როგორ გავიგოთ განმუხტვის სიჩქარე და ლითიუმის ბატარეა

ლითიუმის ელემენტები ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა ელექტრონულ მოწყობილობაში მათი მაღალი ენერგიის სიმკვრივისა და ხანგრძლივი მომსახურების ვადის გამო. ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი მახასიათებელიალითიუმის ბატარეის განმუხტვის სიჩქარე, რაც ეხება იმას, თუ რამდენად სწრაფად გამოყოფს ბატარეა შენახულ ენერგიას.ლითიუმის ბატარეის განმუხტვის სიჩქარეგადამწყვეტი მნიშვნელობა აქვს ბატარეის მუშაობისა და სხვადასხვა გამოყენებისთვის ვარგისიანობის დასადგენად.

რა არის C-სიჩქარე?

C-სიჩქარე არის დენის მნიშვნელობის დეკლარირების ერთეული, რომელიც გამოიყენება ცვლადი დატენვის/განმუხტვის პირობებში აკუმულატორის მოსალოდნელი ეფექტური დროის შესაფასებლად და/ან აღსანიშნავად. აკუმულატორის დატენვისა და განმუხტვის დენი იზომება C-სიჩქარით. პორტატული აკუმულატორების უმეტესობა შეფასებულია 1C-ზე.ლითიუმ-იონური ბატარეის c მაჩვენებელიარის კრიტიკული პარამეტრი, რომელიც განსაზღვრავს მის სიმძლავრეს, სიმძლავრეს და სიცოცხლის ხანგრძლივობას. C-სიხშირის გაგება და ოპტიმიზაცია აუცილებელია კონკრეტული აპლიკაციის სიმძლავრის მიწოდების მოთხოვნებისა და აკუმულატორის სიცოცხლის ხანგრძლივობას შორის დაბალანსებისთვის. სხვადასხვა ფაქტორების გათვალისწინებით, როგორიცაა აპლიკაციის მოთხოვნები, აკუმულატორის დიზაინი, ტემპერატურის მართვა და სათანადო დატენვისა და განმუხტვის პროტოკოლები, შესაძლებელია C-სიხშირის ეფექტურად მართვა აკუმულატორის ოპტიმალური მუშაობისა და სიცოცხლის ხანგრძლივობის უზრუნველსაყოფად.

დააკვირდით, თუ როგორ არის მასშტაბირებული დამუხტვისა და განმუხტვის სიჩქარეები და რატომ არის ეს მნიშვნელოვანი.

აკუმულატორის დატენვისა და განმუხტვის სიჩქარე განისაზღვრება C-სიჩქარით. აკუმულატორის ტევადობა, როგორც წესი, 1C-ზეა შეფასებული, რაც იმას ნიშნავს, რომ სრულად დამუხტული აკუმულატორი, რომლის სიმძლავრეა 1Ah, ერთი საათის განმავლობაში 1A უნდა უზრუნველყოფდეს. იგივე აკუმულატორი, რომელიც 0.5C-ზე დაცლისას დაცლისას ორი საათის განმავლობაში 500mA უნდა უზრუნველყოფდეს, ხოლო 2C-ზე 30 წუთის განმავლობაში 2A-ს. სწრაფი განმუხტვის დროს დანაკარგები ამცირებს განმუხტვის დროს და ეს დანაკარგები ასევე მოქმედებს დატენვის დროზე.

1C C-სიჩქარე ასევე ცნობილია, როგორც ერთსაათიანი განმუხტვა; 0.5C ან C/2 არის ორსაათიანი განმუხტვა, ხოლო 0.2C ან C/5 არის 5-საათიანი განმუხტვა. ზოგიერთი მაღალი ხარისხის აკუმულატორის დატენვა და განმუხტვა შესაძლებელია 1C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე ზომიერი დატვირთვის დროს. ცხრილი 1 ასახავს ტიპურ დროს სხვადასხვა C-სიჩქარის დროს.

დატვირთვის დენის მნიშვნელობის დატენვის/განმუხტვის სიჩქარის გამოსათვლელად, მისი მიღება შესაძლებელია შემდეგნაირად:

∴ C-Rate (C) = დატენვის ან განმუხტვის დენი (A) / ბატარეის ნომინალური სიმძლავრე

ასევე, მოცემული განმუხტვის სიმძლავრის მქონე აკუმულატორის მოსალოდნელი ხელმისაწვდომი დრო შეიძლება მიღებულ იქნას შემდეგნაირად:

∴ ბატარეის გამოყენებული საათი = განმუხტვის ტევადობა (Ah) / განმუხტვის დენი (A)

განმუხტვის შესაძლებლობამაღალი სიმძლავრის ლითიუმის ელემენტი.

[მაგალითი] მაღალი სიმძლავრის პროდუქტებში, SLPB11043140H მოდელის ნომინალური სიმძლავრეა 4.8 ამპერ/სთ. ლითიუმ-იონური NMC ელემენტი.

1. რა არის 1C განმუხტვის დენის პირობა ამ მოდელში?

∴ დამუხტვის (ან განმუხტვის) დენი (A) = აკუმულატორის ნომინალური სიმძლავრე * C-სიჩქარე = 4.8 * 1(C) = 4.8 A

ეს ნიშნავს, რომ ამ მიმდინარე განმუხტვის პირობით, აკუმულატორი ხელმისაწვდომია 1 საათის განმავლობაში.

2. 20C განმუხტვის პირობებში განმუხტვის დენის მნიშვნელობაა 4.8(A)*20(C)=96A. ეს აკუმულატორი შესანიშნავ მუშაობას ავლენს მაშინაც კი, თუ აკუმულატორი 20C განმუხტვის პირობებშიც განმუხტავს. ქვემოთ მოცემულია აკუმულატორის ხელმისაწვდომი დრო, როდესაც აკუმულატორის ტევადობა 4.15Ah-ს აჩვენებს.

∴ გამოყენებული საათები (სთ) = განმუხტვის სიმძლავრე (Ah) / გამოყენებული დენი (A) = 4.15 (Ah) / 96 (A) ≒ 0.043 საათი ≒ 2.6 წუთი 96A-ზე

ეს ნიშნავს, რომ აკუმულატორის გამოყენება შესაძლებელია 2.6 წუთის განმავლობაში (0.043 სთ) 96A დატვირთვის დენით.

ბატარეის ტევადობის გაგება

განმუხტვის სიჩქარე გაძლევთ საწყის წერტილს აკუმულატორის იმ სიმძლავრის დასადგენად, რომელიც აუცილებელია სხვადასხვა ელექტრო მოწყობილობების მუშაობისთვის. ნამრავლი Ixt არის აკუმულატორის მიერ გამოყოფილი მუხტი Q, კულონებში. ინჟინრები, როგორც წესი, ამპერ-საათების გამოყენებას ამჯობინებენ განმუხტვის სიჩქარის გასაზომად დროის t საათებში და დენის I ამპერებში გამოყენებით.

აქედან შეგიძლიათ გაიგოთ ბატარეის ტევადობა ისეთი მნიშვნელობების გამოყენებით, როგორიცაავატ-საათები (Wt.h)რომლებიც ზომავენ აკუმულატორის სიმძლავრეს ანუ განმუხტვის ენერგიას ვატში, სიმძლავრის ერთეულში. ინჟინრები იყენებენ რაგონის დიაგრამას ნიკელისა და ლითიუმისგან დამზადებული აკუმულატორების ვატ-საათიანი სიმძლავრის შესაფასებლად. რაგონის დიაგრამები აჩვენებს, თუ როგორ მცირდება განმუხტვის სიმძლავრე (ვატებში) განმუხტვის ენერგიის (Wt.h) ზრდასთან ერთად. დიაგრამები აჩვენებს ამ ორ ცვლადს შორის ამ უკუპროპორციულ დამოკიდებულებას.

ეს დიაგრამები საშუალებას გაძლევთ გამოიყენოთ ბატარეის ქიმია სხვადასხვა ტიპის ბატარეის სიმძლავრისა და განმუხტვის სიჩქარის გასაზომად, მათ შორისლითიუმ-რკინის ფოსფატი (LFP),ლითიუმ-მანგანუმის ოქსიდი (LMO)დანიკელ-მანგანუმ-კობალტი (NMC).

როგორ გავარკვიოთ ბატარეის C რეიტინგი?

პატარა ზომის აკუმულატორები, როგორც წესი, 1C ნიშნულით ფასდება, რაც ასევე ცნობილია, როგორც ერთსაათიანი სიჩქარე. მაგალითად, თუ თქვენს აკუმულატორს აწერია 3000mAh ერთსაათიანი სიჩქარით, მაშინ 1C ნიშნული არის 3000mAh. თქვენ, როგორც წესი, თქვენი აკუმულატორის C სიჩქარეს მის ეტიკეტზე და აკუმულატორის მონაცემთა ფურცელზე ნახავთ. სხვადასხვა აკუმულატორის ქიმიურ შემადგენლობაში ზოგჯერ განსხვავებული C სიჩქარეა ნაჩვენები, მაგალითად, ტყვიმჟავა აკუმულატორები, როგორც წესი, ძალიან დაბალი განმუხტვის სიჩქარით, ხშირად 0.05C-ით, ან 20 საათიანი სიჩქარით. თქვენი აკუმულატორის ქიმია და დიზაინი განსაზღვრავს თქვენი აკუმულატორის მაქსიმალურ C სიჩქარეს, მაგალითად, ლითიუმის აკუმულატორები სხვა ქიმიკატებთან შედარებით, როგორიცაა ტუტე, გაცილებით მაღალი განმუხტვის C სიჩქარეს იტანენ. თუ ეტიკეტზე ან მონაცემთა ფურცელზე ვერ პოულობთ აკუმულატორის C ნიშნულს, გირჩევთ, დაუკავშირდეთბატარეის მწარმოებელიპირდაპირ.

ბატარეის განმუხტვის მრუდის განტოლება

აკუმულატორის განმუხტვის მრუდის განტოლება, რომელიც ამ დიაგრამებს უდევს საფუძვლად, საშუალებას გაძლევთ განსაზღვროთ აკუმულატორის მუშაობის დრო ხაზის შებრუნებული დახრილობის პოვნით. ეს მუშაობს, რადგან ვატ-საათის ერთეულები ვატზე გაყოფით მუშაობის დროის საათებს გვაძლევს. ამ კონცეფციების განტოლების სახით წარმოდგენით, შეგიძლიათ დაწეროთE = C x Vavg ენერგიისთვის E ვატ-საათებში,სიმძლავრე ამპერ-საათებში C და განმუხტვის საშუალო ძაბვა Vavg.

ვატ-საათები განმუხტვის ენერგიის სხვა ფორმებად გარდაქმნის მოსახერხებელ გზას წარმოადგენს, რადგან ვატ-საათების 3600-ზე გამრავლებით ვატ-წამების მისაღებად ენერგიას ჯოულებში გამოითვლება. ჯოულები ხშირად გამოიყენება ფიზიკისა და ქიმიის სხვა დარგებში, როგორიცაა თერმული ენერგია და სითბო თერმოდინამიკისთვის ან სინათლის ენერგია ლაზერულ ფიზიკაში.

განმუხტვის სიჩქარესთან ერთად, სასარგებლოა კიდევ რამდენიმე სხვადასხვა გაზომვა. ინჟინრები ასევე ზომავენ სიმძლავრის შესაძლებლობებს C ერთეულებში, რაც წარმოადგენს ამპერ-საათის სიმძლავრის გაყოფას ზუსტად ერთ საათზე. ასევე შეგიძლიათ პირდაპირ გადაიყვანოთ ვატები ამპერებში, იმის ცოდნით, რომ სიმძლავრე P ვატებში P = I x V, დენი I ამპერებში და ძაბვა V ვოლტებში აკუმულატორისთვის.

მაგალითად, 4 ვოლტიან აკუმულატორს, რომლის სიმძლავრე 2 ამპერ-საათია, აქვს 2 ვტ/საათის სიმძლავრე. ეს გაზომვა ნიშნავს, რომ შეგიძლიათ ერთი საათის განმავლობაში 2 ამპერით დენი მოიხმაროთ ან ორი საათის განმავლობაში ერთი ამპერით. დენსა და დროს შორის დამოკიდებულება ერთმანეთზეა დამოკიდებული, როგორც ეს ამპერ-საათის სიმძლავრით არის მოცემული.

თუ თქვენი აპლიკაციისთვის შესაფერისი ბატარეის პოვნაში დახმარება გჭირდებათ, დაუკავშირდით ერთ-ერთ მათგანსBSLBATT ლითიუმის ბატარეააპლიკაციის ინჟინრები.