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Wie man die Entladerate und die Lithiumbatterie versteht

11,403 Veröffentlicht von BSLBATT Nov 30,2020

Was ist C-Rate?

Die C-Rate ist eine Einheit zur Angabe eines Stromwertes, der zum Schätzen und/oder Bezeichnen der erwarteten effektiven Zeit der Batterie unter variablen Lade-/Entladebedingungen verwendet wird. Der Lade- und Entladestrom einer Batterie wird in C-Rate gemessen. Die meisten tragbaren Batterien sind mit 1C bewertet.

Beobachten Sie, wie die Lade- und Entladeraten skaliert werden und warum dies wichtig ist.

Die Lade- und Entladeraten einer Batterie werden durch die C-Raten bestimmt. Die Kapazität einer Batterie wird üblicherweise mit 1 ° C bewertet, was bedeutet, dass eine voll aufgeladene Batterie mit einer Nennleistung von 1 Ah 1 Stunde lang 0.5 A liefern sollte. Dieselbe Batterie, die sich bei 500 ° C entlädt, sollte zwei Stunden lang 2 mA liefern, und bei 2 ° C 30 Minuten lang XNUMX A. Verluste bei schnellen Entladungen verkürzen die Entladezeit und diese Verluste wirken sich auch auf die Ladezeiten aus.

Eine C-Rate von 1C wird auch als einstündige Entladung bezeichnet. 0.5 ° C oder C / 2 ist eine zweistündige Entladung und 0.2 ° C oder C / 5 ist eine 5-stündige Entladung. Einige Hochleistungsbatterien können bei mäßiger Belastung oberhalb von 1 ° C geladen und entladen werden. Tabelle 1 zeigt die typischen Zeiten bei verschiedenen C-Raten.

Entladungsrate

Um den Laststromwert mit der Lade- / Entladerate zu berechnen, kann er erhalten werden durch:

∴ C-Rate (C) = Lade- oder Entladestrom (A) / Nennkapazität der Batterie

Die erwartete verfügbare Zeit der Batterie bei einer gegebenen Entladekapazität kann auch erhalten werden durch:

∴ Verbrauchte Stunde der Batterie = Entladekapazität (Ah) / Entladestrom (A)

Entladefähigkeit von a Hochleistungs-Lithiumzelle.

[Beispiel] Bei Hochleistungsprodukten beträgt die Nennkapazität des Modells SLPB11043140H 4.8 Ah. Eine Lithium-Ionen-NMC-Zelle.

1. Wie ist der 1C-Entladestrom bei diesem Modell?

∴ Lade- (oder Entlade-) Strom (A) = Nennkapazität der Batterie * C-Rate = 4.8 * 1 (C) = 4.8 A.

Dies bedeutet, dass der Akku bei dieser aktuellen Entladebedingung 1 Stunde lang verfügbar ist.

2. Der Entladestromwert unter 20C-Entladebedingungen beträgt 4.8 (A) * 20 (C) = 96A. Diese Batterie zeigt die hervorragende Leistung, selbst wenn die Batterie 20C-Entladungsbedingungen entlädt. Das Folgende ist die verfügbare Zeit des Akkus, wenn die Kapazität eines Akkus 4.15 Ah anzeigt

∴ Verwendete Stunden (h) = Entladene Kapazität (Ah) / Angewandter Strom (A) = 4.15 (Ah) / 96 (A) ≒ 0.043 Stunden ≒ 2.6 Minuten mit 96A

Dies bedeutet, dass die Batterie für 2.6 Minuten (0.043 Stunden) mit einem Laststrom von 96 A verwendet werden kann

Unternehmen für Energiespeichersysteme

Grundlegendes zur Batteriekapazität

Die Entladerate bietet Ihnen den Ausgangspunkt für die Bestimmung der Kapazität einer Batterie, die zum Betrieb verschiedener elektrischer Geräte erforderlich ist. Das Produkt I xt ist die Ladung Q in Coulomb, die von der Batterie abgegeben wird. Ingenieure bevorzugen normalerweise die Verwendung von Amperestunden, um die Entladerate unter Verwendung der Zeit t in Stunden und des Stroms I in Ampere zu messen.

Daraus können Sie die Batteriekapazität anhand von Werten wie ermitteln Wattstunden (Wh) die die Kapazität des Akkus oder die Entladeenergie in Watt, einer Leistungseinheit, messen. Ingenieure verwenden das Ragone-Diagramm, um die Wattstundenkapazität von Batterien aus Nickel und Lithium zu bewerten. Die Ragone-Diagramme zeigen, wie die Entladeleistung (in Watt) mit zunehmender Entladeenergie (Wh) abfällt. Die Diagramme zeigen diese inverse Beziehung zwischen den beiden Variablen.

In diesen Diagrammen können Sie die Batteriechemie verwenden, um die Leistung und Entladerate verschiedener Batterietypen zu messen, einschließlich Lithium-Eisen-Phosphat (LFP), Lithium-Manganoxid (LMO)und Nickel-Mangan-Kobalt (NMC).

So finden Sie die C-Bewertung einer Batterie?

Kleinere Batterien werden üblicherweise mit der 1C-Bewertung bewertet, die auch als Ein-Stunden-Tarif bekannt ist. Wenn Ihr Akku beispielsweise mit 3000 mAh zum Ein-Stunden-Tarif gekennzeichnet ist, beträgt die 1C-Bewertung 3000 mAh. Den C-Wert Ihres Akkus finden Sie in der Regel auf dem Etikett und auf dem Akku-Datenblatt. Unterschiedliche Batteriechemien zeigen manchmal unterschiedliche C-Raten an, zum Beispiel werden Blei-Säure-Batterien im Allgemeinen mit einer sehr niedrigen Entladerate von oft 0.05 ° C oder einer 20-Stunden-Rate bewertet. Die Chemie und das Design Ihrer Batterie bestimmen die maximale C-Rate Ihrer Batterie, Lithiumbatterien zum Beispiel können viel höhere Entlade-C-Raten tolerieren als andere Chemikalien wie Alkaline. Wenn Sie die Batterie-C-Bewertung auf dem Etikett oder Datenblatt nicht finden können, empfehlen wir Ihnen, sich an den Batteriehersteller direkt.

Was ist die C-Bewertung der Batterie?

Batterieentladungskurvengleichung

Die diesen Diagrammen zugrunde liegende Gleichung für die Batterieentladungskurve ermöglicht es Ihnen, die Laufzeit einer Batterie zu bestimmen, indem Sie die inverse Steigung der Linie ermitteln. Dies funktioniert, weil die Einheiten Wattstunde geteilt durch Watt Ihnen Stunden der Laufzeit ergeben. Wenn Sie diese Konzepte in Gleichungsform bringen, können Sie schreiben E = C x Vavg für Energie E in Wattstunden, Kapazität in Amperestunden C und Vavg durchschnittliche Spannung der Entladung.

Wattstunden bieten eine bequeme Möglichkeit, von Entladungsenergie in andere Energieformen umzuwandeln, da Sie die Energie in Einheiten von Joule erhalten, wenn Sie die Wattstunden mit 3600 multiplizieren, um Wattsekunden zu erhalten. Joule werden häufig in anderen Bereichen der Physik und Chemie wie Wärmeenergie und Wärme für die Thermodynamik oder der Energie des Lichts in der Laserphysik eingesetzt.

Neben der Entladungsrate sind einige andere verschiedene Messungen hilfreich. Ingenieure messen auch die Leistungsfähigkeit in Einheiten von C, dh der Amperestundenkapazität geteilt durch genau eine Stunde. Sie können auch direkt von Watt in Ampere umwandeln, wenn Sie wissen, dass P = I x V für die Leistung P in Watt, der Strom I in Ampere und die Spannung V in Volt für eine Batterie ist.

BSLBATT

Beispielsweise hat eine 4-V-Batterie mit einer Nennleistung von 2 A / h eine Wattstundenkapazität von 2 Wh. Diese Messung bedeutet, dass Sie den Strom eine Stunde lang bei 2 Ampere oder zwei Stunden lang bei einem einzelnen Ampere ziehen können. Die Beziehung zwischen Strom und Zeit hängt voneinander ab, wie aus der Ampere-Stunden-Bewertung hervorgeht.

Wenn Sie Hilfe bei der Suche nach der richtigen Batterie für Ihre Anwendung benötigen, wenden Sie sich bitte an einen der BSLBATT Lithiumbatterie Anwendungstechniker bzw.

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