Что следует учитывать при оценке производительности аккумулятора

Производительность аккумуляторовПри оценке производительности аккумулятора важны такие показатели, как: плотность энергии, плотность мощности, удельная энергия (или гравиметрическая плотность энергии), удельная мощность (или гравиметрическая плотность мощности), скорость зарядки, срок службы, эффективность зарядки/разрядки, скорость саморазряда и рабочая температура.

А теперь о всех параметрах по порядку:

Плотность энергии: количество энергии, запасаемой аккумулятором на единицу объема, обычно измеряется в Втч/л. Например, литий-ионные элементы хранят около 690 Втч/л.

Плотность мощности: количество энергии, которое батарея может отдать на единицу объема, обычно измеряется в Вт/л. Это тесно связано со скоростью зарядки (C-Rate), поскольку на поток энергии, поступающий в аккумулятор или выходящий из него, влияют такие факторы, как внутреннее сопротивление и способность рассеивать или выдерживать тепло. Выражение плотности мощности в виде одной цифры несколько вводит в заблуждение, поскольку один и тот же аккумулятор может производить пиковую мощность в течение коротких периодов времени, которая намного выше, чем ее устойчивая выходная мощность. Кроме того, работа аккумулятора на высоких уровнях мощности может потребовать дополнительного охлаждения.

Читать также:  Что такое PLCC?

Удельная энергия (или гравиметрическая плотность энергии): количество энергии, запасаемой аккумулятором на единицу массы. Например, аккумуляторные ячейки для электромобилей хранят около 260 Втч/кг.

Удельная мощность (или гравиметрическая плотность мощности): количество энергии, которое аккумулятор может отдать на единицу массы, обычно измеряется в Вт/кг. Зависит от того же, что и плотность мощности. Литий-ионные аккумуляторы для электромобилей достигают мощности около 340 Вт/кг, в то время, как современные алюминиево-ионные аккумуляторы (алюминиево-графеновые), достигают мощности около 7000 Вт/кг.

C-Rate: это скорость зарядки в час — единица, деленная на количество часов, необходимых для полной зарядки аккумулятора. Скорость аккумулятора 4C, достигаемая современными литий-ионными батареями, соответствует 15-минутному времени зарядки, а аккумулятору 0,1C потребуется 10 часов для полной зарядки. C-скорости иногда также используются для обозначения тока, необходимого для разрядки аккумулятора с этой скоростью. Хотя максимальная C-скорость является свойством аккумулятора, фактическая достигнутая C-скорость также зависит от мощности зарядного устройства.

Срок службы: количество циклов заряда-разряда, которое аккумулятор может выполнить до того, как его производительность уйдет за пределы полезного уровня. Определение срока службы в виде одного числа является упрощением, поскольку срок службы батареи постепенно снижается. Точка, в которой его больше нельзя использовать, зависит от применения и в некоторой степени субъективна. Кроме того, скорость деградации аккумулятора зависит от того, как он используется, т.е. более глубокие циклы заряда-разряда, высокие показатели C и перегрев — все это сокращает срок службы аккумулятора. Литий-ионный аккумулятор должен работать не менее 1000 циклов при обычном использовании. Современные алюминий-ионные аккумуляторы имеют срок службы до 250 000 циклов.

Читать также:  Выпрямительные диоды и светодиоды

Эффективность зарядки/разрядки: это энергоэффективность аккумулятора. Это количество энергии, которое вы получаете, деленное на энергию, которую вы тратите на зарядку аккумулятора. В оптимальных условиях литий-ионные аккумуляторы могут достигать КПД более 99 процентов. Тем не менее, он может упасть до 90 процентов при очень высоких показателях C и/или рабочих температурах. Дополнительные потери также могут иметь место, если между зарядом и разрядом проходит достаточно времени для значительного саморазряда. Разумная оценка средней эффективности заряда/разряда батареи составляет 95 процентов.

Скорость саморазряда: скорость, с которой полностью заряженный аккумулятор будет терять энергию без использования. Аккумуляторы саморазряжаются быстрее при полной зарядке или хранении при более высоких температурах. Обычно литий-ионные аккумуляторы саморазряжаются на два-три процента в месяц.

Рабочая температура: диапазон температур, в котором аккумулятор может эффективно работать. Аккумуляторы, работающие при более высоких температурах, требуют меньшего охлаждения, в результате чего аккумуляторы становятся легче и имеют более длительный срок службы. Низкотемпературная работа может устранить необходимость в обогреве при холодном пуске, например, автомобиля.

Читать также:  Стабилизаторы напряжения

С Уважением, МониторБанк

Добавить комментарий