Jak zjistit, kolik watthodin má baterie?

Dobrý den, drazí přátelé! Při výběru přenosné baterie se můžete setkat s velkým množstvím negativních recenzí týkajících se nesouladu mezi jejich deklarovanou kapacitou a počtem nabitých gadgetů. Zdálo by se, že po zakoupení 13 000 mAh nabíječky bychom měli náš smartphone nabít 2300 mAh baterií asi 5,5krát! Ale není to tak jednoduché.

Trochu pozadí

Jako milovník vychytávek a moderních technologií mám chytrý telefon a další dobré věci. A na určité cestě jsem narazil na jeden, podle mého názoru, vážný problém u pokročilých zařízení – mají relativně krátkou výdrž baterie. Ano, nebudu se hádat, existují „monstra“ vyrábějící telefony, která mají baterie 4000 mAh nebo více. Ale často jsou taková zařízení extrémně vzácná a mají další nevýhody. V každém případě, i když váš gadget vydrží až do večera (a můj Nexus 5 s 2300 mAh v tomto seznamu není), dříve nebo později vyvstává otázka koupě přenosné baterie.

Stejně jako mnoho geeků, i mě svrbělo pořídit si tento typ zařízení už dlouho. Zvažoval jsem možnosti koupě krabičky na baterie formátu 18650 a také hotové zařízení (které s největší pravděpodobností obsahuje stejné baterie 18650, stejně jako baterie do notebooků). V důsledku toho vyvstala potřeba mít v práci nabitý telefon při absenci zásuvky a byla zakoupena přenosná baterie DF TRIO-02.

Abych byl upřímný, neměl jsem moc času vybírat a číst recenze. Zrovna jsem narychlo prohlédl jeden známý internetový obchod (ten, který je součástí skupiny společností spolu s bankou a klenotnictvím) a vybírá se podle následujících kritérií:

• požadovaná kapacita
• cenová kvalita
• vzhled (ano, ano, musíte se snažit nejen o ergonomii, ale také si užívat esteticky)

Krátce o tomto zařízení

1. dobrá kapacita
2. dva výstupy 5V, 1A; jeden výstup 5V, 2.1A
3. microUSB vstup pro nabíjení baterie

1. Nerezové lesklé pouzdro

Aritmetika pro výpočet kapacity

1. Účinnost měniče napětí bereme jako 100%
2. všechny uvedené kapacity přijímáme jako skutečné hodnoty
3. Při nabíjení předpokládáme konstantní hodnoty proudu a napětí
4. Telefon se nabíjí od ideálních 0 % do 100 % (bez zohlednění zbytkového nabití uváděného výrobci atd.)

Maximální možné užitečné nabití baterie se nazývá nabíjecí kapacita nebo jednoduše kapacita. Kapacita baterie je nabití dodávané plně nabitou baterií při vybití na nejnižší povolené napětí. V soustavě SI se kapacita baterií měří v coulombech, v praxi se často používá nesystémová jednotka – ampérhodina; 1 Ah = 3600 C. Kapacita baterie je udávána výrobcem. Nesmí být zaměňována s elektrickou kapacitou kondenzátoru.

V dnešní době jsou baterie stále častěji označovány energetickou kapacitou – energií, kterou vydává plně nabitá baterie při vybití na nejnižší povolené napětí. V soustavě SI se v praxi měří v joulech, používá se nesystémová jednotka – watthodina; 1 Wh = 3600 J.

Na obalu máme hrdý nápis: „13000 mAh“. Toto je naše nabíjecí kapacita.
Při pozorném pohledu na nálepku na zadní straně vidíme následující.

Napětí: 3.7 V.
Kapacita nabíjení: 13000 mAh
Energetická kapacita: 48.1 Wh.

Ukazuje se, že mnoho Výrobci uvádějí uložený náboj v mAh (mAh), důležité je ale i provozní napětí zařízení. V plném rozsahu charakterizuje „kapacita“. uloženou energii.

Lidé si často pletou pojmy uložený náboj и uloženou energii nazýváme to „kapacita“. Pokud není potřeba velká přesnost, pak můžeme předpokládat, že uložená energie (ve Wh) se přibližně rovná součinu uloženého náboje (v Ah) a průměrného napětí (ve Voltech).

1 Wh = 1 V 1 Ah.

Nyní, když jsme pochopili pojmy, přejděme k našemu příkladu: 48.1 Wh baterie je 13 Ah (13000 mAh) násobeno 3.7 V. Zatím vše sedí. Naše zařízení je však nabíjeno z výstupu 5 V. Proto náboj, který je naše zařízení schopno dodat, zjistíme jako podíl akumulované energie a výstupního napětí.
48.1 Wh / 5 V = 9.62 Ah (9620 mAh).

Analyzujeme

Nyní si můžete snadno spočítat, „kolikrát mohu své zařízení nabít“. Takže stejný Nexus 5 lze nabíjet:
9620 mAh/ 2300 mAh = 4.18
Nebo jinými slovy, o něco více než 4krát. Co je proti 5,5

Vyvodit závěry

Vypočítaná kapacita baterie 9620 mAh byla o 26 % nižší než 13000 26 mAh, kterou vidíme na krabici. A o XNUMX % méně, než by očekával uživatel bez zkušeností s výpočty. I když ve skutečnosti nás výrobce vůbec neošidil. Je to jen marketingový tah.

• přenosné baterie
• DF Trio

Pro jednoduchost jsme vytvořili kalkulačky:

• Výpočet počtu baterií podle zatížení a autonomie
• Výpočet doby autonomie podle zatížení

Nyní si představíme výpočetní algoritmus:

1) Určete celkový výkon zátěže a konstantní vybíjecí proud.

2) Vypočítáme potřebnou kapacitu baterie pro danou autonomii.

3) Určete typ baterie

příklad

Vzhledem k: dva LED pásky o výkonu 10W každý a pracující na 12V. Požadovaná autonomie: 10h. Životnost: jeden rok při každodenním používání. Provozní podmínky: stálá pokojová teplota 20 stupňů.

Hledat: minimální přijatelné a optimální baterie pro řešení problému.

rozhodnutí

1) Celkový výkon W=10W*2=20W. Konstantní vybíjecí proud: I=20/12=1.67A. Pro přesné výpočty je vhodné měřit spotřebu proudu pomocí multimetru.

2) Chcete-li určit požadovanou kapacitu, měli byste projít následujícími body:

) Pro podporu zátěže při takovém vybíjecím proudu je nutné určit minimální vypočtenou kapacitu baterie: 1,67 * 10 = 16,7 Ah.

b) Je třeba mít na paměti, že kapacitu dobíjecích baterií udávají výrobci na základě určité doby vybíjení. Obvykle je to 10 hodin. Někteří výrobci ale uvádějí 20 hodin. Zde nám pomůže specifikace baterie, kterou najdete na našem webu. Podívejme se na specifikaci Delta DTM 1226:

Charakteristiky vybíjení nejbližší plánované baterie

V našem případě je doba provozu z baterie 10 hodin, což znamená, že kapacitu můžeme považovat za rovnou nominální. Pokud však úkol vyžaduje 5 hodin, musíte počítat s tím, že při takové době vybíjení bude kapacita baterie nižší (vybíjecí proud vynásobíme hodinami – 4,8A * 5h = 24Ah místo 28 ).

c) Dále musíme vzít v úvahu počet cyklů nabití-vybití, pro které systém navrhujeme (ze specifikace):

Odhadovaný počet cyklů

V problému vidíme, že plánovaný počet cyklů je 365. Přibližná maximální hloubka výboje je v našem případě asi 57 %. Je vhodné to brát s rezervou, budeme počítat s 50% vybitím (reálné provozní podmínky se liší od ideálních laboratorních podmínek).

Zavedeme tedy korekci 0,5: 16,7/0,8 = 33,4 Ah.

d) Pokud máme co do činění s jinou než optimální provozní teplotou (25 stupňů), je nutné zadat korekční faktor, který můžeme také převzít ze specifikace:

Vliv teploty na kapacitu baterie

Takže při teplotě 10 stupňů byste měli zadat koeficient 0.9, tzn. dalších +10 % k vypočtené kapacitě.

3) Pokud potřebujeme režimy dlouhého vybíjení, měli bychom věnovat pozornost sérii baterií AGM od oblíbených výrobců na ruském trhu:

• Baterie Delta má řadu DTM
• CSB má GP
• Baterie BB – BC

V případě, že se výboj provádí vysokými proudy, ale na krátkou dobu:

Tyto baterie jsou optimalizovány pro vysokou energetickou účinnost, i když nejsou o nic horší pro dlouhé vybíjení (jen jsou dražší). Baterie založené na technologii GEL nejsou pro tento úkol zcela optimální, protože. znatelně dražší a hluboké vybití, i když přijatelné, výrazně snižuje životnost.

Odpověď: minimum: Delta DTM 1233 (33Ah), optimální: Delta DTM 1240 (40Ah), nebo analogy.

Podobný článek o metodách výpočtu na našem blogu: https://tok-shop.ru/tok-blog/time-ups-akb/

Viz také:

O autorovi

Sergej Ledněv

Manažer komplexních projektů pro stabilní a nepřerušitelné napájení. [email protected]

Komentáře
Senya 31.01.2014 | Odpověď

Proč jste pro své výpočty vzali specifikaci 26Ah baterie, když je nakonec potřeba 33Ah baterie?

Faktem je, že jsme z grafů převzali výpočtové koeficienty, nikoli absolutní hodnoty. Pro baterie podobné kapacity budou tyto koeficienty téměř totožné, takže pro výpočet můžete vzít specifikaci zamýšlené baterie

Alexander 25.10.2016 | Odpověď

Jak dlouho vydrží baterie Delta agm 12100 l při vybíjení proudem 14,5 A až 10,5 V? Díky předem!

Sergey Lednev 08.11.2016 | Odpověď

Chcete-li to provést, musíte se podívat na charakteristiky vybíjení baterie v pdf – http://tok-shop.ru/newpdf/dtm-12100-l-pdf_1_90.pdf. Asi 4,5 hodiny.

Timur 17.04.2017 | Odpověď

Ahoj. mám otázku. snímač spotřebuje 12 voltů při 2 ampérech. Potřebuji spočítat, která baterie je vhodná na 4 měsíce výdrže baterie.

Sergey Lednev 04.09.2017 | Odpověď

Pokud vezmeme lineární výpočet. 4 měsíce jsou asi 2880 hodin. Utratíte ~2Ah za hodinu. Minimálně 5760Ah, tzn. potřebujete ~30 baterií o kapacitě 200 Ah

Ivan 20.02.2019 | Odpověď

Ahoj. Prosím, řekněte mi. Jakou baterii mám zvolit pro provoz autonomního ohřívače po dobu 10 hodin Je známo, že spotřebuje 60 wattů.

Sergey Lednev 21.02.2019 | Odpověď

Ahoj! Výpočet pro baterii si můžete prohlédnout v naší kalkulačce: https://tok-shop.ru/calcakum/?mng=60&tavt=10&kpd=80&grzd=80

Dobrý den, moje Ariadne nano spotřebuje 40MA, maximálně 50MA s pohybovým senzorem, kolik 18650 baterií potřebuji a s jakou kapacitou, aby fungovaly 1 rok a 2 měsíce bez nabíjení? Díky předem!

Sergey Lednev 21.10.2019 | Odpověď

Ahoj! Chemické složení lithiových baterií se znatelně liší od olověných baterií, a proto platí mírně odlišné vzorce výpočtu. Ale přibližně, výpočet je: 40mA*24h.*(365+60d.)=408000mAh. Další úpravy se provádějí pro samovybíjení (vysoce závislé na teplotě), při pokojové teplotě asi 40 % ročně ze 100 % nabití. 408000*1,4=571200mAh. Průměrně má jedna 18650 cca 2500mAh, 571200/2500=285ks. U takové sestavy by se měly provést korekce na chod BMS, průtoky, odpor sestavy atd. a to může velmi vážně upravit požadovaný objem směrem k jeho zvýšení.

Anonymní 28.11.2019 | Odpověď
Dobrý den, sdělte mi dobu vybíjení 60Ah baterie ze zatěžovacího proudu 0,2A

Sergey Lednev 29.11.2019 | Odpověď

Ahoj! Zpravidla byste neměli pracovat s vybíjecím proudem, ale s výkonem, protože Proud se bude zvyšovat, jak se baterie vybíjí při stálém výkonu. Nicméně 0,2A je 2,4W, proto: https://tok-shop.ru/calcvr/?kolak=1&emak=60&mng=2.4&kpd=100&grzd=80

Alexander 16.04.2020 | Odpověď

Použil jsem vaši kalkulačku a získal údaje pro požadovanou baterii, která byla asi dvakrát vyšší. Zrovna teď jsem testoval nově zakoupenou baterii do UPS, vydržela tak dlouho, jak by podle vaší kalkulačky měly vydržet 2 takové baterie. Není to špatný způsob, jak zdvojnásobit tržby!

Sergey Lednev 16.04.2020 | Odpověď

Alexandre, s největší pravděpodobností jsi provedl měření špatně. Svůj UPS s baterií můžete přinést k nám do kanceláře a já vám dokáži, že kalkulačka počítá s rezervou cca 20 %, aby nedošlo k hlubokému vybití baterie.

V měření je nemožné udělat chybu. Tady se zázraky nedějí. Po prvním nabití UPS s novou baterií Sven SV 1290 (9 Ah, 12 V) pracovala přesně 55 minut. Jako zátěž byly použity dvě žárovky o celkovém výkonu 85 W. Vaše kalkulačka ukazuje, že k provozu po dobu 1 hodiny při tomto výkonu potřebujete dvě baterie 12 Ah nebo 3 baterie 7 Ah. To je dokonce více než 2krát příliš vysoké požadované parametry!

Sergey Lednev 16.04.2020 |

Pojďme se na to blíže podívat. Za prvé, zde jsou výpočty podle vašich podmínek – https://tok-shop.ru/calcakum/?mng=85&tavt=0.9&kpd=90&grzd=100. Na odporové zátěži je CP vyšší a dovolíte hluboké vybití. Kalkulačka ukazuje požadovaných 12Ah. A to je přesně asi 20% rezervy, o které jsem psal výše. Za druhé, s tolerancemi pro nízkou účinnost a mělký výboj dostaneme následující výpočet – https://tok-shop.ru/calcakum/?mng=85&tavt=0.9&kpd=80&grzd=80, tzn. 15Ah. Docela relevantní hodnoty pro řešení problému. Zatřetí se můžete podívat na tabulku charakteristik vaší baterie – https://tok-shop.ru/newpdf/sven-sv-1290-instr-pdf_0_6015.pdf. Vidíme, že při 1 hodinovém vybíjení na 1,75V na článek dostaneme výkon 10,76W. A to je 65W energie z celé baterie za hodinu. Podívejme se na kalkulačku – https://tok-shop.ru/calcakum/?mng=65&tavt=1&kpd=100&grzd=100. Vše je přesné, pokud odstraníme tolerance hloubky a účinnosti. A dostanete 85W*0,9=76,5W, což je o 15 procent více než v dokumentaci. To znamená jediné – nesprávná naměřená data. Pro přesné výpočty nelze použít jmenovitý výkon žárovky. Za čtvrté, musíme pochopit a vzít v úvahu degradaci baterie v průběhu času a provést pro to úpravy. Pokud tedy chcete získat garantovanou vypočítanou kapacitu bateriové banky, s přihlédnutím k možné nízké účinnosti měniče a mělkému vybití baterie, s přihlédnutím k degradaci baterie, lze hodnoty kalkulátoru považovat za spolehlivé. A mimochodem, kalkulačka zaokrouhlí počet potřebných baterií na celá čísla.

Jurij 21.04.2020 | Odpověď

Dobrý den, prosím o radu jakou kapacitu záložní baterie použít pro autonomní provoz 60W autochladničky na 10 hodin provozu v noci, když neběží motor auta? Jsem řidič kamionu a v ledničce se několikrát vybily baterie a nepodařilo se mi nastartovat motor, a teď přemýšlím o záložní baterii do chladničky.

Sergey Lednev 03.05.2020 | Odpověď

Ahoj! Musíte zjistit, kolik energie chladnička nakonec přes noc spotřebuje, protože. nemusí mít neustále spotřebu 60W, ale pokud je to stálá zátěž, tak ti bude stačit jedna 80Ah baterie – https://tok-shop.ru/calcakum/?mng=60&tavt=10&kpd=80&grzd=80

Dmitry 02.12.2020/XNUMX/XNUMX | Odpověď

Dobrý den, prosím o informaci, jakou kapacitu baterie je potřeba pro motor 75 kW, max. 22500 300 ot./min, 250 V, 10 A, takže může běžet XNUMX hodin.

Sergey Lednev 03.12.2020 | Odpověď

Ahoj! Váš problém nemá řešení) Požadovaná baterie je příliš velká. Problém vyřeší pouze naše vlastní generace

Alexander 02.02.2021 | Odpověď

Dobré odpoledne Řekněte mi prosím, jaké baterie a jakou kapacitu je nejlepší použít pro čerpadlo určené k čerpání paliva. Výkon čerpadla 300W. Požadovaná provozní doba je XNUMX hodin denně. Baterie se budou dobíjet solárními panely.

Dobrý den, prosím o sdělení jakou kapacitu záložní baterie použít pro autonomní provoz autochladničky Dokumentace uvádí:
1.DC 12V/24V
2. výkon 45 Watt,
3.příkon 0,2-0,25 kw.h/24h
Nemohl jsem přijít na to, na který bod 2 nebo 3 se zaměřit při výběru kapacity záložní baterie.

Artem 19.06.2021 | Odpověď

Dobrý den, zajímá mě následující dotaz: Chceme si s sebou vzít na túru baterii Delta DT 12012 (12V / 1.2Ah) a připojit 12V LED žárovky, jak moc nám bude svítit při plném nabití? Je to racionální? Nebo jsem si měl vzít velký stroj?

Jak nejlépe vypočítat počet 5NK-125 (5KL-125P) alkalických baterií na loď s požadovaným stálým odběrem minimálně 2 kW po dobu 24 hodin při denním nabíjení části baterií na břehu?

Sergey Lednev 15.10.2021 | Odpověď