Как рассчитать время зарядки Li Ion аккумулятора

Сколько времени заряжать аккумуляторные батарейки

Невозможно правильно зарядить аккумуляторные источники тока, не понимая, как рассчитывается время заряда.

И сделать это можно двумя путями:

1. Воспользовавшись нашим онлайн-калькулятором.
2. Произвести самостоятельный расчет, воспользовавшись формулой.

Сколько времени заряжать аккумуляторные батарейки

Продолжительность подзарядки можно определить путем деления емкости батарейки на ток зарядного устройства. При этом важно учесть коэффициенты преобразования электроэнергии в тепло, коэффициенты рассеивания энергии, принимающие значения от 1,2 до 1,6.

Коэффициент заряда можно брать из расчета соотношения тока заряда к емкости аккумулятора. Чем больше эта разница, тем больший коэффициент следует использовать.

Примечание: аналогичным образом работает online-калькулятор «сколько времени заряжать аккумуляторные батарейки», расположенный выше данной статьи нашего сайта батарейку.рф.

Особенности формулы

время заряда = (емкость аккумулятора / ток зарядки) * коэффициент

целесообразна при выполнении следующих условий:

1. Продолжительность заряда батарей находится в пределах 4-20 часов, не более и не менее того.

Если время зарядки меньше 4 часов: полноценное зарядное устройство, подающее аналогичные токи, обязано автоматически прекратить подачу электротока. После этого аккумулятор можно извлечь и использовать.

Если время зарядки больше 20 часов: нет смысла беспокоиться о вреде для батареек. Столь малые зарядные токи не причинят вреда аккумуляторам.

Более того, в маломощных зарядных устройствах батарейка может находиться практически целую неделю! (6-7 полных суток без видимого ущерба для аккумулятора).

2. Емкость аккумуляторной батарейки — указана на упаковке, на корпусе, в прилагаемой документации, в инструкции, на корпусе элемента питания. Единицы измерения — mAh (миллиампер-часы, ампер-часы).

3. Ток зарядки — указан на корпусе, в инструкции, в документации, выставляется в ручном режиме, отражается на дисплее (если есть) зарядного устройства. Единицы измерения — mA (миллиамперы, амперы).

Примеры определения времени

Дано:
Емкость аккумуляторной батарейки — 1000 мАч
Ток зарядного устройства — 150 мАч
Коэффициент — 1,2-1,6 (1,4 средний)
Время зарядки – (1000/150)*1,4 = 9,3 часов (9 часов 15-20 минут).

Это и будет СРЕДНЕЕ время зарядки, т.к. мы брали средний коэффициент — 1,4 (аналогичное значение стоит в онлайн-калькуляторе)!

При этом скорость дозарядки аккумулятора может изменяться в зависимости от:

  • температуры;
  • химического состава батарей;
  • начального заряда, хранящегося в аккумуляторе.

Число циклов

Стоит помнить, что при каждой подзарядке аккумуляторной батарейки ухудшается ее рабочий ресурс. Так, для никель-кадмиевых аккумуляторов допускается не более 1000-1500 циклов «разряд/зарядов».

Для современных элементов питания эту цифру пытаются повысить, доводя ее до 4000 циклов.

И если новенькая аккумуляторная батарейка прошла 3-4 раза полный «тренировочный» курс, то считают, что она вышла на рабочие характеристики, которые будут сохраняться на протяжении всего срока эксплуатации.

О том, как правильно использовать батарейки-аккумуляторы, о мерах предосторожности и прочих хитростях можно узнать:

  • в технической документации;
  • в инструкции по эксплуатации;
  • в статьях нашего сайта.

Время жизни среднестатистической аккумуляторной батарейки составляет 3 года.

Как рассчитать время зарядки и разрядки аккумулятора?

Как рассчитать приблизительное время зарядки и разрядки аккумулятора? Есть ли какое-либо уравнение для этой цели? Если да, то, пожалуйста, предоставьте мне.

Время разряда – это, в основном, значение Ач или мАч, деленное на ток.

Итак, для батареи 2200 мАч с нагрузкой, которая потребляет 300 мА, у вас есть:

2.2 0.3 = 7.3 h o u r s ‘ role=”presentation”> 2.2 0.3 = 7.3 h o u r s *

Время зарядки зависит от химического состава батареи и тока зарядки.

Например, для NiMh это обычно составляет 10% от значения Ah в течение 10 часов.

Другие химические препараты, такие как Li-Ion, будут другими.

* 2200mAh равно 2.2Ah. 300 мА соответствует 0,3 А

Зарядка аккумулятора: Пример: возьмите аккумулятор 100 Ач. Если приложенный ток составляет 10 ампер, то он будет приблизительно 100Ah / 10A = 10 часов. Это обычный расчет.

Разрядка: Пример: батарея AH X напряжение батареи / приложенная нагрузка. Скажем, 100 AH X 12 В / 100 Вт = 12 часов (с потерей 40% при макс. = 12 x 40/100 = 4,8 часа) Конечно, резервное копирование будет длиться до 4,8 часов.

Скорость разряда достаточно хорошо освещена здесь.

LiIon / LiPo имеют почти 100 токовую эффективность зарядки, но эффективность зарядки энергии зависит от скорости зарядки. H = Более высокие скорости заряда имеют более низкую энергоэффективность, так как резистивные потери увеличиваются к концу зарядки.

Ниже LiIon и LiPo являются взаимозаменяемыми в этом контексте.

Основная причина добавления ответа на вопрос от 3 лет заключается в том, что:

LiIon / LiPo не следует заряжать по указанным выше спецификациям производителей. Обычно это C / 1, иногда C / 2 и очень редко 2C. Обычно C / 1 безопасен.

Закон Пейкерта дает вам емкость батареи с точки зрения скорости разряда. Чем ниже скорость разряда, тем выше емкость. По мере увеличения скорости разряда (нагрузки) емкость аккумулятора уменьшается.

Это означает, что если вы разрядитесь при слабом токе, батарея даст вам большую емкость или большую разрядку. Для зарядки рассчитайте разрядку А-ч плюс 20% разрядки А-ч, если это гелевый аккумулятор. В результате вы получаете полный Ач, чтобы полностью пополнить его.

В идеальном / теоретическом случае время будет равно t = емкость / ток. Если емкость указана в ампер-часах, а ток в амперах, время будет в часах (зарядка или разрядка). Например, батарея на 100 А-ч, выдающая 1 А, будет работать 100 часов. Или если поставить 100А, это будет длиться 1 час. Другими словами, вы можете иметь «любое время», пока вы умножаете его на ток, вы получаете 100 (емкость батареи).

Однако в реальном / практическом мире необходимо учитывать тепло, выделяемое в каждом процессе, эффективность, тип батареи, рабочий диапазон и другие переменные. Вот здесь и вступают в силу «практические правила». Если вы хотите, чтобы аккумулятор работал «долго» и не перегревался, то ток зарядки или разрядки должен быть не более 1/10 от номинальной емкости. Также необходимо помнить, что батарея не должна быть «полностью» разряжена. Как правило, батарея считается «разряженной», когда она теряет 1/3 своей емкости, поэтому для полной зарядки требуется только 1/3 ее емкости (диапазон работы). С этими ограничениями и указанными выше значениями можно получить только один ответ: t = 33Ah / 10A = 3.

Эмпирические правила, приведенные в других ответах, часто бывают достаточно хорошими, но если вы можете найти таблицу характеристик батареи, лучше проверить соответствующий график. В качестве примера вот таблица данных о недорогой 12-вольтовой батарее. В таблице данных вы найдете этот график:

Допустим, это батарея емкостью 7Ач, и вы хотите нарисовать 14А. Вы должны будете наблюдать кривую 2C (2C означает разрядку при 7Ач * 2 / ч = 14А). Вы заметите, что эта батарея упадет до 9,5 В-10 В примерно через 15 минут. Конечно, это справедливо только для свежей батареи, хранящейся при 25 градусах Цельсия. Температура, возраст и использование отрицательно влияют на производительность.

Время зарядки пальчиковых аккумуляторов | Таблица

Статья обновлена: 2020-12-10

Пальчиковые аккумуляторы внешне напоминают обычные батарейки, но в отличие от них способны перезаряжаться и служат годами. Но срок службы таких элементов питания может уменьшиться из-за глубокого разряда, хранения в разряженном состоянии, перезаряда и других вредных факторов. Поэтому важно знать, сколько времени нужно заряжать пальчиковые аккумуляторы, и соблюдать этот параметр.

Если заряжать аккумуляторы меньше положенного времени, они не успеют восполнить запас емкости и при последующей работе быстро разрядятся. Превышение времени заряда неопасно, если аккумулятор имеет плату защиты, которая при достижении максимального напряжения отключает его от питания, не допуская перезаряда. Но для незащищенных элементов питания перезаряд опасен – он может привести к сокращению ресурса или полному выходу элементов питания из строя.

Сколько заряжаются пальчиковые аккумуляторы

Время полной зарядки аккумулятора можно рассчитать, разделив его емкость на зарядный ток, и умножив полученное значение на коэффициент из диапазона 1,2–1,6. Подходящий коэффициент зависит от типа элемента питания, а если он неизвестен, то в расчете используется усредненное значение 1,4.

Точное время зарядки элементов питания указывается в инструкции к ним. Понять, что аккумулятор заряжен, позволяют данные на дисплее или индикаторы на зарядном устройстве. Обычно в процессе подзарядки горит красный индикатор, а когда уровень заряда восполнен – зеленый. Если пальчиковые аккумуляторы не заряжаются, причина неполадок может быть связана с самими элементами питания или с зарядным устройством.

Ниже приведена таблица времени зарядки пальчиковых аккумуляторов:

Стандартны режим зарядки

Предельно допустимый ток разряда, А

Предельно допустимый ток заряда, А

На практике длительность заряда примерно до 20% может отличаться от табличных или расчетных значений.

Факторы, влияющие на время зарядки аккумулятора

Время зарядки аккумуляторов зависит от исходного уровня разряженности, зарядного тока, температуры воздуха в помещении и других факторов. На начальном этапе идет быстрый заряд, но постепенно ток зарядки уменьшается. Признаком заряженности элемента питания является снижение принимаемого тока до 2–3 мА на каждый Ач емкости. Дальнейшее доведение уровня заряда до максимума осуществляется малыми токами еще примерно на протяжении часа.

Заряжать элементы питания желательно при комнатной температуре – около 20 °С. При меньшей температуре длительность процесса зарядки возрастает, а при минусовых значениях заряжать аккумуляторы нельзя. После работы на морозе элементы питания нужно вначале выдержать в помещении с плюсовой температурой около часа и только после этого заряжать. Желательно использовать зарядные устройства с функцией термокомпенсации – изменения напряжения с учетом внешней температуры.

Типы подзарядки аккумуляторов

Зарядный ток измеряют в единицах С, т.е. по отношению к величине емкости элемента питания. Например, для аккумулятора емкостью 3000 мАч ток заряда 1С равен 3000 мА, а 0,1С – 300 мА. По скорости зарядка бывает:

  1. капельная – производится током 0,1С;
  2. быстрая – осуществляется током около 0,3С;
  3. ускоренная – выполняется током 0,5–1С.

Иногда наблюдается неравномерный заряд пальчиковых аккумуляторов в батарее. В таких случаях используется выравнивающий заряд. Он актуален при разбросе напряжения на элементах питания более 1%.

О том, как сделать Power Bank своими руками из литий-ионных аккумуляторов типоразмера 18650, читайте здесь.

Эксплуатация литий-ионных аккумуляторов

Ранее тема обсуждалась в следующих постах:

Далее приведены данные, полученные по результатам экспериментов над аккумуляторами различных производителей.

Особенности тестирования

Тесты на количество циклов проводились при разрядке током 1С, для каждого аккумулятора проводились циклы разрядки/зарядки до достижения 80% емкости. Такое число было выбрано исходя из сроков тесто и для возможного сравнения результатов впоследствии. Число полных эквивалентных циклов — до 7500 в некоторых тестах.
Тесты на срок службы проводились при различных уровнях заряда и температуре, каждые 40-50 дней проводились измерения напряжения для контроля разряда, длительность тестов составляла 400-500 дней.

Главной сложностью в экспериментах являются расхождения в заявленной емкости и реальной. Все аккумуляторы имеют емкость выше, чем заявленная, от 0,1% до 5%, что вносит дополнительный элемент непредсказуемости.

Наиболее часто использовались аккумуляторы NCA и NMC, но также тестировались литий-кобальт и литий-фосфатные аккумуляторы.

Немного терминов:
DoD — Depth of Discharge — глубина разряда.
SoC — State of Charge — уровень заряда.

Использование аккумуляторов

Количество циклов

На данный момент есть теория, что зависимость количества циклов, которые может выдержать аккумулятор от степени разряда аккумулятора в цикле имеет следующий вид (синим обозначены циклы разрядки, черным — эквивалентные полные циклы):

Данная кривая носит названия кривой Вёлера (Wöhler). Основная идея пришла из механики о зависимости числа растяжений пружины от степени растяжения. Начальное значение в 3000 циклов при 100% разряде батарей является средневзвешенным числом при разряде в 0,1С. Какие-то аккумуляторы показывают лучшие результаты, какие-то хуже. При токе 1С число полных циклов при 100% разряде падает с 3000 до 1000-1500 в зависимости от производителя.

В целом, данное соотношение, представленное на графиках, получило подтверждение по результатам экспериментов, потому целесообразным является зарядка аккумулятора при любой возможности.

Расчет суперпозиции циклов

При эксплуатации аккумуляторов возможна работа при одновременном наличии двух циклов (например, рекуперативное торможение в автомобиле):

Получается следующий комбинированный цикл:

Возникает вопрос, как это сказывается на эксплуатации аккумулятора, сильно ли уменьшается ресурс аккумулятора?

По результатам экспериментов комбинированный цикл показал результаты, как от сложения полных эквивалентных циклов двух независимых циклов. Т.е. относительная емкость аккумулятора в комбинированном цикле падала соответственно сумме разрядов на малом и большом циклах (линеаризованный график представлен ниже).

Влияние больших циклов разрядки более существенно, а значит подтверждается то, что аккумулятор лучше заряжать при каждой возможности.

Эффект памяти

Эффект памяти литий-ионных аккумуляторов по результатам экспериментов отмечен не был. При различных режимах его полная емкость все равно впоследствии не изменялась. В то же время есть ряд работ, которые подтверждают наличие данного эффекта в литий-фосфатных и литий-титановых аккумуляторах.

Хранение аккумуляторов

Температуры хранения

Тут никаких необычных открытий не было сделано. Температуры 20-25°C являются оптимальными (в обычной жизни) для хранения аккумулятора, если его не использовать. При хранении аккумулятора при температуре в 50°C деградация емкость идет практически в 6 раз быстрее.
Естественно более низкие температуры лучше для хранения, но в быту это означает специальное охлаждение. Так как температура воздуха в квартире, как правило, 20-25°C, то и хранение скорее всего будет при такой температуре.

Уровень заряда

Как показали испытания, чем меньше заряд тем медленнее идет саморазряд аккумулятора. Измерялась емкость аккумулятора, какой бы она была при его дальнейшем использовании после длительного хранения. Наилучший результат показали аккумуляторы, которые хранились с зарядом близким к нулю.
В целом хорошие результаты показали аккумуляторы, которые хранились не более чем с 60% уровнем заряда на момент начала хранения. Цифры отличаются от приведенных ниже для 100% заряда в худшую сторону (т.е. аккумулятор придет в негодность ранее, чем указано на рисунке):

Рисунок взят из статьи 5 практических советов по эксплуатации литий-ионных аккумуляторов
В то же время цифры для малого заряда более оптимистичны (94% после года при температуре 40°C для хранения при SOC 40%).
Так как 10% заряд непрактичен, так как время работы при таком уровне весьма маленькое, хранить аккумуляторы оптимально при SOC 60%, что позволит применить его в любой момент и не скажется критично на сроке его службы.

Основные проблемы результатов экспериментов

Никто не проводил тесты, которые можно считать на 100% достоверными. Выборка, как правило, не превышает пары тысяч аккумуляторов из миллионов произведенных. Большинство исследователей не могут представить достоверные сравнительные анализы по причинам недостаточной выборки. Также результаты этих экспериментов зачастую являются конфиденциальной информацией. Так что данные рекомендации не обязательно подходят к вашему аккумулятору, но могут считаться оптимальными.

Итоги экспериментов

Оптимальная частота зарядки — при каждой возможности.
Оптимальные условия хранения — 20-25°C при 60% заряде аккумулятора.

Как зарядить аккумулятор, время зарядки аккумулятора, ток зарядки аккумулятора

Как зарядить аккумулятор, как рассчитать время зарядки аккумулятора, какой нужен ток для зарядки аккумулятора.

Аккумуляторы используются повсеместно в различных устройствах и часто поднимается вопрос о том как их заряжать.

И если в таких устройствах как телефоны, смартфоны и тому подобное этот вопрос решается довольно просто, то это только благодаря тому, что в них весь процесс зарядки контролируется специальной микросхемой, от вас минимум вмешательства.

Но всё же существует много устройств где применяются аккумуляторы, которые нужно заряжать отдельно и самостоятельно.

Лучше всего для этого приобрести специальное зарядное устройство, но даже это приобретение нужно делать грамотно, конечно если вы хотите, чтобы ваши аккумуляторы заряжались быстрее, служили много циклов «заряд – разряд» и заряжались полностью, это необходимо чтобы ваше устройство работало дольше без подзарядки.

В принципе, для зарядки аккумуляторов можно использовать даже простой блок питания постоянного тока с подходящими для вашего аккумулятора параметрами, а именно напряжением и током.

Какие ещё важно знать параметры чтобы правильно заряжать аккумуляторы?

  • Выходное напряжение блока питания (зарядного устройства)
  • Выходной ток блока питания (зарядного устройства)
  • Время заряда. (рассчитывается по формуле)
  • Емкость аккумулятора
  • Тип аккумулятора

Это то, что нужно знать, чтобы правильно выбрать зарядное устройство и качественно заряжать аккумуляторы.

На первый взгляд может показаться, что это сильно сложно, но поверьте ничего сверх сложного в этом нет.

Давайте во всём разберёмся.

Как рассчитать время и какой нужен ток для зарядки аккумулятора

Начнём с типов аккумуляторов они бывают кислотные и «другие» под словом другие я имею в виду никель-кадмиевые, никель- металл-гидридные, литий-ионные и тому подобное по этим технологиям делают всем известные пальчиковые аккумуляторы разных размеров и назначений. А также и аккумуляторы для наших гаджетов.

Свинцово кислотный аккумулятор

Никель металл гидридные аккумуляторы

Электротехнический справочник рекомендует для заряда кислотных аккумуляторов выбирать зарядный ток 10%-15% от ёмкости аккумулятора. Например если мы имеем кислотный аккумулятор от фонарика ёмкостью 4,5 А (ампера) и напряжением 6 Вольт то для его заряда понадобится источник питания способный выдать ток 450-500 мА (миллиампера) и напряжением 6 – 7 вольт.

Для «Других» аккумуляторов рекомендуемый зарядный ток можно увеличить в пределах до 20% -25% от ёмкости аккумулятора. Напряжение также должно соответствовать напряжению аккумуляторов.

Но, впрочем если вы приобретаете зарядное устройство для пальчиковых аккумуляторов то о напряжении можно не беспокоится, обращаем внимание лишь на зарядный ток выдаваемый этой зарядкой.

Чем он больше будет соответствовать емкости аккумуляторов которые вы будете заряжать (20 -25% от емкости аккумуляторов) тем быстрее и качественнее будет происходить процесс зарядки.

И так с типами аккумуляторов и рекомендуемыми значениями зарядного тока для них разобрались.

Давайте рассчитаем время заряда.

Время заряда рассчитывается по формуле: T=1,4×C÷I

  • Где Т – время в часах
  • С – ёмкость аккумулятора в миллиамперах
  • I – ток заряда в миллиамперах
  • 1,4 — постоянная величина.

Так если вернуться к вышеприведённым параметрам аккумулятора 4,5 А и зарядном токе устройства 0,5 А.

То получается следующее: 4500÷500=9 9×1,4=12,6 ответ: время заряда аккумулятора 12,6 часов.

Как видите ничего сложного нет. Зная ёмкость аккумулятора, а она написана на его корпусе, подбираем к нему зарядное устройство подходящее по току. Рассчитываем по формуле время заряда аккумулятора и действуем.

Впрочем если вы не хотите всем этим заниматься то приобретайте «Интеллектуальное» зарядное устройство, оно само определит наилучший режим заряда для каждого из аккумуляторов, сбалансирует их, сообщит о неисправности в аккумуляторе и отключится после полной зарядки. А некоторые виды зарядных устройств имеют ещё один большой плюс, они могут заряжать аккумуляторы гораздо быстрее за счёт цикличной подачи энергии на аккумулятор по особому алгоритму. Но и стоят такие устройства гораздо дороже.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий