Сколько «живет» батарея iphone, как считать циклы зарядки и когда пора менять аккумулятор

Содержание:

Расчет времени работы аккумулятора

Итак, как произвести расчет времени работы от аккумулятора?
Емкость АКБ частенько указывают в ампер-часах, ну или в мА·ч.
Вроде ничего сложного, ведь все есть, у вас скажем, батарея емкостью (C) 800 мА·ч часов и прибор с потребляемым током (I) в 100 мА·ч, значит, по формуле, он может обеспечивать работу этого девайса 8 часов. Так? Не совсем. Кол-во электрической энергии, которое можно извлечь из АКБ, зависит от тока разряда аккумулятора. То есть при довольно большом токе разряда батарея садится молниеносно и отдает мало энергии.

Это явление было замечено много лет назад, но первым, кто попытался учесть его количественно, был Пекерт (Peukert), который изменил формулу.
По Пекерту, время разрядки АКБ равно,
где n – экспонента Peukert.
Сp – емкость Peukert.
I – ток разряда.
Значение экспоненты Пекерта можно определить экспериментальным образом. Оно зависит от типа агрегата и даже от его выпуска. В основном, это значение лежит в диапазоне от 1.1 до 1.3.

Для некоторых АКБ изготовитель его указывает, но это случается нечасто. В основном можно заметить данные по емкости батареи для разного времени разряда. Этого в принципе хватит, чтобы узнать значение экспоненты Peukert самостоятельно. Вот вы и узнали, как рассчитать, на сколько хватит аккумулятора.

На сколько времени хватит аккумулятора для работы инвертора

Итак, как рассчитать, на сколько хватит аккумулятора? Теоретически, в каждой конкретной ситуации, время работы инвертора стоит подсчитывать отдельным образом, исходя из следующих факторов:

  • Емкости АКБ.
  • Состояния агрегата, уровня износа и заряда.
  • Условий эксплуатации.
  • Мощности подсоединяемых приборов и поглощаемой ими силы тока.
  • Типа нагрузки и объема.

Но даже если все учесть, точный подсчет времени функционирования инвертора сложно произвести. Расчет аккумулятора для инвертора без запуска двигателя по формулам часто бывает довольно неточным. В первую очередь, потому что, что линейного типа зависимость в падении напряжения АКБ до минимально допускаемых значений отсутствует.

Это все потому что в процессе функционирования инвертора на батарею влияет много важных факторов. Но, так или иначе, расчет по формуле вполне возможен.
Для примера и наглядности расчетов времени функционирования инвертора используем следующие данные:

  • Емкость АКБ 60 ампер-часов.
  • Питаемый девайс, ноутбук Леново G550.

Входного типа напряжение, у которого 19 Ватт, поглощаемая сила тока – 3.42 А,
мощность – 19х3.42 = 64.98 Ватт (округляем до 65).
Инвертор для авто чаще всего имеет КПД около 85%, получается если к нему подключена нагрузка 100. В, то от батареи он будет поглощать 115 В.
Вычисление времени функционирования выполняем по формуле T (час) = Ah (ампер-час) х V (вольт) х N (0.85) х K (коэффициент 0.5 или 0.25) / P (В), в которой:

  • T — время работы подсоединенного девайса в часах. Ah — емкость батареи машины в ампер-час. V — мин. напряжение в вольтах.
  • N — КПД инверторного устройства, берем значение в 85%, в формуле — 0.85.
  • K — макс. процент допустимой степени разряда батареи в зависимости от температурного режима воздуха: 0.5 или 0.25.
  • P — мощность подсоединенного к инвертору девайса в ваттах.

В результате получается: для теплых погодных условий: Т = 60х11.6х0.85х0.5/65 = 4.5 или четыре часа тридцать минут, для минусовой температуры: Т = 60х12х0.85х0.25/65 = 2.3 или два часа и восемнадцать минут.

Если у вас не получается выполнить расчет времени работы аккумулятора и вы не разбираетесь в формулах, воспользуйтесь помощником. Калькулятор сразу решит все ваши проблемы, главное, это правильно указать данные.

Для начала. Как работает аккумулятор в iPhone и MacBook?

Техника Apple оснащается литий-ионными (смартфоны и планшеты) и литий-полимерными (ноутбуки) аккумуляторами. Такие батареи не требуют специального обслуживания, не имеют эффекта памяти, постоянно готовы к эксплуатации, имеют минимальный саморазряд и быстро пополняют запас энергии.

Однако, эти типы аккумуляторов имеют несколько существенных недостатков: плохая устойчивость к полному разряду и избыточному заряду, потеря емкости с течением времени и в зависимости от количества циклов заряда-разряда.

Одним циклом заряда или разряда принято считать пополнение или израсходование 100% емкости батареи. Один цикл может соответствовать одной зарядке аккумулятора от 0 до 100% или нескольким подзарядкам, которые в сумме тоже дают 100%.

Цикл состоит из двух фаз: быстрой и компенсационной. Во время первой фазы батарея способна быстро пополнить до 80% заряда. Вторая фаза пополняет оставшиеся 20% заряда, но ведется слабым током, чтобы продлить срок службы батареи.

Кроме этого, разработчики из Купертино добавляют всевозможные программные фишки для оптимизации заряда. Так в iOS 13 добавлен специальный режим, при котором батарея будет заряжаться до 80%, а оставшиеся 20% аккумулятор будет пополнять ближе ко времени прогнозируемого отключения от блока питания.

Находится фишка по пути Настройки –> Аккумулятор –> Состояние аккумулятора и начинает работать через несколько дней после включения, когда система заметит привычные фазы зарядки. Так алгоритм убережет от быстрого износа батарею iPhone, который на всю ночь подключают к зарядному устройству.

Подобная фишка появилась и в macOS Catalina 10.15.5.

Ноутбуки с портом Type-С научатся отслеживать привычные циклы заряда и пополнять батарею лишь к окончанию данного цикла, а не держать аккумулятор на 100% зарядки всю ночь. Но это будет потом. Сейчас посмотрим, на что вообще рассчитаны батареи в гаджетах Apple.

Готовые таблицы значения времени резерва бесперебойников серии SKAT и TEPLOCOM

Таблица примерного времени резерва TEPLOCOM-300

Необходим один внешний аккумулятор напряжением 12 Вольт

Ёмкость, в Ач Мощность нагрузки, ВА
100 150 200 250 270
26 2ч 18мин 1ч 22мин 55мин 44мин 39мин
40 3ч 37мин 2ч 15мин 1ч 36мин 1ч 15мин 1ч 09мин
65 7ч 01мин 4ч 00мин 2ч 45мин 2ч 12мин 1ч 54мин
100 12ч 00мин 7ч 12мин 5ч 00мин 3ч 40мин 3ч 26мин

Таблица примерного времени резерва TEPLOCOM-1000

Необходимо два внешних аккумулятора напряжением 12 Вольт

Емкость АКБ, Ач Нагрузка, ВА
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
2х40 9,37 4,06 2,31 1,51 1,36 1,22 1,07 0,53 0,39 0,34
2х65 16,15 7,12 4,40 3,02 2,29 1,56 1,44 1,36 1,28 1,11
2х100 27,11 11,55 7,33 5,23 4,12 3,05 2,44 2,22 2,01 1,49
2х120 32,37 14,52 9,44 6,10 5,11 4,12 3,14 2,51 2,33 2,15
2х150 40,47 17,40 11,24 8,19 5,57 5,07 4,17 3,28 2,57 2,42
2х200 54,23 24,48 15,47 11,27 9,09 6,50 5,45 5,08 4,31 3,54

Таблица примерного времени резерва SKAT-UPS 3000 RACK

Необходимо 8 внешних аккумуляторов напряжением 12 Вольт

Емкость АКБ, Ач Нагрузка, ВА
500 1000 1500 2000 2500 3000
65 12ч 20мин 5ч 10мин 2ч 55мин 2ч 15мин 1ч 40мин 1ч 25мин
100 19ч 25мин 8ч 40мин 5ч 20мин 3ч 40мин 2ч 45мин 2ч 15мин
120 23ч 05мин 11ч 35мин 7ч 00мин 4ч 45мин 3ч 30мин 2ч 45мин
150 28ч 55мин 14ч 20мин 8ч 45мин 6ч 30мин 4ч 50мин 3ч 40мин
200 38ч 30мин 19ч 10мин 12ч 45мин 8ч 45мин 7ч 00мин 5ч 20мин

Линейка ИБП марок SKAT

иTEPLOCOM обеспечивает возможность организации надёжного бесперебойного питания потребителей различной ёмкости и назначения. Бесперебойники дают возможность организовать бесперебойное питание от маленького котла отопления или циркуляционного насоса до питания всего дома или офиса. Специализированные ИБП дают возможность организации бесперебойного питания особо важных объектов, таких как системы связи, коммуникационное оборудование, системы безопасности и контроля.

Что такое «цикл подзарядки», и почему это важно?

Один цикл – это когда вы разряжаете свой iPhone со 100% «в ноль». Это можно сделать как за один раз, так и за несколько. Пример: за день батарея разрядилась на 75%. Вы зарядили его до 100% и продолжили пользоваться. Один цикл подзарядки закончится тогда, когда вы израсходуете еще 25% заряда («вчерашние» 75% + «сегодняшние» 25%).

К чему это мы? У аккумулятора iPhone, естественно, есть ресурс. После 500 полных циклов подзарядки емкость батареи «яблочного» смартфона снизится на 15-20%. На практике, 500 циклов подзарядки – это 1,5-2 года работы смартфона. Примерно через 3-4 года емкость аккумулятора соответственно снизится на 50% от значения, которое было у iPhone из коробки. Вот тогда и есть смысл подумать о замене аккумулятора – ведь вы наверняка заметите, что ваш iPhone, к примеру, уже не «доживает» до вечера и подводит вас в самый нужный момент.

2) Формула Пекерта

T=Cp/I^ n

  • T – время в часах
  • Cp – емкость Пекерта (ёмкость АКБ при разряде током 1А)
  • I – ток разряда
  • n – экспонента Пекерта

Экспонента Пекерта иногда указывается в характеристиках АКБ, и рассчитывается она на основании данных C-рейтинга аккумулятора (емкость на разном времени разряда). Емкость Пекерта рассчитывается по формуле – Ср=R(C/R)^n (R – рейтинг в часах, соответствующий данной емкости, например, 10).

На базе этой формулы с учетом КПД инверторов и глубины разряда основаны наши калькуляторы. Они с высокой точностью рассчитывают время автономии как на коротких, так и на длинных разрядах.

Подбор ИБП по мощности и времени автономной работы

Алгоритм подбора модели ИБП состоит из описанных ниже этапов.

1. Определение суммарной мощности потребителей

Для начала необходимо определить, какие электроприборы вы будете напитывать от ИБП и какая у них потребляемая мощность

При этом важно не забыть о величине пусковых токов нагрузки. Их значение может в несколько раз отличаться от номинального

Информацию о величине потребляемой мощности и пусковых токах можно узнать в техпаспорте изделия или у производителя электроприбора. Определив максимальную суммарную мощность нагрузки в Вт, необходимо подобрать ИБП по активной выходной мощности, которая должна быть больше рассчитанного значения примерно на 20-30%.

2. Выбор типа конструктива ИБП

Как правило, модели ИБП могут иметь следующие форм-факторы:

  • настенный;
  • напольный;
  • рэковый – для размещения в 19-дюймовые стойки;
  • универсальный – могут устанавливаться как напольно, та и в стойку.

Выбор типа конструктива зависит от того, где вам необходимо разместить устройство, чтобы обеспечить надежное подключение ИБП к сети и нагрузке.

3. Определение требуемого времени автономной работы ИБП

Чтобы определить необходимое время автономного питания нагрузки от ИБП, необходимо учесть длительность и периодичность отключений электроэнергии в сети и наличие устройств резервного питания. Существует два варианта ситуаций:

  • в вашей электросети случаются незначительные по времени отключения электроэнергии или для питания нагрузки в период отсутствия электричества вы используете генератор. В этом случае вам стоит искать решение с небольшим временем автотомии – не более 5-10 минут.
  • в вашей электросети случаются отключения электричества на более длительное время и при этом в качестве источника резервного питания вы не используете генератор. В этом случае вам потребуется ИБП с большим временем автотомии (точное значение зависит от максимального периода пропадания электричества).

В зависимости от типа ситуации, потребуется выбрать один их двух вариантов ИБП:

  • если требуемое время автономной работы ИБП не более 5-10 минут, то вам подойдут модели ИБП со встроенными АБ, которые обеспечат бесперебойный переход на работу от генератора или будут надежно защищать от коротких пропаданий сетевого напряжения. Такие устройства в желаемом типе конструктива легко самостоятельно подобрать на сайте продавца или производителя, зная максимальную потребляемую мощность нагрузки.
  • если требуемое время автономной работы более 10 минут, то стоит рассмотреть модели ИБП без встроенных АБ, но с возможностью подключения внешних батарей. Такие устройства более сложны в подборе, поэтому для решения этой задачи вы можете обратиться к консультантам производителя или продавца. Если же вы хотите самостоятельно подобрать внешние батареи, то ниже мы приводим простой алгоритм подбора.

Калькулятор расчета времени разряда аккумулятора

Какое время разряда аккумулятора — это интересует многих автовладельцев. Особенно если с утра обнаружилось, что забыл выключить свет, а при попытках запуска двигателя выясняется – батарея полностью посажена. Вот тогда-то и возникает вопрос: «могла ли лампочка освещения салона или габаритного света посадить аккумулятор или это какая-то неисправность?». Забегая наперед, ответ однозначный – конечно могла, особенно если это зима и у АКБ не было 100% заряда.

Чтобы не завестись буквально через день, достаточно всего лишь иметь утечку тока 100 и более миллиампер, что уж и говорить об источнике потребление в 400-700 мА. Убедится в этом можно подсчитав номинальное время разряда аккумулятора автомобиля. Формула расчета имеет такой вид:

T=Ёмкость (АКб) / Ток потребителя

Наш онлайн калькулятор позволит рассчитать на сколько хватит аккумулятора при включенном источнике потребления тока, когда вы его случайно забыли или намеренно оставили работать. Расчет будет произведен с учётом номинальной ёмкости аккумулятора, мощности потребителя и естественной утечке тока в состоянии покоя.

При малых токах потребления, емкий аккумулятор может обеспечить большее время работы. Естественно, чем больше емкость аккумулятора, тем больше время работы, но и заряжать генератору тогда придется дольше. А значит, поездка на короткую дистанцию не позволит ему быстро восстановится. В зимнее время это может привести к отказу запуска двигателя стартером.

Время разряда аккумулятора

Как посчитать время разряда аккумулятора можно понять разобрав конкретный пример. Допустим, в бортовой сети автомобиля включен потребитель мощностью 120 Ватт. По закону Ома можно подсчитать, что в час он высасывает из аккумулятора 10А. То-есть, если в машине стоит батарея на 55 Ач, то полный её разряд наступит не более чем через 5,5 часов. Но это лишь приблизительное вычисление, так как есть еще другие факторы, которые будут влиять на потребление тока. Заметим, что для того, чтобы машина не завелась, достаточно 15-25% остатка, а это часа 4.

Таблица времени разряда батареи при минимальном потреблении:

Процент разряженности (%) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Время разряда (ч)* 7 14 20 26 32 39 45 52 58 64

*Для расчета были взяты минимальные значения утечки тока в 20 мА и мощность автомобильной лампы 10W от АКБ емкостью 55Ah.

Те данные о 20 часах работы аккумулятора, что указаны на его этикетке, заложены в расчете на ток равный 0,05 от ее емкости.

Допустимый разряд аккумулятора

Допустимый разряд автомобильного аккумулятора до 30% от первоначальной емкости (напряжение не ниже 11,8В). Заметьте, что при таком уровне можно запустить двигатель лишь при плюсовой температуре. В зимнее время не допускайте даже 50% процентной разряженности (12,1V).

Как пользоваться калькулятором расчета времени разряда

Используя элементарную формулу, можно посчитать на сколько хватит аккумулятора и на обычном калькуляторе, но нужно знать точное значение мощности потребления, а также добавить к нему утечку. Поэтому, куда быстрее можно узнать время разряда аккумулятора в зависимости от тока нагрузки, отметив галочками нужные потребители. Для подсчета нужно:

  1. В поле «Емкость АКБ» указать номинал батареи.
  2. В ячейке «Утечка тока», можно указать как среднестатистическую – 25-35 мА, так и проверив мультиметром. Чтобы посчитать допустимое значение, воспользуйтесь онлайн-калькулятором. Который, в зависимости от того, какие у вас имеются потребители – покажет предполагаемое нормальное значение утечки в состоянии покоя.
  3. Отметьте галочками (выберите из списка) необходимые потребители, включение которых повлекло разряд (или есть потребность посчитать время работы АКБ). Мощность ламп рассчитана на стандартный номинал.
  4. В поле «Мощность потребителя» цифра будет меняться в зависимости от выбранных источников. Либо можно ввести самостоятельно известное число в ваттах либо силе тока – амперах.
  5. По нажатию кнопки «Рассчитать» вы получите результат времени в часах.

Для справки, какую мощность имеет тот или иной потребитель, можно взять данные из таблицы.

Таблица потребителей тока в автомобиле

Потребитель Мощность (Вт) Требуемый ток (А)
Передние габариты 5 x2 1-2
Фары дальнего/ближнего света 55 x2 7-10
ПТФ 55 x2 7-10
Задняя противотуманная лампа 21 x2 2–3,5
Стояночные огни 5 x2 1-2
Задние габариты 5 x2 1-2
Подсветка номера 2 0,17
Стоп-сигнал 5 x2 1-2
Аудиосистема 5-25 0,5-2
Стеклоочистители 60 5
Обогрев стекла 120 5-10
Подогрев сидений 85-160 7-14
Вентилятор печки 80-200 6-16
Автономный отопитель 60-120 5-10
Система зажигания 20 2-4
Управление двигателем (ЭБУ) 10 1-2

Еще больше полезных советов в удобном формате

Методы расчета времени работы

Экспонента Пекерта

Для того, чтобы рассчитать время работы АКБ, стоит воспользоваться формулой Пекерта:

В формуле используются следующие обозначения величин:

  1. Т – временной промежуток, ч.
  2. С – коэффициент, вычисленный Пекертом, который обозначает емкость батареи при разряжении током величиной в 1А.
  3. I – ток, при котором совершается разряд.
  4. N – Экспонента Пекерта.

Экспонента в некоторых случаях сразу же указывается в документации или характеристиках аккумулятора. Она рассчитывается на основе данных с-рейтинга АКБ, т.е. емкости в разных временных промежутках разряда. Коэффициент Пекерта можно рассчитать самостоятельно по формуле:

Здесь R обозначает часовой рейтинг присущий емкости.

Формула Пекерта помогает максимально точно рассчитать время работы автономного источника питания.

Простая формула

Чтобы рассчитать, насколько хватит аккумулятора, можно использовать следующую формулу:

В ней используются следующие обозначения:

  1. Е – емкость используемого АКБ, А*ч.
  2. U – напряжение.
  3. Р – мощность нагрузки, Ватт.

Данная формула сильно упрощена. Ее можно использовать, чтобы быстро рассчитать примерное время (5-15 часов разряда) того, сколько будет работать источник. В этом уравнении нет поправок на снижение отдачи энергии батареи во время короткого разряда и увеличение этого же показателя на длительных периодах. Также здесь не учтены коэффициенты, которые позволяют дать максимально точные данные.

В случае с простым способом расчёта есть и более совершенная формула:

В ней используются такие обозначения, как:

  1. Т – время, на протяжении которого может работать источник питания, ч.
  2. U – Напряжение АКБ, Ватт.
  3. С – емкость аккумулятора, А*ч.
  4. К – количество используемых батарей для питания.
  5. H – Коэффициент полезного действия, применимый к преобразователю. Его показатели равняются 0.75-0.9, и довольно часто изменяются, так как показатель зависит от нагрузки.
  6. К1 – коэффициент задающий глубину разряда источника 0.8-0.9. Рекомендуется использовать меньшее значение (т.е. 80%).
  7. К2 – показатель доступной емкости.
  8. Р – мощность от нагрузки.

Такая формула позволяет посчитать более точное время работы автономного источника питания, но для более длительных разрядов от 60 минут. На непродолжительном разряде полученные данные будут сильно разниться с реальными показателями из-за наличия нелинейной функции разрядов в кислотно-свинцовых батареях.

Расчет по таблицам из спецификаций АКБ

Способ расчета времени работы аккумулятора по таблицам из спецификаций батарей позволяет получить точные результаты. Этот метод выяснения времени, сколько может работать АКБ делится на три этапа.

Вычисление полной мощности аккумулятора, от потребляемой мощности нагрузки на АКБ

В формуле применяются такие обозначения, как:

  • Р1 – мощность, кВт;
  • Соs(φ) – характеристика на коэффициент мощности;
  • К – степень прилагаемой нагрузки ИБП;
  • КПД инвертора.

Например, если взять ИБП мощностью в 120 кВт, который работает при нагрузке в 70%. А коэффициент мощности в 0.8, то получится следующий расчёт:

Именно такая нагрузка и пойдёт на ИБП при питании источника устройства от аккумулятора.

Расчеты нагрузки только на один АКБ

На этом этапе важно перерассчитать нагрузку именно на одну батарею. Потому что обычно в больших источниках бесперебойного питания используются несколько батарей, соединенных последовательно. Количество АКБ может варьироваться до 40 штук

Количество АКБ может варьироваться до 40 штук.

Формула для вычисления нагрузки на одну батарею при условии, что в цепочке 40 штук выглядит так:

Достаточно просто разделить предыдущий результат на количество элементов в цепи. Также в дата-листах АКБ указывают мощность только на один элемент, которых, как правило, 6 штук в 12В батареях. Из этого следует, что нагрузка примет такое значение:

Где Рэл – это мощность одного элемента.

Базовой характеристикой каждой батареи считается ее энергоподача. Этот показатель указывает на количество выдаваемой мощности АКБ в определенный временной промежуток. В характеристических таблицах ориентиры идут на глубину разряда. Таблицы выглядят следующим образом:

Для примера были взяты две таблицы аккумулятора Дельта из двух серий. В ходе вычисления была выявлена нагрузка в 298Вт. По таблицам видно, что первый источник выдержит нагрузку почти 14 минут, а второй — 16. Очевидно, что выбор лучше делать на второй аккумулятор.

Самые точные показатели дает проверка проведением реальных разрядов. Но эта процедура очень длительная. Также не стоит забывать, что АКБ приобретает максимальную ёмкость только на 10 цикле заряд-разряд.

Пример подбора аккумуляторных батарей для автономного питания газового котла

Необходимо обеспечить бесперебойное питание газового котла и циркуляционного насоса, установленных в частном доме.

  • максимальная потребляемая мощность нагрузки составляет 600 Вт (P нагрузки = 600 Вт);
  • требуется 3 часа автономной работы электроприборов (Т автономии = 3 часа);
  • предполагается разместить ИБП на стене рядом с газовым котлом.

В качестве ИБП для решения нашей задачи выберем настенную модель «Штиль» SW1000L с выходной мощностью 900 Вт, без встроенных батарей, но с поддержкой подключения внешних.

Расчет внешних аккумуляторных батарей для ИБП SW1000L будет происходить в следующей последовательности:

1) Рассчитаем необходимое количество внешних АБ (у данной модели номинальное напряжение внешних АБ составляет 36 В): N батарей = 36 В / 12 В. Таким образом, расчет показал, что потребуется 3 аккумуляторные батареи.

2) Выясним отдаваемую мощность каждой ячейки батареи (у данной модели КПД инвертора при работе от батарей составляет 86%): P ячейки = 600 / 18 х 0,86. Необходимая мощность ячейки аккумуляторной батареи составляет 38,7 Вт.

3) Подберём необходимую модель АБ, зная все необходимые параметры:

  • время автономной работы – 3 часа;
  • конечная точка разряда ячейки батареи – 1,75 В/эл-т;
  • мощность каждой ячейки батареи – 38,7 Вт.

В качестве примера воспользуемся моделями аккумуляторных батарей компании Энергон. Зайдем на сайт производителя и выберем необходимую батарею. Из всего ассортимента изделий нам подойдет серия Delta DTM L, которая используется для питания требовательных электрических приборов – насосов и котлов систем отопления.

Для нашего случая батарея Delta DTM 1290 L с отдаваемой мощностью ячейки 44.2 Вт является оптимальным вариантом.

4) Определим, куда будем устанавливать батареи. Для размещения выбранных батарей потребуется напольный батарейный стеллаж, например, стеллаж BS-01 от производителя «Штиль», который позволяет установить как раз до трех батарей емкостью 90 Ач.

В итоге для обеспечения бесперебойного питания газового котла и циркуляционного насоса с суммарной потребляемой мощностью 600 Вт мы подобрали:

  • ИБП SW1000L с выходной мощностью 900 Вт;
  • три аккумуляторных батареи Delta DTM 1290 L 90 Ач;
  • батарейный стеллаж BS-01.

Какие факторы влияют на срок годности автомобильного аккумулятора?

Девушка столкнулась с проблемой разряда АКБ прямо на дороге

Хотите узнать, какой средний ресурс работы автомобильной батареи и сколько она может проработать? На это влияет множество внешних факторов, о которых должен знать каждый автолюбитель. В среднем срок службы АКБ должен составлять не менее 3.5 лет. Это время аккумуляторная батарея любого производства и года выпуска должна продержаться на любом авто, разумеется, если она не находится в полностью разряженном состоянии и не тратит много энергии. Вернее, больше энергии, чем она должна тратить.

Основные устройства, которые потребляют большое количество энергии, это:

  • мультимедиа система, а также всевозможные электронные устройства;
  • механизмы для открытия дверей, безопасности автомобилиста;
  • система климат контроля;
  • бортовой компьютер.

Все эти элементы влияют на срок службы аккумулятора, поскольку питаются от него, даже в то время, когда транспортное средство стоит на стоянке. Более того, если в работе электрооборудования имеются нерабочие устройства и приборы, батарея будет постоянно находиться в разряженном состоянии

Как правило, наши водители редко обращают внимание на это, обычно переполох начинается тогда, когда из-за АКБ не получается завести двигатель. Поэтому если вы не планируете какое-то время использовать машину, лучше будет отключить клемму от батареи. Разнообразие аккумуляторов

Разнообразие аккумуляторов

Также следует учитывать, что срок службы аккумулятора автомобиля во многом зависит от погодных условий. Когда на улице мороз, эффективность устройства значительно падает, поскольку электролиты в нем становятся вязкими, в результате чего сопротивление движения заряда растет.

В итоге, вне зависимости от года выпуска и правильности эксплуатации, срок жизни и годности уменьшается из-за:

  • деформации корпуса АКБ;
  • понижения показателя емкости;
  • замерзания электролита;
  • периодическое размораживание электродов.

В том случае, если транспортное средство регулярно используется в условиях высоких температур, это также повлияет на ресурс работы и годности АКБ вне зависимости от года выпуска.

Более того, срок службы автомобильного аккумулятора не только снижается, но устройство может и вовсе выйти из строя в результате:

  • перезарядки девайса;
  • возможного саморазряда;
  • образования коррозии;
  • слишком высокого испарения влаги (автор видео — HotSEM).

Разумеется, одним из основных компонентов электрической системы любого автомобиля является генератор, поэтому на срок службы батареи он также влияет. Независимо от того, какова дата и какой год выпуска и сколько АКБ лет. Если заряд очень низкий, то в устройстве АКБ происходит сульфатация пластин, также снижению срока годности способствует реле регулятора, из-за поломки которого в бортовой сети появляется повышенное напряжение. Если из-за высокого напряжения произойдет перегрев банок, то это может стать причиной выкипания электролита.

Не стоит забывать и о вибрациях. Срок годности вне зависимости от даты и года выпуска и того, сколько батарее лет, снижается при постоянных вибрациях в системе. Из-за вибраций происходит разрушение обмазки пластин, иногда на АКБ могут проявиться трещины, а это, в свою очередь, полностью убивает девайс.

Если при движении транспортного средства проявляются вибрации, от них необходимо как можно быстрее избавиться, ведь они способствуют:

  • скачкам напряжения в бортовой сети;
  • появлению короткого замыкания;
  • сульфатации АКБ.

Немаловажным моментом является способ езды на машине. Как правило, если транспортное средство используется только по городу, то ресурс эксплуатации будет более низким, чем у машины, большее время передвигающейся по трассе. Все потому, что в городском режиме во время эксплуатации машины двигатель запускается значительно чаще, а поездки обычно не долгие, соответственно, батарея просто не успевает восстановить емкость. Особенно недозаряженность устройства часто проявляется в зимнее время года, ведь кроме частых запусков двигателя, восстановить емкость девайса не позволяют постоянно используемые световые приборы.

Зарядка батареи с помощью ЗУ

3) Расчет по таблицам из спецификаций АКБ

Профессионально и точно можно рассчитать время автономии используя разрядные таблицы аккумуляторов. Опишем алгоритм по шагам:

Шаг 1. Расчет полной мощности в мощность нагрузки на аккумуляторы

Ракб= (Pнагр*cos(φ)*Кнагр)/КПДинв

  • Pнагр – мощность в кВа
  • cos(φ) – характеристика коэффициент мощности (характеристика нагрузки)
  • Кнагр – степень загрузки ИБП
  • КПДинв – коэффициент полезного действия инвертора

Для примера возьмем ИБП мощностью 120кВа работающий на нагрузке 70% с коэффициентом мощности 0.8:

Ракб= (120000*0,8*0,7)/0,94=71 489Вт — именно эта нагрузка ляжет на весь аккумуляторный банк при питании ИБП от АКБ.

Шаг 2. Расчет нагрузки на один аккумулятор

Пересчитаем нагрузку на один АКБ. Как правило, в крупных ИБП аккумуляторы соединяются последовательно кол-вом 32-40шт. Для расчета нагрузки на на одну батарею при 40АКБ:

71 489Вт/40=1 788Вт.

В дата-листе аккумуляторов как правило указывается мощность на элемент (Pэл), которых 6шт. в 12В АКБ. Следовательно:

Pэл = 1788/6 = 298Вт.

Шаг 3. Изучение разрядных таблиц батарей и подбор.

В статье Как правильно выбрать аккумулятор для ИБП мы рассматривали подвиды аккумуляторов в разрезе различного целевого использования. Одна из базовых характеристик – это энергоотдача, т.е. сколько способен отдать мощности АКБ за определенное время.

Давайте посмотрим разрядные таблицы 100Ач аккумуляторов Delta двух различных серий.

Delta DTM 12100 l:

Delta HRL 12100:

Напомним, что наша нагрузка на элемент 298Вт. Глубина разряда – 10,8В или 1,80В на элемент. Таким образом, из данных таблиц, можно сделать вывод, что DTM 12100 l продержит нагрузку около 13,8 минут (можно считать пропорционально, искажения минимальны), Delta HRL 12100 – 16,3 мин. разница порядка 15%. Кстати, разница в цене приблизительно аналогична.

Формула

Чтобы не ходить вокруг да около, существует универсальная формула, позволяющая осуществить расчет времени работы ИБП с питанием от АКБ:

T = C ×V × η / P , где:

  • C — суммарная емкость АКБ ИБП в Ач (есть в паспорте);
  • V — напряжение одного аккумулятора в В (есть в паспорте);
  • η — КПД инвертора ИБП (в расчёте примеров используется КПД = 0.92Б который указывается в ТТХ ИБП);
  • P — средняя мощность подключенной к ИБП установки в Вт.

КПД инвертора и напряжение одного аккумулятора — это известные значения. Нужно определить суммарную емкость и среднюю мощность.

С=Uач×(Kin+Kout), где:

  • Uач — емкость аккумуляторной батареи;
  • Kin — количество встроенных АКБ в ИБП;
  • Kout — количество внешних АКБ, подключенных единым блоком к ИБП, с теми же характеристиками ёмкости.

Средняя мощность рассчитывается исходя из потребленной энергии за определённый период. Обычно, она указывается производителем устройства, но если это комплекс, то лучше провести расчеты самостоятельно. Вот несколько примеров:

  1. Мощность блока питания 750 Вт, а реальное потребление 250 Вт (ЦП — 80 Вт, Видеокарта — 150 Вт, HDD — 10 Вт, материнка + остальное 10 Вт).
  2. Заявленная мощность компрессора 180 Вт, но он активируется каждые 8 мин с периодом работы 3 мин. В таком случае средняя мощность равна 180/8×3=67.5 Вт.
  3. При заявленной годовой потребляемой мощности производителем в кВт/ч, для расчета нужно ее делить на 12. Например, указано 370 кВт×час за год. P=370×1000/365/24=42.23 Вт.

После определения всех параметров можно подставлять значения. Например, ИБП оснащен 2 батареями по 7 Ач и напряжением 12 В. К бесперебойнику подсоединен внешний блок на 8 батарей с аналогичной емкостью. С=7×(2+8)=70 Ач.

Расчет автономной работы ИБП для данного бесперебойника, который подключен к компьютеру с нагрузкой в 250 Вт:

T = 70 Ач × 12 В × 0.92/ 250 = 3.0912 = 3 часа 5 минут 28 секунд.

Получается, что расчетный ИБП с АКБ может заменить городскую сеть электропитания при реальной нагрузке компьютера 250 Вт чуть более чем на 3 часа.

В реальности, такой мощности компьютеру не нужно. Чтобы завершить все процессы и выключиться, ему максимум понадобится 5–7 минут. А вот источник бесперебойного питания для холодильника должен иметь возможность поддерживать питание прибора в течение длительного срока и в этом случае, при определении времени работы, важную роль играет размер выделяемого бюджета.

Что представляет собой аккумулятор электромобиля

Как энергия поступает в литий-ионный аккумулятор и выходит из него. VectorMine/Getty Images.

Основным типом аккумулятора в электромобилях является литий-ионный аккумулятор. Литий-ионные аккумуляторы произвели революцию в портативных технологиях, поскольку они легкие и «энергоемкие» – это означает, что они могут переносить гораздо больше энергии на массу, чем другие типы аккумуляторов. Это сделало их достаточно легкими, чтобы сделать возможным электрифицированный транспорт. С увеличением экономии от масштаба, цены литий-ионных аккумуляторов упали на 97% с 1991 года и по-прежнему продолжают снижаться. Поскольку аккумулятор на сегодняшний день является самым дорогим компонентом электромобиля, эксперты прогнозируют, что рекомендованная цена электромобиля будет конкурентоспособной по стоимости с сопоставимыми бензиновыми автомобилями в ближайшие два-три года. ()

Аккумулятор электромобиля – это набор отдельных аккумуляторных ячеек, каждая размером с батарею AA. Они связаны друг с другом физически и электронно со схемами и программным обеспечением для регулирования зарядки и разрядки энергии. Аккумуляторная батарея может состоять из 96 отдельных ячеек, сгруппированных в восемь модулей по 12 ячеек в каждом.

Литий третий по легкости элемент в периодической таблице после водорода и гелия. У него есть три электрона, вращающихся вокруг трех протонов, два электрона на его внутренней оболочке и один на внешней оболочке. Этот один внешний электрон, связанный с ядром электромагнитной силой, может быть сбит более сильной электромагнитной силой, которая создает ион лития с положительным зарядом (поскольку электроны заряжены отрицательно). Поток этих ионов создает электрический заряд.

Литий-ионный аккумулятор хранит ионы лития в отдельных частях батареи, называемых анодами и катодами. Раствор, называемый электролитом, переносит положительно заряженные ионы от анода к катоду, создавая электрический заряд, который проходит через положительный конец батареи и попадает в цепи ноутбука, телефона или, в данном случае, двигателя транспортного средства, а затем обратно к отрицательной части АКБ. Когда автомобиль подключен к электросети, поток электронов движется в другом направлении от катода к аноду, заряжая аккумулятор.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector