نحوه درک میزان دشارژ و باتری لیتیومی

C-rate چیست؟

نرخ C واحدی برای اعلام مقدار جریان است که برای تخمین و/یا تعیین زمان موثر مورد انتظار باتری تحت شرایط شارژ/دشارژ متغیر استفاده می‌شود.جریان شارژ و دشارژ باتری با نرخ C اندازه گیری می شود.اکثر باتری های قابل حمل دارای درجه حرارت 1C هستند.

مشاهده کنید که نرخ شارژ و دشارژ چگونه مقیاس می شود و چرا اهمیت دارد.

نرخ شارژ و دشارژ باتری توسط نرخ های C کنترل می شود.ظرفیت باتری معمولاً 1 درجه سانتیگراد است، به این معنی که یک باتری کاملاً شارژ شده با سرعت 1 آمپر ساعت باید 1 آمپر را برای یک ساعت تأمین کند.همان شارژ باتری در دمای 0.5 درجه سانتیگراد باید 500 میلی آمپر برای دو ساعت و در دمای 2 درجه سانتیگراد 2 آمپر به مدت 30 دقیقه تولید کند.تلفات در دشارژهای سریع باعث کاهش زمان تخلیه می شود و این تلفات بر زمان شارژ نیز تأثیر می گذارد.

C-rate 1C نیز به عنوان تخلیه یک ساعته شناخته می شود.0.5C یا C/2 یک تخلیه دو ساعته و 0.2C یا C/5 یک تخلیه 5 ساعته است.برخی از باتری‌های با کارایی بالا را می‌توان در دمای بالای 1 درجه سانتی‌گراد با استرس متوسط ​​شارژ و دشارژ کرد.جدول 1 زمان های معمول در نرخ های مختلف C را نشان می دهد.

برای محاسبه مقدار جریان بار با نرخ شارژ / دشارژ، می توان آن را به دست آورد:

∴ C-Rate (C) = جریان شارژ یا دشارژ (A) / ظرفیت نامی باتری

همچنین، زمان قابل انتظار باتری در ظرفیت تخلیه معین را می توان به دست آورد:

∴ ساعت استفاده از باتری = ظرفیت تخلیه (Ah) / جریان تخلیه (A)

قابلیت تخلیه الف سلول لیتیومی با قدرت بالا .

[مثال] در محصولات High Power، ظرفیت نامی مدل SLPB11043140H 4.8Ah است.یک سلول NMC لیتیوم یونی.

1. وضعیت جریان تخلیه 1C در این مدل چگونه است؟

∴ شارژ (یا دشارژ) جریان (A) = ظرفیت نامی باتری * نرخ C = 4.8 * 1 (C) = 4.8 A

این بدان معناست که باتری با این شرایط تخلیه فعلی به مدت 1 ساعت در دسترس است.

2. مقدار جریان تخلیه در شرایط تخلیه 20 درجه سانتیگراد 4.8 (A) * 20 (C) = 96A است. این باتری عملکرد عالی را نشان می دهد حتی اگر باتری شرایط تخلیه 20 درجه سانتیگراد را تخلیه کند.در زیر زمان موجود باتری زمانی که ظرفیت باتری 4.15Ah را نشان می دهد نشان داده شده است

∴ ساعت استفاده شده (h) = ظرفیت تخلیه (Ah) / جریان اعمالی (A) = 4.15 (Ah) / 96 (A) ≒ 0.043 ساعت ≒ 2.6 دقیقه با 96A

این بدان معناست که باتری را می توان به مدت 2.6 دقیقه (0.043 ساعت) با جریان بار 96 آمپر استفاده کرد.

درک ظرفیت باتری

نرخ دشارژ نقطه شروعی را برای تعیین ظرفیت باتری لازم برای راه اندازی دستگاه های الکتریکی مختلف در اختیار شما قرار می دهد.محصول I xt شارژ Q، بر حسب کولن است که توسط باتری آزاد می شود.مهندسان معمولاً ترجیح می دهند از آمپر ساعت برای اندازه گیری میزان دبی با استفاده از زمان t بر حسب ساعت و جریان I بر حسب آمپر استفاده کنند.

از این رو، می توانید ظرفیت باتری را با استفاده از مقادیری مانند درک کنید وات ساعت (وات ساعت) که ظرفیت باتری یا انرژی تخلیه را بر حسب یک وات، یک واحد توان اندازه گیری می کند.مهندسان از نمودار راگون برای ارزیابی ظرفیت وات ساعت باتری های ساخته شده از نیکل و لیتیوم استفاده می کنند.نمودارهای راگون نشان می دهد که چگونه با افزایش انرژی تخلیه (Wh) توان تخلیه (بر حسب وات) کاهش می یابد.نمودارها این رابطه معکوس بین دو متغیر را نشان می دهند.

این نمودارها به شما امکان می دهد از شیمی باتری برای اندازه گیری توان و میزان دشارژ انواع مختلف باتری ها استفاده کنید. لیتیوم-آهن-فسفات (LFP) ، اکسید لیتیوم منگنز (LMO) ، و کبالت نیکل منگنز (NMC).

چگونه رتبه C باتری را پیدا کنیم؟

باتری‌های کوچک‌تر معمولاً در رتبه‌بندی 1C قرار می‌گیرند که به عنوان نرخ یک ساعت نیز شناخته می‌شود.به عنوان مثال، اگر باتری شما دارای برچسب 3000 میلی آمپر ساعت با نرخ یک ساعت است، آنگاه رتبه 1C برابر با 3000 میلی آمپر ساعت است.به طور کلی نرخ C باتری خود را روی برچسب آن و در برگه اطلاعات باتری خواهید یافت.باتری‌های مختلف گاهی اوقات نرخ‌های C متفاوتی را نشان می‌دهند، به عنوان مثال، باتری‌های سرب اسیدی معمولاً با نرخ تخلیه بسیار پایین و اغلب 0.05 درجه سانتیگراد یا نرخ 20 ساعت رتبه بندی می شوند.شیمی و طراحی باتری شما حداکثر نرخ C باتری شما را تعیین می کند، به عنوان مثال باتری های لیتیومی می توانند سرعت تخلیه C بسیار بالاتری را نسبت به سایر مواد شیمیایی مانند قلیایی تحمل کنند.اگر نمی توانید رتبه بندی باتری C را بر روی برچسب یا برگه اطلاعات پیدا کنید، توصیه می کنیم با آن تماس بگیرید سازنده باتری به طور مستقیم.

معادله منحنی تخلیه باتری

معادله منحنی تخلیه باتری که زیربنای این نمودارها قرار دارد به شما امکان می دهد با یافتن شیب معکوس خط، زمان اجرای باتری را تعیین کنید.این کار به این دلیل کار می کند که واحدهای وات-ساعت تقسیم بر وات ساعت ها از زمان اجرا را به شما می دهد.با قرار دادن این مفاهیم به شکل معادله، می توانید بنویسید E = C x Vavg برای انرژی E بر حسب وات ساعت، ظرفیت در آمپر ساعت C و میانگین ولتاژ Vavg دشارژ.

وات-ساعت یک راه مناسب برای تبدیل انرژی تخلیه به سایر اشکال انرژی است زیرا ضرب وات-ساعت در 3600 برای بدست آوردن وات-ثانیه انرژی را بر حسب واحد ژول به شما می دهد.ژول ها اغلب در زمینه های دیگر فیزیک و شیمی مانند انرژی حرارتی و گرما برای ترمودینامیک یا انرژی نور در فیزیک لیزر استفاده می شوند.

چند اندازه گیری متفرقه دیگر در کنار نرخ تخلیه مفید هستند.مهندسان همچنین توانمندی توان را بر حسب واحد C اندازه گیری می کنند که ظرفیت آمپر ساعت تقسیم بر یک ساعت است.همچنین می‌توانید مستقیماً از وات به آمپر تبدیل کنید و بدانید که P = I x V برای توان P بر حسب وات، جریان I بر حسب آمپر، و ولتاژ V بر حسب ولت برای باتری.

به عنوان مثال، یک باتری 4 ولت با توان 2 آمپر ساعت دارای ظرفیت 2 وات ساعت است.این اندازه گیری به این معنی است که شما می توانید جریان را با 2 آمپر به مدت یک ساعت و یا می توانید جریان را در یک آمپر به مدت دو ساعت بکشید.رابطه بین جریان و زمان هر دو به یکدیگر بستگی دارند، همانطور که توسط رتبه آمپر ساعت ارائه شده است.

اگر برای یافتن باتری مناسب برای برنامه خود به کمک نیاز دارید، لطفاً با یکی از آنها تماس بگیرید باتری لیتیومی BSLBATT مهندسین اپلیکیشن