Recenze

Výpočet kapacity baterie: jak to udělat a proč je to potřeba?

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

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

Nerezové lesklé pouzdro

Aritmetika pro výpočet kapacity

Účinnost měniče napětí bereme jako 100%
všechny uvedené kapacity přijímáme jako skutečné hodnoty
Při nabíjení předpokládáme konstantní hodnoty proudu a napětí
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.

Přečtěte si více

Jak správně chránit podběhy aut před korozí a poškozením

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

Kapacita je hlavní charakteristikou baterie. Určuje množství energie, kterou může zdroj energie akumulovat a uvolnit, a životnost baterie jím napájeného zařízení. U elektrokol a dalších druhů osobní elektrodopravy kapacita baterie přímo určuje dojezd na 1 nabití.

Jak se měří kapacita baterie?

V otázce, jaká je energetická kapacita baterie, je zvažováno několik charakteristik – od konkrétních až po absolutní hodnoty. V technických specifikacích je kapacita baterie uvedena v ampérhodinách (Ah) a/nebo watthodinách (Wh). Přesněji řečeno, schopnosti zdroje energie se projevují ve watthodinách. Toto je absolutní kapacita. Jeho hodnota ukazuje, kolik energie může tato baterie vyrobit za 1 hodinu bez ohledu na vybíjecí proudy a napětí. Například 450 Wh baterie může produkovat 450 wattů energie po dobu 1 hodiny. Měrná energetická náročnost se měří ve Wh/kg a ukazuje, kolik energie může daná baterie o hmotnosti 1 kg poskytnout po dobu 1 hodiny. Čím větší je měrná energetická náročnost (jinými slovy hustota energie) baterií, tím menší je jejich hmotnost při stejném množství akumulované energie. Kapacita v ampérhodinách je již relativní hodnota v závislosti na jmenovitém napětí baterie. Například lithium-iontové baterie mají jmenovité napětí 3,7 V na článek a fosforečnan lithný (LiFePO4) – 3,2 V. Pro nastavení požadovaného napětí – 36 V, 48 V atd. – baterie jsou připojeny k baterii sériově. Abychom shrnuli kapacitu článků, jsou zapojeny paralelně.

Převod kapacity z Ah na Wh

Chcete-li vypočítat absolutní konstantní energetickou kapacitu ve Wh, když znáte hodnotu v Ah, musíte ji vynásobit jmenovitým napětím baterie: Wh (Wh) = V (V) x Ah (Ah). Například pro baterii s kapacitou 13 Ah a napětím 36 V bude absolutní energetická kapacita 13 Ah x 36 V = 468 Wh. Podobně, pokud znáte absolutní konstantní energetickou kapacitu baterie ve Wh, můžete vypočítat její skutečnou kapacitu při určitém provozním napětí zařízení. K tomu stačí vydělit absolutní kapacitu ve watthodinách provozním napětím zátěže ve voltech: Ah (Ah) = Wh (Wh) : V (V). Například: 468 Wh :36 V =13 Ah a 468 Wh :24 V =19,5 Ah.

Přečtěte si více

Jak správně zapojit dráty ve zdi?

O napětí

Nejčastěji mají baterie elektrokol provozní napětí 24, 36 nebo 48 V. S jeho nárůstem se obvykle zvyšuje maximální vyvinutá rychlost elektrokola. Výkon a rychlost elektrokola samozřejmě ovlivňují i další faktory, jako je výkon motoru a účinnost převodovky. Ale přesto bývají výkonná a vysokorychlostní elektrokola vybavena bateriemi s napětím 48 V a vyšším.

Závěry: co ovlivňuje energetickou náročnost baterie elektrokola?

Na této charakteristice závisí dojezd na 1 nabití baterie. Přibližně při jízdě v nejúspornějším režimu – na hladkém asfaltu, bez prudkého zrychlování a brzdění, proti větru a jiných překážek – se spotřebuje 8-10 Wh energie lithiové baterie na každý kilometr cesty (bez šlapání). Při šlapání cyklista snižuje proud odebíraný motorem, a proto je energie baterie využívána ekonomičtěji. Kapacita je nejpřesněji a nejjasněji charakterizována její absolutní konstantní hodnotou, měřenou ve watthodinách. S jeho znalostí lze snadno určit jak přibližný dojezd na 1 nabití, tak i relativní kapacitu v ampérhodinách, která závisí na jmenovitém napětí dodávaného zařízení. Přečtěte si v předchozím článku našeho blogu o zajímavém druhu zimní elektrické dopravy – elektrických sněžných skútrech.