разряда, при которой элемент полностью разряжается за 1 час

2. Номинальная емкость в мАч или Ач при -C (например, «3000 мАч при 0,2 C» означает, что при скорости разряда 3000 мАч элемент разряжается за 5 часов)

3. Номинальное, зарядное и разрядное напряжения : рабочее — например, 3,6 В, отсечка по верхнему краю — например, Отсечка 4,2 В и ниже — например, 2,5 В

4. Максимальный ток заряда и разряда : максимально допустимая скорость зарядки и разрядки Постоянный / переменный ток (например, 1C-2750 мАч для зарядки и 2C-5500 мАч для разряда — оба при температуре 25 ^o C)

5. Рекомендуемые температуры хранения — соразмерно продолжительности хранения

6. Температура эксплуатации и испытаний ячейки

7. Расчетное количество продолжительных циклов (жизненный цикл клетки ) : например, 3000 циклов при 80% мощности

8. Пропускная способность при различных прогрессивных циклах

9. Разрядная способность при различных более низких и высоких температурах и сроках хранения

10.Безопасность и меры по охране окружающей среды

Важные термины, относящиеся к характеристикам элементов / батарей, и их описание

Состояние заряда (SOC)

Уровень заряда обычно выражается в процентах и ​​представляет собой степень доступной электрической энергии в элементе. Поскольку доступная электрическая энергия изменяется в зависимости от тока заряда и разряда, температуры и старения, состояние заряда также определяется с помощью двух терминов: Абсолютное состояние заряда (ASOC) и Относительное состояние заряда (RSOC). Относительный уровень заряда остается в диапазоне от 0% до 100% (100% при полной зарядке и 0% при полной разрядке). Абсолютный уровень заряда — это эталонное значение, рассчитанное в соответствии с расчетным значением фиксированной емкости при изготовлении элемента. Абсолютный уровень заряда нового полностью заряженного элемента составляет 100%, и даже если стареющий элемент полностью заряжен, он не может достичь 100% при различных условиях зарядки и разрядки.

Взаимосвязь между напряжением и емкостью элемента при различных скоростях разряда представлена ​​на рисунке ниже.Видно, что чем выше скорость разряда, тем меньше емкость элемента. Емкость ячеек также уменьшается при более низких температурах.

б) Максимальное напряжение зарядки

Хотя номинальное напряжение ионно-литиевых элементов с различным химическим составом колеблется от 3,2 до 3,7 В (за исключением элемента из титаната лития с номинальным напряжением 2,4 В), зарядное напряжение литиевых элементов обычно составляет от 4,2 В до 4,35 В, и это значение напряжения может изменяться в зависимости от различных комбинаций материалов катода и анода.

c) Полностью заряжен

Согласно общепринятым нормам, когда разница между напряжением элемента и самым высоким зарядным напряжением составляет менее 100 мВ, а зарядный ток падает до C / 10, элемент можно считать полностью заряженным. На рисунке ниже показана типичная кривая зарядной характеристики литиевого элемента.

d) Минимальное напряжение разряда

Минимальное напряжение разряда — это напряжение разряда отсечки, при котором состояние заряда составляет 0%.Это минимальное значение напряжения разряда не является фиксированным значением и изменяется в зависимости от нагрузки, температуры, старения или других факторов.

e) Напряжение полного разряда

Это напряжение меньше или равно минимальному напряжению разряда.

f) Скорость заряда и разряда (C-Rate)

Скорость заряда и разряда — это выражение тока заряда и разряда относительно емкости элемента, которое указывает период времени, в течение которого элемент будет продолжать подавать энергию во время зарядки, и сколько времени потребуется элементу для полной зарядки.Термин 1C используется для обозначения скорости тока, при которой батарея полностью разряжается за один час. Различная скорость заряда и разряда приведет к разной емкости использования. Как правило, чем выше скорость зарядки и разрядки, тем меньше доступная емкость.

г) Срок службы

Цикл — это процесс полной зарядки и разрядки элемента, который можно оценить по фактической разрядной емкости и проектной емкости. Обычно после 500 циклов заряда-разряда емкость полностью заряженного элемента падает на 10–20%.

ч) Саморазряд

Все элементы саморазряжаются при хранении при высоких температурах или в течение длительного времени. Скорость саморазряда увеличивается с ростом температуры. Возможные причины могут заключаться в порче ингредиентов электродов и электролитов и продолжении химических реакций в медленном темпе (даже если они не используются). Однако неправильное обращение и повреждение во время производственного процесса также могут привести к увеличению саморазряда. Обычно скорость саморазряда удваивается при повышении температуры элемента на 10 ° C. Ежемесячный уровень саморазряда литий-ионных элементов составляет примерно 1-2% по сравнению с ежемесячным уровнем саморазряда 10-15% для никелевых элементов.

Ожидания от хорошего литий-ионного элемента

Долговечность

Цикл и календарный срок определяют соотношение цены и качества для ячейки. Срок службы гарантирует, что емкость элемента останется выше 80%, когда он уже был подвергнут количеству циклов, гарантированному производителем.Точно так же заявленный календарный срок службы является гарантией того, что, независимо от того, используется он или нет, минимальная остаточная емкость элемента будет составлять 80% в течение периода заявленного жизненного цикла элемента. Чем выше скорость разряда, тем меньше емкость элемента. Точно так же при более низкой скорости разрядного тока из элемента можно извлечь больше энергии, поскольку не происходит глубокого падения напряжения элемента.

Оптимально, срок службы трехкомпонентного литиевого элемента составляет около 800 циклов, а для элементов из фосфата лития-железа и титаната лития — около 2000 и 10000 циклов соответственно. Поскольку внутреннее сопротивление и напряжение различаются для каждой из ячеек аккумуляторной батареи, становится очень важным сгруппировать элементы с одинаковой производительностью при изготовлении аккумуляторной батареи, чтобы обеспечить хороший срок службы. Поскольку глубокая зарядка и разрядка могут привести к необратимому повреждению аккумулятора, рекомендуемый диапазон состояния заряда (SOC) для цикла разряд-заряд составляет от 10 до 90%. Кроме того, если разрядка ионно-литиевых элементов выполняется регулярно при высоких скоростях и высоких температурах, срок службы может сократиться на 75%.

Низкая стоимость

При покупке новой батареи рассмотрение цены неизменно включает сравнение первоначальной стоимости покупки за киловатт-час. Но логично, что стоимость должна также учитывать стоимость полного жизненного цикла, стоимость обслуживания, а также стоимость замены . Проще говоря, стоимость полного жизненного цикла — это произведение средней мощности батареи и ее жизненного цикла (количество циклов подачи энергии в желаемом и заявленном диапазоне). Срок службы батареи в значительной степени зависит от срока службы каждой ячейки аккумуляторной батареи и интеллектуальной BMS, которая должна уметь определять слабые элементы, изолировать их и эффективно запускать функцию выравнивания . Точно так же самообслуживание батареи за счет использования механизмов самокоррекции без внешнего вмешательства должно работать долгое время, в то время как внешнее ручное вмешательство, чтобы вручную идентифицировать элементы с низким напряжением и заряжать их отдельно или заменять их, следует избегать.

Высокая плотность энергии / удельная мощность

Поскольку плотность энергии (энергия, доступная на единицу объема или веса) литий-ионных элементов в 2,5 и 1,8 раза больше, чем у никель-кадмиевых и никель-водородных элементов соответственно, они, несомненно, превосходят в этом и, следовательно, литий-ионные аккумуляторные блоки. занимают меньше места, оставляя больше места для функциональных компонентов устройства. Литий-ионный химический состав имеет переменную плотность энергии и должен использоваться в зависимости от требований, а также соображений безопасности.Чем больше концентрация энергии в одном месте или в устройстве / оборудовании и чем больше его близость к людям, тем более интенсивными будут требования безопасности.

Высокое напряжение

Никель-металлогидридные элементы

имеют диапазон напряжений от 1,4 до 1,6 В, а никель-кадмиевые и никель-водородные элементы имеют типичное напряжение 1,25 В. Скорость разряда в течение периода хранения также высока для этих ячеек. Для сравнения, ионно-литиевые элементы имеют более высокий диапазон напряжений, и их потери при хранении также ниже. Для литий-железо-фосфатных элементов номинальное напряжение составляет 3,6 В, а для трехкомпонентных литиево-манганатных элементов — 4,2 В.

Из-за использования графитовых анодов напряжение литиевых элементов зависит от материалов катода . Напряжение ячейки может быть увеличено за счет выбора материалов, так что катод состоит из материала с высоким положительным потенциалом, а анодный материал — из материала с высоким отрицательным потенциалом. Разработка ячеек из материалов, приводящих к высокому напряжению ячеек, является еще одним способом увеличения плотности энергии и ограничения неиспользуемого мертвого пространства устройства или хранения более высокого кванта энергии в объемных хранилищах энергии.

Высокая энергоэффективность

Энергоэффективность — это разница между потребляемой энергией во время зарядки и выходной энергией во время разрядки. Зарядное напряжение неизменно выше, чем разрядное напряжение из-за кулоновской эффективности (эффективность зарядки — отношение разрядной емкости элемента к зарядной емкости во время набора цикла). Из-за внутреннего сопротивления элемента выделяется небольшое количество тепла как во время зарядки, так и во время разрядки.Входная и выходная электрическая энергия во время зарядки и разрядки в основном преобразуется в тепловую энергию. Лучшие клетки производят меньше тепла. Посредством кулоновского измерения можно измерить разницу между энергетическими емкостями заряда и разряда, чтобы вычислить эффективность, и выбрать для использования элементы более высокого качества.

Хорошие характеристики при высоких температурах

Литиевые элементы должны обладать хорошими высокотемпературными характеристиками. Когда сердечник ячейки нагревается до более высокой температуры, катод, анод, сепаратор и электролит этих элементов должны иметь возможность сохранять хорошую стабильность и нормально работать при высоких температурах, чтобы обеспечить ожидаемый долгий срок службы.Аномальный перезаряд / чрезмерный разряд элемента, быстрая зарядка / разрядка, короткое замыкание, механическое неправильное обращение / неправильное обращение и высокотемпературные термические удары могут легко вызвать нежелательные реакции внутри элементов с выделением тепла и прямым повреждением поверхностей электродов. Температурная проблема литиевых элементов имеет большое влияние на безопасность литиевых элементов и батарей.

Хорошие низкотемпературные характеристики

Литиевые элементы

хорошо работают при низких температурах, а ионы лития, электролит и электродные материалы поддерживают высокую активность химических реакций, их остаточная емкость высока, разрядная емкость снижается, а скорость зарядки остается высокой.

При понижении температуры оставшаяся емкость литиевого элемента уменьшается быстрее. Принудительная зарядка при низких температурах очень вредна и может привести к тепловому разгоне. За исключением серьезного ухудшения разрядной емкости, литиевые элементы нельзя заряжать при низких температурах. Основными причинами уменьшения срока службы литий-ионных элементов при использовании при низких температурах являются увеличение внутреннего импеданса и ухудшение емкости из-за осаждения ионов лития.

Таким образом, в спецификациях элементов питания в основном указывается диапазон рабочих температур элемента, в котором ожидается, что характеристики элемента / батареи будут соответствовать заявленным параметрам.

Хорошая безопасность

Хорошее качество исходных материалов сердечника и меры безопасности для элементов определяют безопасную работу элементов и получаемых в результате батарей. Материалы электродов, электролитов и сепараторов должны иметь хорошую термическую стабильность, совместимость, а электролит должен быть хорошим проводником с огнестойкими свойствами.Вспомогательные меры безопасности относятся к конструкции предохранительного клапана ячейки, конструкции предохранителя, конструкции термочувствительного сопротивления и чувствительности. После выхода из строя одной ячейки это может предотвратить распространение неисправности и изолировать ее.

Хорошая консистенция

Чтобы аккумуляторный блок работал стабильно, необходимо обеспечить, чтобы элементы были из одного источника и из одной производственной партии, чтобы их уровни производительности были сопоставимы, а различия в их индивидуальных рабочих параметрах были очень низкими.Параметры производительности, которые должны быть проверены, в основном включают внутреннее сопротивление, емкость, напряжение холостого хода, зависящий от времени саморазряд и повышение температуры. Производительность батареи сильно зависит от самого слабого элемента, и срок службы батареи будет на уровне или меньше, чем фактический срок службы самого слабого элемента.

Простота сборки

Для изготовления батарейных блоков большое количество ячеек скомпоновано и соединено, чтобы сделать их пригодными для использования. Из одиночного элемента формируется модуль с использованием таких процессов, как сварка и обжим, и модуль подключается через высоковольтный провод, образуя аккумуляторный блок . В этом процессе простота пайки отдельных ячеек, дизайн интерфейса подключения для обжима и пригодность системы терморегулирования каждой ячейки батареи влияют на простоту конструкции группы и эффективность группы. Некоторые аккумуляторные элементы могут иметь высокую плотность, но их форма может быть неудобной для пользователя.После преобразования в аккумуляторные блоки плотность энергии составляет только половину от общего количества ячеек. Если отдельные элементы плохо соединены, плотность энергии элемента батареи не будет эффективно использоваться.

Важность каждой ячейки в аккумуляторном блоке

Емкость — Во время зарядки элемент с наименьшей емкостью полностью заряжается первым, и BMS прерывает процесс зарядки по достижении условия отключения зарядки. Точно так же во время разряда элемент с небольшой емкостью сначала высвободит доступную энергию, и система прекратит разряжаться, когда будет достигнуто условие более низкого напряжения отключения.Таким образом, в батарее, состоящей из множества ячеек, элементы с малой емкостью всегда полностью разряжены, в то время как элементы с большой емкостью всегда используют часть емкости, и в результате часть емкости всего аккумуляторного блока всегда остается в режиме ожидания.

Потеря срока службы — Срок службы аккумуляторной батареи зависит от элемента с самым коротким сроком службы, и как только элемент с самым коротким сроком службы ухудшается в производительности, выходная мощность аккумулятора резко снижается.

Внутреннее сопротивление и повышение температуры — Сопротивление каждой ячейки разное, и один и тот же ток течет через ячейки с разным внутренним сопротивлением.Ячейки с большим внутренним сопротивлением нагреваются сильнее и увеличивают температуру батареи, что, когда она слишком высока, приводит к ускорению скорости износа батареи. Повышенная температура вызывает дальнейшее повышение внутреннего сопротивления. Внутреннее сопротивление и повышение температуры образуют порочную комбинацию, которая постепенно ухудшает качество и производительность батареи и сокращает ее срок службы.

Управление ячейками в батарее — В настоящее время инженеры в основном рассматривают три аспекта, чтобы иметь дело с несогласованностью и изменчивостью отдельных ячеек — сортировка ячеек для определения тех, которые имеют схожую производительность, управление температурой после группировки и использование хорошей системы управления батареями (BMS ), чтобы обеспечить выравнивание, когда между ячейками возникает небольшое несоответствие или вариация.

Прием ячеек купленного лота

Обычно литий-ионные элементы импортируются большими партиями напрямую или их можно купить у крупных импортеров элементов. Каким бы способом ни осуществлялась закупка, сначала получите сертификаты испытаний партии ячеек и выясните количество партий в партии. Убедитесь, что элементы заказаны и подходят для желаемого применения (например, солнечная энергия, двухколесная мобильность, накопление энергии и т. Д.).

Чтобы гарантировать качество полученных клеток, разработайте план отбора проб, согласно которому клетки отбираются для тестирования в собственной или зарегистрированной лаборатории. Кроме того, всех импортированных ячеек должны получить одобрение типа Бюро индийских стандартов путем тестирования образцов в лабораториях, зарегистрированных BIS или BIS. Ячейки протестированы в соответствии с IS 16046, часть 2 от 2018 г., и IS 16047, часть 3 от 2018 г., . Ключевые параметры тестирования включают:

• Удаление газа (для нагнетания газа)
• Зарядка при постоянном напряжении
• Емкость при различных температурах
• Внешнее короткое замыкание
• Выносливость
• Свободное падение
• Термическое воздействие
• Раздавливание
• Принудительный разряд
• Транспортные испытания

Испытания проводятся в основном в соответствии с параметрами, заявленными производителем ячейки, а также в соответствии с требованиями, указанными в индийском стандарте.После удовлетворительного завершения типовых испытаний ячейки могут быть испытаны / обработаны и т. Д. В Индии для предполагаемого использования.

Следующий процесс будет заключаться в сортировке ячеек для выявления, разделения и использования ячеек с электрическими рабочими параметрами в пределах указанного диапазона для обеспечения хорошей, безопасной и длительной работы ячеек, используемых в устройстве или батарее.

Сортировка — процесс группировки ячеек, который должен выполняться аналогично

В идеале нельзя использовать разные партии ячеек вместе.Даже элементы одной и той же партии подвергаются экранированию, а элементы в пределах узкого диапазона свойств группируются вместе в один и тот же аккумуляторный блок. Цель сортировки — выбрать ячейки с похожими параметрами. Метод сортировки изучается в течение многих лет и в основном делится на статическую сортировку и динамическую сортировку.

Статическая сортировка Процесс проверяет напряжение холостого хода, внутреннее сопротивление, емкость и другие параметры ячеек. Выбираются целевые параметры, вводятся в статистические алгоритмы, устанавливается диапазон критериев отбора и ячейки одной партии разделяются на несколько групп.

Динамическое экранирование основано на характеристиках аккумуляторной ячейки в процессе зарядки и разрядки. Некоторые выбирают процесс зарядки постоянным током и постоянным напряжением, некоторые выбирают процесс заряда и разряда импульсным током, а некоторые сравнивают свои собственные зависимости кривых заряда и разряда.

Статический скрининг используется для начальной группировки, а динамический скрининг, который, как предполагается, будет более точным, выполняется позже, чтобы можно было разделить больше групп с более узким диапазоном параметров и точность скрининга намного выше.Стоимость возрастает, поскольку мы сужаем диапазон выбора и используем более точное оборудование для измерений.

Пошаговый процесс сортировки

1. Перед сортировкой ячеек необходимо привести к одинаковому значению напряжения. Первоначально они полностью заряжены до верхнего предельного значения, а затем разряжены до глубины разряда (DoD) нижнего предельного значения на машине для испытания заряда-разряда-заряда элементов. После этого уровень заряда элементов составляет 50%.Эти ячейки затем поступают в комбинацию машин для наклеивания и сортировки наклеек.

2. Для предварительной статической сортировки используются сортировочные машины. Эти машины работают по принципу подачи фиксированного напряжения на клеммы ячейки и измерения внутреннего сопротивления ячейки.

На основе диапазонов сопротивления, определенных для различных групп, каждая ячейка выделяется и сохраняется в назначенных каналах. Обычно используются сортировочные машины от 5 до 13 каналов.Входное напряжение определяется и устанавливается на основе химического состава ячеек и спецификации. Диапазон сопротивления для каждого канала определяется и подается на программный вход оборудования. Ячейки непрерывно перемещаются, измеряется их внутреннее электрическое сопротивление, и толкатель направляет тестируемые ячейки в нужный канал.

Сортировочная машина Semco

Если отсортированные ячейки должны использоваться в прецизионных устройствах, отсортированные ячейки канала могут быть дополнительно разделены до следующего десятичного значения путем повторения процесса заряда, разряда, достижения SOC 50% и повторной сортировки в более узком диапазоне сопротивления. .

Ключевые факторы при выборе сортировочной машины:

• Размер тестируемого цилиндрического элемента
• Источник питания 220 В переменного тока
• Диапазон входного напряжения (подходит для литий-ионных элементов различного химического состава)
• Диапазон сопротивления, а также чувствительность для регистрации и сообщения об изменении сопротивления (скажем, диапазон от 0 до 999 Ом и наименьшее количество от 0,1 до 1 миллиом).
• Скорость измерения и вывода в час (в зависимости от производственных требований)
• Варианты настройки диапазона в соответствии с требованиями
• Количество требуемых каналов
• Компьютерная система подачи тестовых данных
• Устройство хранения и извлечения тестовых данных
• Согласование скорости с машина для наклеивания этикеток
• Техническая поддержка и обслуживание

Поскольку большинство ячеек подпадают под диапазон 5 В, верхний диапазон до 8-10 В, возможность измерения (разрешение 0.1 мВ) и диапазона измерения внутреннего сопротивления до 50-60 миллиОм с разрешением 0,1 МОм должно быть достаточно для обслуживания всего диапазона цилиндрических литий-ионных элементов. После испытания элементы из одной партии разделяются на основе их внутреннего сопротивления. Ожидается, что элементы с узким диапазоном внутреннего сопротивления будут иметь близкий диапазон рабочих характеристик.

Отображение информации о сортировке зависит от машины. Однако в основном диапазон напряжений, диапазон сопротивления, количество ячеек в каждом диапазоне и% от общего количества сегрегированных ячеек в каждом канале — отображаются на экране оборудования.

3. После разделения подходящие ячейки, попадающие в требуемый диапазон, хранятся вместе и идентифицируются с указанием партии. Такие ячейки отправляются на оборудование для тестирования и оценки ячеек. На оборудовании для тестирования элементов можно оценить заряд, разряд, емкость, повышение температуры, оценку срока службы и потерю емкости из-за хранения или многократного использования.