Характеристики аккумуляторов: параметры, которые нужно знать

Существует множество устройств использующих источник сохранённой электрической энергии — аккумулятор. Он применяется везде, от сотовых телефонов, электронных часов, калькуляторов, фонариков, систем жизнеобеспечения и до систем запуска двигателей автотранспорта. Об электрических накопителях, чем отличаются разные виды таких источников питания, какие нужно знать важные характеристики аккумулятора, правила безопасности его использования будет рассказано далее.

Содержание

1. Аккумулятор
2. Технические характеристики
3. Ёмкость, напряжение и сила тока
4. Рабочий диапазон температур
5. Саморазряд аккумуляторов
6. Допустимая глубина разряда
7. Срок службы
8. Форм-факторы
9. Габариты и вес
10. Техника безопасности
11. Заключение

Аккумулятор

Для понимания принципа работы аккумулятора необходим небольшой исторический экскурс появления химических элементов питания. Первый прообраз батарейки датирован 1800 годом. Его создал Аллесандро Вольта. Погрузив две пластины разных металлов в кислоту (цинк и медь), он получил постоянный ток на них. Проводя опыт наблюдалось постепенно растворение цинковой пластины, а медная покрывалась пузырьками газа. Название подобного элемента питания — «Вольтов столб».

Устройства хранения энергии работают похожем методом, только химические реакции частично обратимы, пущенный обратно движению тока разряда электрический ток восстанавливает химический состав металлов пластин.

Основа любого сохраняющего заряд устройства — две пластины химически разных металлов соединённых прослойкой электролита. Такая прослойка бывает жидкой (к примеру, свинцовые варианты), бывает пористой массой пропитанной электропроводящим составом. Материал изготовления пластин электродов батареи определяет характеристики аккумулятора. Для свинцовых накопителей, использующихся для автотранспорта одна пластина из свинца, вторая состоит из его диоксида. Такие устройства помечаются, символами Pb на корпусе. Для самых распространённых среди бытовой техники ионно-литиевых источниках питания (Li-Ion) используется один алюминиевый электрод, а второй медный.

Несколько таких сборок пластин, электрически соединённых между собой называются батареей. Сборка необходима для получения необходимого вольтажа. Характеристики аккумуляторных батарей непосредственно зависят от того какие характеристики аккумулятора присутствуют на каждой паре металлических пластин.

Все распространенные виды накопителей энергии:

Таблица не является абсолютно полной, так как постоянно разрабатываются новые виды батарей.

Технические характеристики

На сферу применения элемента питания сильно влияют технические характеристики аккумулятора. Наиболее важнейшие из них:

• ёмкость,
• плотность выдаваемой энергии,
• напряжение батареи,
• насколько её можно разрядить до момента невозможности последующего заряда,
• срок службы,
• рабочая температура,
• скорость саморазряда,
• выдаваемая сила тока,
• габариты и вес,
• вид исполнения.

Теперь подробнее.

Ёмкость, напряжение и сила тока

Основные характеристики АКБ:

1. Ёмкость батареи — сколько энергии она может сохранить. Измеряется ампер-часами (зачастую помечается mAh). Другими словами, 2000 мА/ч к примеру, означает, что батарея будет работать 2000 часов, тратя 1 миллиампер за час, при токе 12В. При потреблении 100 миллиампер, 12В работать накопитель будет только 20ч.

Объяснить работу батареи можно аналогично баку воды. Есть бак (аккумулятор), от него идёт труба фиксированного диаметра (вольты), чем сильнее напор или по-другому давление исходящей струи по трубе (амперы), тем быстрее закончится бак (АКБ).

Чрезмерная перезарядка батареи может вызвать саморазрушение.

2. Напряжение батареи — сколько максимально вольт выдаёт аккумулятор при полной зарядке. По мере того, как батарея разряжается – вольтаж выхода уменьшается.
3. Сила тока – максимальное значение тока разряда аккумулятора, которое может выдать батарея за определённый период времени. Если превысить его, например, коротким замыкания между клеммами, то последствия непредсказуемы. Например, ион-литьевые батареи сильно перегреваются и могут попросту взорваться.

Рабочий диапазон температур

Любой производитель указывает срок жизни, количество выдаваемого тока, вольтаж для идеального температурного режима. Привязка происходит непосредственно к скорости прохождения химических реакций. Ниже температура — медленнее проходят, быстрее накопитель разряжается. При нагреве – наоборот скорость разрядки снижается.

Саморазряд аккумуляторов

Любое устройство сохранения энергии подвержено саморазряду. Полностью заряженное, оно постепенно теряет заряд, даже будучи отключенным от источников потребления тока. Обусловлено происходящим внутри химическим процессам, которые даже если потребление тока нет — продолжаются. Только идут медленнее. Даже аккумулятор без нагрузки содержит электрическую связь через электролит между электродами. Все равно происходит внутренний обмен ионами веществ, вызывающий саморазряд.

Разные химические виды устройств хранения электрической энергии по-разному подвержены подобному процессу. Лидируют никелево-железные, которые теряют 15% своего заряда на протяжении месяца хранения без нагрузки. Наиболее долго сохраняют запасённую энергию – ионно-литиевые модели, у них уходит около 2%.

Допустимая глубина разряда

Любая хранящая электроэнергию батарея состоит из множества последовательно электрически связанных пар пластин. Если полностью, до нуля разрядить какую-либо пару, то она поменяет полюса и начнёт передавать ток обратно (конечно сила тока будет намного меньше). Происходит это из-за течения химических реакций, ведь принцип работы любого источника питания — ионный обмен. Когда катодная пластина соберёт достаточно ионов, а анодная их чересчур много потеряет, то начнётся процесс обратной передачи, другими словами анод станет катодом, а катод анодом. Чем это грозит для всего аккумулятора? Электрическая цепь разрывается, после чего накопитель перестает выдавать ток. Соответственно вся батарея перестанет работать.

Что бы не допустить подобной ситуации современные источники питания содержат микросхему, ограничивающую ток полного разряда аккумулятора, отсекая потребителя когда достигнут определенный пороговый уровень. Особенно распространены подобные аккумуляторы, поставляемые с различными высокотехнологичными устройствами (например, смартфонами, сотовыми телефонами).

Примечание! Возможно, некоторым знакомо состояние, когда аккумулятор сотового телефона «умер». Так вот причина этому – контроллер питания. Если оставшейся энергии слишком мало для работы микросхемы, то устройство питания останется заблокированным, так как контроллер просто не даст сигнал, открывающий схемы подключения потребителя.

Срок службы

Аккумулятор — химический элемент, срок службы которого ограничен. Со временем восстановительные химические реакции, которые происходят под воздействием тока, ослабевают, элементы начинают терять ёмкость, полностью истощаясь. Наиболее показательны устройства, содержащие жидкий электролит. Собственно, их проводящая жидкость — щелочной или кислотный раствор, который также разрушает структуру металлов пластин. Кроме всего прочего, идущие химические реакции понижают плотность раствора, уменьшая силу воздействия. Свинцово — кислотные служат максимально 7 лет. Ионно-литиевые 7-20. Наиболее живучие — никель-кадмиевые. Срок службы — 25 лет.

Есть маленький нюанс. Срок службы обычно указан для идеальных условий, при правильных циклах разряда — перезаряда, работе в комнатной температуре с равномерными расходами тока. Реальный срок жизни намного ниже. Особенно у Li-Ion накопителей. Носимые устройства постоянно меняют температурные среды (улица, дом), неправильно заряжаются (никто не ждёт разрядки 25%, чтобы зарядить). Автомобильные системы запуска двигателя тоже постоянно подвергаются перепадам температур. Правда, свинцовые элементы питания не настолько сильно подвержены влиянию окружающей среды.

Форм-факторы

Сохраняющие заряд элементы бывают различных видов форм-факторов. Бывают отдельными, бывают встраиваемыми вариантами. Все зависит от срока жизни химического типа элемента. Если производитель решил, что срок эксплуатации какого-либо прибора будет равен сроку жизни батареи, — элемент питания будет встроенным. Остальные случаи подразумевают замену истощивших свой ресурс батарей.

Габариты и вес

Немаловажная характеристика аккумуляторной батареи – её вес. Зачастую ёмкость, включая количество выдаваемого тока (ампер), его вольты напрямую зависят от размера самой связки пар электродов. Кроме того, вес с объёмом привязаны к виду химических процессов с материалами изготовления пластин. К примеру, свинцовые пластины, причем погруженные электролит при общем корпусе, будут намного тяжелее, чем сборка алюминиевой — медной фольги с влажной прослойкой между ними.

Причина, почему нет производства автомобильных литьевых батарей — высокая цена относительно ёмкости. Ещё фактор — чувствительность температурных перепадов.

Техника безопасности

Не стоит забывать, что любой элемент питания содержит достаточно активные химические вещества, которые могут представлять определённую опасность для человека. Особенно касается бытовых вариантов накопителей, содержащих литий. Это очень активный металл, который нельзя перегревать. Сборки, содержащие его, при определённой температуре нагрева могут попросту взорваться. Это случается очень редко, поэтому использование его относительно безопасно. Перегрев может стать результатом короткого замыкания полюсов батареи. Замыкающий проводник проведёт через себя максимальное количество тока накопителя, вызывая перегрев.

Вообще никакой аккумулятор нельзя замыкать между полюсами накоротко. Химические реакции, происходящие в нем в этот момент, начнут идти с повышенной скоростью. Результат этого непредсказуем. Кроме перегрева может произойти разрушение корпуса батареи при выделении газов.

Никакое устройство накопления электрического разряда нельзя перегревать. Стоит электролиту, даже относительно безопасных щелочных аккумуляторов закипеть — корпус батареи просто разорвёт. А щёлочь или кислота — это тоже очень вредные вещества для человека. Будь они хоть жидкие (ожоги), хоть в виде пара (ожоги слизистых, лёгких).

Заключение

С развитием технических возможностей происходит развитие всей элементарной базы техники, включая аккумуляторные батареи. Появляются новые виды, включая экзотические, например, начинается производство полимер-углеродных гибких батарей, заменяющих традиционные ионно-литиевые. Поэтому информация описанная статьей не окончательна, она только рассказывает об основных, используемых сейчас, видах аккумуляторов.

https://www.youtube.com/watch?v=bPmPqHtMSskVideo can’t be loaded because JavaScript is disabled: Основные параметры автомобильных аккумуляторов (https://www.youtube.com/watch?v=bPmPqHtMSsk)

Технические характеристики аккумуляторов серии НК

Главная \ Каталог продукции \ Аккумуляторы щелочные никель-кадмиевые \ Технические характеристики аккумуляторов серии НК

Технические характеристики аккумуляторов и аккумуляторных батарей серии НК

Изделие	Характеристики
	Напряжение  В	Номинальная ёмкость А/ч	Номинальный ток заряда А	Номинальный ток разряда А	Габариты, мм L (L1) /  B  /  H	Масса, кг		Количество электро- лита, л	Диаметр борнов
						с электролитом	без электролита
НК-55П 5НК-55П	1,2 6	55	14	5,5	59/113/240 332/138/248	2,5 13,5	1,8 10,0	0,58 2,9	М5
НК-80 5НК-80 (5НК-80 III)	1,2 6	80	20	8	47/150/352 322(356)/170/393	4,46 26,3(26,5)	3,5 21,5(21,7)	0,8 4	М10
НК-125П 5НК-125П (5НК-125П III)	1,2 6	125	32	12,5	78/137/360   443(470)/170/370	6,1   34,6 (34,8)	4,5   25,6 (25,8)	1,33   6,6
5НКЛБ-70 9НКЛБ-70	6,0 10,8	70	20	14	332/145/267 413/186/255	20,2 35	16 29	3,5 6,0	М14

Примечания:

1. L — длина, (L1) — длина с торцевой токосъемной колодкой, В — ширина, Н — высота.

2. П — обозначение пластикового корпуса.

3. Обозначение «III» в аккумуляторных батареях 5НК-80-III, 5НК-125П-III  означает исполнение с выводами на  торцевую стенку батареи. Для этих изделий длина и масса в таблице указаны в скобках.

4. Основной вариант поставки аккумуляторных батарей — без электролита. Поставка аккумуляторных батарей с электролитом осуществляется только при  их транспортировке специальным автотранспортом.

5. Возможно изготовление батарей на заказ для аварийного энергообеспечения различных стационарных объектов, в зависимости от системы резервного электропитания.

 

Технические характеристики аккумуляторов серии KL
Технические характеристики аккумуляторов серии KH
Аккумуляторные батареи с Сертификатом РМРС

 

Технические характеристики батареи

— Справочный центр endaq

Датчики enDAQ имеют встроенный литий-ионный полимерный аккумулятор. Как объясняется в этой статье, на ожидаемый срок службы батареи данного устройства влияет множество факторов, а также приведены некоторые способы приблизительного расчета ожидаемого срока службы батареи. Срок службы батареи датчиков может быть увеличен с помощью различных настроек триггера и/или путем включения питания при подключении к внешнему источнику питания USB.

В настоящей статье

• Характеристики батареи
• Оценщик срока службы батареи для конкретной конфигурации
• Использовать триггеры
• Внешний источник питания
• Факторы срока службы батареи
• Инструкции по зарядке

---

Датчики S2, S3 и S4 оснащены аккумулятором GMB-602025 емкостью 250 мАч (вот паспорт безопасности материала для него, MSDS). Для доставки и обращения с этой батареей, вот отчет UN38.3, который некоторые перевозчики могут запросить при доставке любым способом, кроме наземной доставки.

В S5 установлен аккумулятор емкостью 850 мАч от Jauch Quartz, LI NCM14500J 1s1p. Паспорт безопасности доступен здесь.

W5 оснащен аккумулятором емкостью 1300 мАч от Jauch Quartz, LP503759JU PCM+2. Паспорт безопасности доступен здесь. Если ваш W5 был произведен после июня 2021 года, то он будет оснащен аккумулятором емкостью 1250 мАч от Jauch Quartz, LP503562JB PCM+2. Паспорт безопасности доступен здесь.

В W8 установлена ​​батарея емкостью 4000 мАч от Saft, модель MP 174565 xtd. Эта батарея гораздо более стабильна при низких температурах, чем другие батареи.

Все эти аккумуляторы перезаряжаемые литий-ионно-полимерные.

---

Мы создали инструмент для оценки срока службы батареи в зависимости от конфигурации и емкости батареи (для оценки срока службы при использовании более мощного источника питания измените емкость батареи в инструменте).

Примечание

Обратите внимание, что этот инструмент предназначен только для оценки. Срок службы батареи зависит от многих факторов, подробно описанных ниже, поэтому используйте этот инструмент только для оценки.

---

Триггеры

можно использовать для значительного увеличения срока службы батареи. Вот несколько примеров, демонстрирующих время автономной работы с различными настройками триггера (и это приблизительные значения, рассчитанные на новый аккумулятор емкостью 250 мА·ч):

• 12 часов: Стандартные частоты дискретизации, полная запись (основной акселерометр 5 кГц, постоянный ток 400 Гц, ориентация 100 Гц, давление и температура 10 Гц)
• 16 часов: режим запуска с ускорением высокой мощности, гарантирующий выборки перед запуском в спящем режиме 90% времени
• 46 часов : режим запуска с низким энергопотреблением, который использует акселерометр с низким энергопотреблением (без предварительных выборок) в спящем режиме 90% времени
• 64 часа: режим триггера ускорения с низким энергопотреблением, который использует акселерометр с низким энергопотреблением (без предварительных выборок) в спящем режиме 99 % времени
• 116 часов: при использовании временного/периодического триггера со спящим режимом 90% времени
• 1136 часов (47 дней): при использовании временного/периодического триггера со спящим режимом в 99% случаев

Дополнительные сведения о настройке триггеров см. в статье о триггерах.

---

Осторожно

При подаче питания на устройство через USB во время работы обязательно разгрузите кабель USB, чтобы не прилагать слишком больших усилий к разъему USB. Это может привести к повреждению электрического соединения между разъемом USB и печатной платой.

Рекомендуемый портативный USB-источник

Устройство может питаться от стандартного источника питания USB, но некоторые портативные зарядные устройства USB имеют «функции», которые определяют потребляемый ток и отключают зарядку для сохранения емкости аккумулятора. Это приведет к полной зарядке устройства, затем отключению и прекращению зарядки снова, поскольку датчик медленно потребляет ток.

Мы рекомендуем аккумуляторы Voltaic Always On Batteries из-за функции Always On, которая напрямую решает эту проблему. Эти батареи всегда будут обеспечивать питание, поэтому их можно использовать для значительного продления срока службы батареи.

Конфигурация для внешнего источника питания

Для питания через USB устройство должно быть настроено с «Действием подключаемого модуля» как «Игнорировать: останавливать запись при нажатии кнопки». Для получения дополнительной информации посетите статью о параметрах конфигурации.

---

Существует множество факторов, влияющих на ожидаемый срок службы литий-ионной полимерной батареи. Все перезаряжаемые батареи являются расходными материалами и имеют ограниченный срок службы — со временем их емкость и производительность значительно снижаются. Основными факторами, которые способствуют этому процессу старения, являются:

• Срок службы, измеренный в циклах зарядки
• Возраст измеряется временем
• Температурное воздействие

О литий-ионных батареях

В рекордерах используется технология литий-ионных аккумуляторов. По сравнению со старыми поколениями аккумуляторов литий-ионные аккумуляторы заряжаются быстрее, служат дольше и имеют более высокую удельную мощность для увеличения срока службы аккумулятора в более легком корпусе. Перезаряжаемые литий-ионные аккумуляторы в настоящее время являются лучшими технологиями для большинства приложений.

Как увеличить производительность батареи

«Время работы от батареи» — это количество времени, в течение которого устройство работает до того, как его потребуется перезарядить. «Срок службы батареи» — это время работы батареи до момента ее замены. Одним из факторов, влияющих на время автономной работы и срок службы, является сочетание действий, которые вы выполняете со своим устройством. Независимо от того, как вы его используете, есть способы помочь. Срок службы батареи связан с ее «химическим возрастом», который представляет собой нечто большее, чем просто течение времени. Он включает в себя различные факторы, такие как количество циклов зарядки и то, как о нем заботились. Длительные периоды времени при низких или высоких температурах со временем значительно снижают емкость батареи. Еще один способ увеличить емкость батареи с течением времени — хранить батарею с зарядом около 50 % в течение длительного периода времени и периодически заряжать ее (снова до 50 %) каждые 4–6 месяцев.

---

Мы рекомендуем зарядить датчик сразу после его получения. Подключите кабель Micro-USB, прилагаемый к каждому устройству, к источнику питания и самому датчику. Источником питания может быть компьютер, сетевой адаптер переменного тока или портативное зарядное устройство для телефона, если источник питания не превышает 5 вольт подаваемой мощности. Все устройства серии S ограничивают потребляемый ток во время зарядки до 100 мА.

Вы получили ответ на свой вопрос?

Спасибо за ответ Не удалось отправить отзыв. Пожалуйста, повторите попытку позже.

Руководство для понимания характеристик аккумуляторных батарей

После того, как вы решили инвестировать в солнечную энергию для своего дома, вам нужно принять несколько других решений, не последним из которых является тип аккумуляторной системы, которую вы будете использовать. .

Поскольку на рынке аккумуляторов для дома доступно множество конструкций и вариантов, некоторым домовладельцам может быть сложно определить, какая система им подходит. Знакомство с различными терминами, относящимися к аккумуляторным системам хранения, может помочь вам оценить варианты и сделать осознанный выбор при разговоре с установщиком.

В этой статье представлен обзор некоторых общих характеристик аккумуляторов, которые помогут вам упростить принятие решений о покупке аккумуляторов.

Литий-ионный (Li-ion)

Большинство бытовых аккумуляторов энергии, включая Panasonic EverVolt™ 2.0, содержат литий-ионный аккумулятор. По сравнению со свинцово-кислотными аккумуляторами они меньше, легче и более энергоэффективны, поэтому могут накапливать и отводить большее количество электроэнергии.

Батарейный модуль

Домашняя система накопления энергии иногда состоит из нескольких отдельных батарей, известных как модули, которые размещаются в одном корпусе. Эта конструкция позволяет регулировать размер системы в соответствии с конкретными потребностями вашего дома в энергии.

Panasonic EverVolt имеет модульную конструкцию, поэтому вы можете легко комбинировать блоки для увеличения емкости хранения энергии в вашем доме. Фактически, EverVolt 2.0 может подключать до 6 отдельных аккумуляторных модулей, размещенных в одном шкафу, к одному инвертору.

Батарейный шкаф

Батарейный шкаф — это внешний корпус, в котором размещаются аккумуляторные модули. Физические размеры корпуса влияют на то, где в вашем доме должна располагаться батарея. Однако идеальное место для батарей, как правило, находится на уровне земли в закрытом помещении, защищенном от экстремальных погодных условий. Тем не менее, новый EverVolt 2.0 от Panasonic предназначен для использования вне помещений и защищен от атмосферных воздействий, поэтому установка на открытом воздухе и вне поля зрения не является проблемой.

Домашняя аккумуляторная система Panasonic EverVolt 2. 0, фото предоставлено Panasonic Eco Systems

Инвертор

Электросеть и большинство бытовых приборов в вашем доме работают от «переменного тока» или сети переменного тока. Солнечные панели производят «постоянный ток» или энергию постоянного тока, именно так ее хранит большинство аккумуляторов. В результате, прежде чем вы сможете использовать питание от панелей или аккумуляторов, его необходимо преобразовать в питание переменного тока. Для этого процесса требуется инвертор.

Связь по переменному и постоянному току

Аккумуляторы часто описываются как связанные либо по переменному току, либо по постоянному току. Тот, который вы выберете, зависит от ряда факторов, например, от того, подходите ли вы к существующей солнечной системе и от вашего бюджета.

Аккумуляторы переменного тока обычно используются для существующих солнечных установок. Батареи со связью по постоянному току обычно лучше подходят для новых установок, поскольку они часто более эффективны и дешевле. Узнайте больше о том, какие аккумуляторы со связью по переменному или постоянному току подходят для вашего дома, из этого руководства.

Номинальная мощность и емкость батареи

Номинальная мощность — это непрерывная выходная мощность инвертора. Указывается в киловаттах (кВт). Для EverVolt 2.0 выходная мощность инвертора составляет 7,6 кВт. Емкость аккумулятора — это количество заряда, накопленного в аккумуляторе для питания подключенных к нему приборов. Указывается в киловатт-часах (кВтч). Аккумуляторы большей емкости могут поддерживать ваши приборы в течение более длительного времени. Обычно емкость батареи составляет 10–16 кВтч, а емкость батареи EverVolt составляет 17,1 кВтч.

Максимальная непрерывная выходная мощность

Максимальная непрерывная выходная мощность также измеряется в киловаттах (кВт). Тем не менее, это максимальная мощность, которую батарея может непрерывно обеспечивать в нормальных условиях.

Пиковая выходная мощность

Пиковая выходная мощность относится к способности батареи удовлетворять быстрый «всплеск» спроса. Одним из примеров такой ситуации является устройство, которому требуется большое количество энергии для запуска, но которое потребляет меньше энергии для продолжения работы.

Полезная энергия или емкость

Полезная мощность, измеряемая в киловатт-часах (кВт-ч), — это количество энергии, которое вы можете реально получить от своей батареи. Так как батарея не должна быть полностью разряжена, это значение немного ниже ее общей емкости. Чем выше полезная емкость, тем дольше вы сможете питать свой дом от аккумулятора без необходимости его подзарядки.

Средняя емкость резервного питания

Средняя емкость резервного питания — это среднее количество часов, в течение которых аккумулятор может питать выбранные устройства. Стоит иметь в виду, что это приблизительная оценка, и фактическое количество часов будет варьироваться от дома к дому в зависимости от множества факторов, включая размер дома, климат и количество энергоемких приборов, подключенных к аккумулятору.

Глубина разрядки

Срок службы батареи уменьшается каждый раз, когда вы ее заряжаете, разряжаете и перезаряжаете. По этой причине многие производители аккумуляторов указывают максимально возможную глубину разряда, которая не повлияет на характеристики аккумулятора в будущем. Чем выше глубина разряда, тем больше энергии, хранящейся в батарее, можно использовать.

Режим работы

Аккумуляторы обычно поставляются с несколькими режимами работы и часто имеют возможность установить свой собственный режим. Режим работы батареи определяет такие факторы, как время и место ее зарядки и время, когда она распределяет энергию между вашими приборами.

Panasonic EverVolt имеет три предустановленных режима работы для домовладельцев, а также возможность запрограммировать собственный пользовательский режим.

• Резервный режим: Батарея автоматически включается при отключении электроэнергии.
• Режим времени использования: батарея заряжается и выдает мощность в течение заданного времени.