Jak zjistit, kolik watthodin má baterie?

Elektrická kapacita autobaterie je nejdůležitějším parametrem, který určuje její cenu a kompatibilitu s konkrétním vozem. Kapacita také určuje čas, který budete mít k cestě domů nebo na čerpací stanici v případě poruchy generátoru. Na tomto parametru nepřímo závisí i rozběhový proud. Kapacitu baterie můžete zkontrolovat několika způsoby, a to jak se speciálními zařízeními, tak bez nich. Jak se to dělá a proč, je podrobně popsáno v tomto materiálu.

1. Jaká je kapacita baterie?
2. Proč kontrolovat kapacitu autobaterie?
3. Metody kontroly kapacity baterie

Jaká je kapacita baterie?

Kapacita baterie je maximální množství elektřiny, které může baterie za určitých podmínek uložit a uvolnit. Nejdůležitější z těchto podmínek jsou vybíjecí proud (nebo zátěž) a okolní teplota. Čím větší je vybíjecí zátěž a čím nižší je teplota, tím méně energie může baterie dodat.

Pro měření kapacity autobaterií je zvykem používat ampérhodiny nebo A*h (A*h). Například 60 Ah baterie za optimálních podmínek vybíjení by měla napájet zátěž spotřebovávající 6 ampér po dobu 10 hodin. Přitom pokud zatížíme baterii proudem 12 ampér, tak nemusí fungovat 5 hodin. S největší pravděpodobností se úplně vybije o něco rychleji. Totéž se stane, pokud baterii otestujeme při nízkých teplotách vzduchu.

Je také vhodné vědět, že kapacitu autobaterií lze vyjádřit ve watthodinách (Wh). Pro přepočet ampérhodin na watthodiny stačí znát pouze kapacitu v Ah a jmenovité napětí na svorkách baterie. Pro překlad se používá následující vzorec:

E je kapacita baterie ve Wh;

U je jmenovité svorkové napětí ve voltech;

Q je kapacita v ampérhodinách.

Pro příklad si vezměme běžnou 12voltovou autobaterii s kapacitou 60 Ah. Jeho kapacita, vyjádřená ve watthodinách, bude odpovídat E = 60 * 12 = 720 Wh. V praxi to znamená, že taková baterie dokáže napájet 72 W zátěž po dobu 10 hodin.

Proč kontrolovat kapacitu autobaterie?

Pro začátek byste si měli představit pojmy jako jmenovitá kapacita baterie a skutečná. První je obvykle označena velkými číslicemi a písmeny na pouzdru baterie. Skutečná kapacita nemusí vždy odpovídat jmenovité kapacitě, i když je baterie zcela nová. Během provozu se skutečná kapacita neustále snižuje a stále více se vzdaluje od jmenovité hodnoty uvedené na štítku.

Pokud je skutečná kapacita o 40 % nebo více nižší než jmenovitá kapacita, pak je taková baterie považována za „mrtvou“ a nevhodnou pro použití v automobilu. Pokud například nová baterie měla kapacitu 60 A*h a po třech letech se zmenšila o 40 % (36 A*h nebo méně), je načase takovou baterii urychleně vyměnit. V opačném případě selže v nejnevhodnějším okamžiku a odmítne otočit startér a nastartovat motor.

V první řadě má smysl ihned po zakoupení nového modelu zkontrolovat skutečnou kapacitu baterie. Provedená měření vám umožní okamžitě odmítnout nákup a vrátit nestandardní baterii zpět do obchodu, vyměnit ji za jinou nebo jednoduše vzít peníze zpět. Nové baterie bohužel často trpí chybějícími ampérhodinami, zejména v cenově dostupném segmentu. Mezi drahými, značkovými bateriemi jsou také nestandardní baterie. Pokud je to však mezi nimi vzácná výjimka, pak u levných baterií je dnes „normou“ kapacita, která neodpovídá nominální hodnotě. Hlavním důvodem je, že výrobci šetří olovo tím, že ho používají o několik kilogramů méně, než je požadováno. Tím pádem baterie ani teoreticky nemůže mít kapacitu uvedenou na štítku, kterou navíc přeplatíte z vlastní kapsy.

Druhým důvodem pro kontrolu kapacity baterie je posouzení jejího stavu po několika letech používání. Někteří lidé dělají takové testy pro sport. I když častěji se k tomuto problému vracejí po jednom ránu, baterie odmítla otočit startér. Změřením skutečné kapacity můžete pochopit, proč auto nenastartovalo – kvůli vybité baterii, vysokému svodovému proudu nebo problémům s nabíjením z generátoru.

Metody kontroly kapacity baterie

Pro kontrolu kapacity autobaterie bez ohledu na použité vybavení platí stejný princip. Je založen na následujících třech krocích:

1. Nabít.
2. Vybít.
3. Hodnocení kapacity.

Nabíjení baterie nutné k tomu, aby baterie akumulovala maximální možné množství energie. K tomu je nutné baterii nevyhnutelně dobít ze stacionární nabíječky, protože na palubě automobilu nejčastěji není plně nabitá. Zvláště pokud byl den předtím vybit na nulu, nebo nabíjecí systém (generátor, reléový regulátor) nefunguje správně.

Praktické experimenty s měřením skutečné kapacity baterie nám umožňují identifikovat jednu zajímavou vlastnost. Pokud jednou nabijete hluboko uloženou baterii a poté změříte akumulované ampérhodiny, dostanete jedno číslo. Pokud se postup opakuje bez instalace baterie na auto, bude kapacita mírně odlišná, obvykle vyšší. S největší pravděpodobností je takový rozptyl pozorován v důsledku tréninku baterie, ke kterému dochází během dvou cyklů nabíjení a vybíjení.

Vybití baterie umožňuje zkontrolovat, kolik energie nashromáždilo a může za určitých podmínek uvolnit. Aby se konečné hodnoty co nejvíce přiblížily realitě, musí být vybíjení provedeno speciálním způsobem. Nejprve se provádějí testy při optimální okolní teplotě pro baterii – +25°C. Za druhé, vybíjecí proud se volí na základě jmenovité kapacity baterie. Typicky odpovídá 0,05 C, tj. 20 % jmenovité hodnoty uvedené na štítku. Pro standardní 60 tento proud odpovídá 3 ampérům.

Hodnocení kapacity se provádí na základě dvou známých parametrů. Prvním parametrem je vybíjecí proud, diskutovaný výše. V případě použití speciálních zařízení je měřena a zohledňována programem neustále. Pokud používáte dostupnější metody, pak se bere v úvahu určitý průměrný proud, o kterém bude řeč níže. Druhým nezbytným parametrem je doba, po kterou byla baterie vybitá. Pokud byl vybíjecí proud například 4 ampéry a baterie vydržela 10 hodin, pak její skutečná nebo skutečná kapacita odpovídá 40 A*h.

Další důležitou podmínkou pro správnou kontrolu kapacity baterie je okamžik, kdy je třeba baterii považovat za zcela vybitou. U 12voltových autobaterií tento okamžik odpovídá napětí na svorkách 10,5 V. Toto napětí je důležité zaznamenat při zátěži, tedy hned při kontrole kapacity a ne po již odbití zátěže. odstraněno. Pod tímto bodem je věnována zvláštní pozornost.

Pokud je vše teoreticky víceméně jasné, pak přejdeme k praxi.

Kontrola kapacity baterie pomocí speciálních testerů

Naštěstí pro automobilové nadšence jsou dávno pryč doby, kdy testery kapacity baterií stály nehorázné peníze a pro sebe si je kupovaly jen specializované dílny. Dnes si díky Číňanům může dovolit koupit tento druh zařízení každý. Cena se pohybuje ve velmi širokém rozmezí – doslova od 5 babek do nekonečna. Je jasné, že čím je zařízení dražší, tím je přesnější a spolehlivější. Ale vysoká přesnost není potřeba pro garážové podmínky.

Algoritmus pro použití zařízení pro měření kapacity baterie závisí na typu a modelu. Ale ve většině případů jsou docela jednoduché a s intuitivním ovládáním. Připojil jsem jej k předem nabité baterii, zvolil standardní nastavení a spustil program. Zařízení zatíží baterii požadovaným proudem, zaznamená jej a také vypočítá dobu testu. Nejdůležitější je, že i levné kapacitní testery automaticky odpojí zátěž a přestanou se vybíjet, když je dosaženo minimálního svorkového napětí.

Samostatně stojí za zmínku o hlubokém vybití, protože na internetu píší, že je to téměř 100% „zabití“ jakékoli moderní baterie. Ve skutečnosti hluboké vybití není tak děsivé, jak se zdá být. Škodí pouze v případech, kdy po úplném vybití baterie zůstane v tomto stavu delší dobu.

Pokud se ihned po vybití baterie dobije ze stacionární nabíječky, nestane se nic špatného. Vaše baterie neztratí minimálně 50 % své kapacity, jak slibují „specialisté z internetu“. Nejčastěji, pokud ihned po vybití následuje normální nabití, kapacita zůstává na stejné úrovni. Baterii „nezabije“ samotné hluboké vybití, ale dlouhá doba strávená ve vybitém stavu. To vede k tvorbě hustého nerozpustného síranu olovnatého na olověných deskách, což snižuje kapacitu.

Kontrola kapacity baterie pomocí žárovky a multimetru

Pro ty automobilové nadšence, kteří si nechtějí pořizovat speciální zařízení na kontrolu kapacity baterie, je tu takzvaná staromódní metoda. K jeho implementaci budete potřebovat pouze čtyři věci:

1. Stacionární nabíječka.
2. Multimetr
3. Hodiny.
4. Žárovka světlometu.

Podstatou měření kapacity pomocí těchto dostupných věcí je vybití plně nabité baterie žárovkou a zaznamenání doby vybití. Znáte-li průměrný proud, který žárovka spotřebovala během testu, a dobu, během níž se baterie vybila na nulu, můžete vypočítat skutečnou elektrickou kapacitu. Okamžitě stojí za zmínku, že přesnost této metody ponechává mnoho přání. Ale i tato přesnost bude stačit k posouzení stavu baterie po zakoupení nebo několika letech provozu.

Algoritmus kontroly kapacity je následující:

1. Odpojte baterii od palubní sítě vozidla. Chcete-li to provést, můžete jednoduše odstranit jeden terminál. I když je lepší vyndat obojí a vyndat baterii zpod kapoty, aby se s ní lépe pracovalo.
2. Nabijte baterii. Tato fáze do značné míry závisí na tom, jaký druh nabíječky je k dispozici. Pokud je to automatické, pak stačí počkat na dokončení programu. Pokud je nabíječka normální, s regulací napětí nebo proudu, pak bude konec nabíjení indikován nabíjecím proudem 0,1-0,3 A při napětí 14,40-14,50 V. Pokud je baterie provozuschopného typu, pak úroveň nabití lze posoudit podle hustoty elektrolytu, kde 1,25-1,27 je 100 %.
3. Vypočítejte vybíjecí proud. Chcete-li to provést, musíte se podívat na patici lampy a najít tam výkon ve wattech. Dále je třeba výkon vydělit napětím 12 V. Výsledná hodnota je průměrný proud, který vaše žárovka spotřebuje při procesu měření kapacity. Pokud je například žárovka 55 W, bude spotřebovávat průměrný proud I = 55 / 12 = 4,6 A. Vezměte prosím na vědomí, že žárovky světlometů mají dvě vlákna. Vybíjecí proud nelze vypočítat matematicky, ale jednoduše změřit druhým multimetrem, který jej připojí k otevřenému obvodu v příslušném režimu. Jeho hodnoty budou postupně klesat. Musíte pouze odhadnout průměrnou hodnotu.
4. Připojte multimetr k baterii. Je potřeba sledovat napětí na svorkách baterie. Musíte jej vybít pomocí žárovky, dokud hodnoty nedosáhnou 10,5 V, poté musí být zátěž vypnuta.
5. Nabijte baterii žárovkou. Zároveň zaznamenejte čas. V telefonu můžete používat stopky, i když vám postačí běžné hodinky. Běžná živá baterie se vybije za 15–20 hodin, takže přesnost až na minuty a sekundy není nutná.
6. Vybijte baterii na napětí 10,5 V. Toto napětí je uvedeno v GOST pro baterie. Je považován za bezpečný i pro moderní baterie a nemá nepříznivý vliv na zdroj. Ale to pouze za předpokladu, že ihned po testech se baterie normálně nabije ze stacionární nabíječky. Je důležité si tento okamžik nenechat ujít, protože přibližně do 11,00 voltů bude napětí klesat poměrně pomalu a poté za několik minut překročí spodní hranici 10,50 voltů a bude dále rychle klesat. Tomuto druhému je třeba se vyhnout, a to je možná největší nevýhoda této staromódní metody.
7. Kapacita sazby. K dispozici máte průměrný vybíjecí proud – například 4,6 A a dobu – řekněme 10 hodin. Tyto indikátory znamenají, že kapacita testované baterie je asi 46 Ah. Pokud je na štítku uvedeno 60 A*h, pak lze baterii stále používat, protože minimum pro takové modely je 36 A*h.

Ihned po dokončení testu kapacity nabijte baterii, aby nedošlo k vážnému sulfataci olověných desek. Pokud se ukáže, že baterie je „vybitá“ a rozhodnete se ji vyměnit, nemusíte ji již nabíjet. Vraťte ji do obchodu a získejte (i když čistě symbolickou) slevu na nákup nové baterie. Mimochodem, můžete si také ověřit její kapacitu, abyste se ujistili, že jste platili za skutečné ampérhodiny, a ne za ty napsané na štítku svítilny nebo za reklamu.

Výsledky

Kontrola kapacity baterie dnes není náročný úkol, což se ještě před pár lety nedalo říci. Trh je plný cenově dostupných zařízení, která vám to umožní bezpečně a přesně. Jako poslední možnost můžete použít staromódní metodu popsanou výše. Není to příliš přesné, ale pro určení potenciálně „vybité“ baterie se silnou sulfatací desek nebo zkratovaného bloku je to více než dostatečné.

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.

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.

• 19 února 2021 město
• 27553 zobrazení