Глава 7
МЕТОДЫ РАЗРЯДА АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ
примерно рассчитать время работы нагрузки, если емкость разделить на ток:
Назначение аккумуляторной батареи — накапливать энергию, для того чтобы затем отдавать ее в нагрузку в течение определенного времени и в определенном количестве. С одной стороны от нее требуется накапливать как можно больше энергии, а с другой обеспечить ее отдачу в нагрузку в том количестве, которое необходимо. И еще одним требованием к ней является способность сохранять энергию без существенных потерь как можно дольше в том случае, если нагрузка отключена.
В этой главе будут рассмотрены вопросы о том, как различные методы разряда аккумуляторных батарей влияют на обеспечение нагрузки электроэнергией, каковы требования к нагрузочным характеристикам различных устройств, для питания которых используются аккумуляторные батареи.
7.1. Зависимость тока разряда от емкости батареи
Токи заряда и разряда любой аккумуляторной батареи измеряются относительно ее емкости С. При этом емкость полностью заряженной батареи принимается равной 1 или, как обычно ее обозначают, 1С. Если говорят о том, что ток разряда батареи равен 1С, то это означает его численное равенство заявленной производителем номинальной емкости батареи. Например, если емкость батареи равна 1 Ач, то ток разряда, соответствующий значению 1С, составит 1 А. Если же ток разряда соответствует 0,5С, то для данной батареи он составит 0,5 А.
По существу, термин «емкость аккумулятора» означает величину тока разряда, при котором полностью заряженная аккумуляторная батарея разрядится до напряжения конца разряда за 1 ч. Поэтому, зная емкость аккумулятора и ток нагрузки можно
Емкость батареи обычно определяют при помощи анализатора батарей, который отображает ее значение в процентах. Например, если батарея емкостью 1000 мАч разряжается током 1000 мА за 1 ч, то ее емкость равна 100 %, а если при том же токе нагрузки она разрядится за 30 мин, ее емкость составит, соответственно, 50 %. Иногда при измерении емкости новых батарей она составляет более 100 %, и это нормально. Такое случается, когда производитель искусственно занижает паспортную емкость. Ну, а потребитель от этого не в убытке!
Разряжая батарею при помощи анализатора, который позволяет устанавливать различные значения тока разряда, можно заметить, что его показания выше при токе разряда меньшей величины. При разряде батареи емкостью 1000 мАч током 2С (или 2000 мА) анализатор через ,30 мин. покажет значение полной емкости. Теоретически, при ее разряде меньшим током, т. е. при более длительном разряде, его показания меняться не должны. Однако если ту же батарею разряжать током 0,5С в течение 2 ч, анализатор покажет, что ее емкость составляет 103 %. Это происходит из-за различной скорости протекания химических процессов в батарее при различных токах нагрузки.
Различие в показаниях анализатора при различных токах нагрузки сильно зависит от величины внутреннего сопротивления батареи. Для новых батарей с хорошей нагрузочной характеристикой и малым внутренним сопротивлением такое различие составит всего лишь несколько процентов, а для старых с высоким внутренним сопротивлением — ±10 % и более.
Существует всего один тип батарей, емкость которых не измеряется при токе разряда, равном 1С. Это свинцово-кислотные батареи. Для определения их емкости производители рекомендуют разряд током 0,05С в течение 20 ч. При таком медленном разряде точно определить емкость батареи довольно трудно. Если же определять емкость свинцово-кислотной батареи при токе разряда 0,2С в течение 5 ч, то показания анализатора будут более низкими, чем в первом случае. Чтобы как-то привести в
124
Методы разряда аккумуляторных батарей
Методы разряда аккумуляторных батарей
125
порядок
возможные разночтения емкости,
производители сами определяют
пределы ее возможных отклонений.
Литий-ионные и литий-полимерные батареи имеют встроенную защиту от сильных токов разряда. В зависимости от типа батареи, верхний предел тока разряда определяется на уровне 1С или 2С. Из-за наличия защиты литий-ионные батареи не используют для питания медицинского оборудования, электроинструмента и мощных радиостанций, — для их питания применяют старые добрые никель-кадмиевые аккумуляторные батареи.