充電式バッテリーは、可逆的な内部化学プロセスによって動作する再利用可能な電流源です。電池は、さまざまな機器の自律的な電源供給に使用されます。自動車、その他の機器、または電子機器用のバッテリーを選択する場合、最初に探すべきことは、デバイスの重要なパラメーターであるバッテリー容量です。充電や容量と混同しないことが重要です。
バッテリー容量とその測定方法
アンペアアワー (Ah) で表されるバッテリー容量は、1 回の充電で接続された機器に自律的な電力を供給できる時間の長さを指します。電子機器に電力を供給する小型バッテリーの場合、容量を表示するための別の単位は mAh (ミリアンペア時) です。言い換えれば、バッテリー容量は、1回のフル充電サイクルで蓄えられるエネルギーの最大量です。
バッテリーの容量は、その電位を測定するものですが、充電量ではありません。水のボトルと比較することができます。液体が入っていてもいなくても、その体積は変わりません。この場合、容量と体積を比較するのが正しいです。バッテリーが完全に充電されているか放電されているかに関係なく、容量は変化しません。ほとんどの場合、この数値はバッテリーに表示されています。たとえば、自動車のバッテリーのステッカーには、始動電流値の横に書かれています。
例: 60 Ah の車のバッテリーは、60 アンペアの負荷と 12.7 ボルトの公称電圧 (ほとんどの車のバッテリーの古典的な電圧) で 1 時間動作できることを示しています。
一部の機器に自律的な電源が必要な場合、このタスクに適したバッテリーの容量を自分で正確に計算するにはどうすればよいでしょうか?そのためには、いくつかの変数を知る必要があります。
- ワットで測定された臨界負荷 (P と表示)。
- バッテリーが電気機器に電力を供給する時間 (t);
- 各バッテリーの電圧 (V、ボルト単位で測定)
- バッテリ容量利用率: 1 ～ 100% の利用率、0.5 ～ 50% など (指定 - k)。
文字Qは必要な容量を示します。計算するには、次の式を使用します。
Q = (P-t) / V-k
例: 標準の 12 V バッテリー、必要な動作時間 5 時間、クリティカル負荷 500 W、最大バッテリー放電 80% を使用
Q= (500-5) / (12-0,8) = 260,4 Ah
これは、当面のタスクの最小バッテリー容量であり、12 ボルト バッテリーの合計容量でもあります。ただし、いずれにせよ、予備容量が小さい、たとえば 20% 以上の電源を購入することをお勧めします。その後、ゼロまで放電される頻度が少なくなり、バッテリーは「寿命」が長くなります。
バッテリー容量とその計算方法を理解しましたが、場合によっては、刻印が表示されていないか、表示されていないことがあります。または、銘板データと実際の写真を比較する必要があります。この場合、バッテリーの容量をどのように測定しますか?理想的には、テスト放電手順を実行する必要があります。本質は単純です。適切な特性を持つ充電器を使用して、バッテリーの充電を100％まで補充し、その後、放電に費やされた時間を測定して、定電流で完全に放電する必要があります。次に、式が使用されます。
Q = I-T
ここで、I はアンペアで測定された放電の定電流であり、T は時間での放電時間です。たとえば、3.6 A の定電流で 22 時間半稼働した完全に充電されたバッテリーの容量を測定すると、81 Ah の数値が得られます。ただし、同じバッテリーが 36 A の電流で 2 時間以上動作するという意味ではありません。電流が増加すると、放電時間が短縮されます。また、電解液の温度など、他の要因の影響も受けます。
放電サイクルの終わりに、端子の最小電圧が最終放電電圧 (多くの場合 10.8 ボルト) を下回ってはならないことに注意することが重要です。これはメーカーが設定した最小許容値です。この値に達すると、バッテリーを取り外す必要があります。この値以下でバッテリーを頻繁に放電すると、故障する可能性があります。
時間の経過とともに、避けられない劣化により、バッテリーの容量はいずれの場合も減少します。測定後、容量が公称値より 70 ～ 80% 少ないことが判明した場合は、バッテリーを交換する時期です。
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