Понимание объёма (мА*ч) и эффективности зарядки портативного аккумулятора Power Bank
Дата последнего обновления: 02-02-2017 08:57:38 AM 388065
Эта статья подходит для:
TL-PB5200 , TL-PB20000 , TL-PB20100 , PB50 , TL-PB2600 , TL-PBG3350 , TL-PB10000 , TL-PBG6700 , TL-PBB3000 , TL-PB10400 , TL-PB15600 , TL-PBB6000 , TL-PBG13400
Если вашей модели нет в списке, не переживайте — возможно, её ещё просто не успели добавить. Чтобы точно убедиться в наличии или отсутствии той или иной функции, откройте продуктовую страницу интересующей вас модели и перейдите в раздел «Характеристики».
Распространённое заблуждение
Единица измерения миллиампер-час (мА*ч) обычно используется для обозначения объёма аккумулятора. Одно из распространённых заблуждений заключается в том, что мы можем измерять объём аккумулятора power bank с помощью объёма аккумулятора смартфона/планшета, чтобы выяснить, сколько раз мы можем использовать этот power bank для их зарядки. Но такой алгоритм не является правильным.
Объём и энергия – это разные понятия
Проще говоря, Ампер-час (мА*ч) – это единица измерения электрического заряда, которая представляет объём аккумулятора, а Ватт-час (Вт*ч) – это единица измерения электрической энергии.
Ватт-час = Ампер-час х Напряжение
Объём в 10400 мАч означает, что этот аккумулятор способен обеспечить суммарный заряд в 10400 мАч при определенном показателе напряжения. Что касается литий-ионного аккумулятора, то большая часть его заряда передаётся с напряжением около 3,7В, поэтому общая мощность аккумулятора на 10400 мАч теоретически составляет 10400 мАч х 3,7 В = 38480 мВт*ч, что равно примерно 38 Вт*ч.
Определение количества циклов зарядки Power Bank
В качестве примера возьмём аккумулятор TL-PB10400_V1.
TL-PB10400_V1 – литий-ионный аккумулятор объёмом в 10400 мАч. Когда мы используем TL-PB10400_V1 для зарядки других устройств, его выходное напряжение равно 5В, как и в случае многих других зарядных устройств.
Таким образом, общий доступный выходной электрический заряд в теории составляет 38480 мВт*ч / 5В = 7696 мАч. Внутренняя схема устройства должна потреблять некоторое количество энергии, поэтому КПД не может быть 100%. Учитывая, что фактический КПД разряда устройства TL-PB10400 составляет около 90% при 1А тока, TL-PB10400 в действительности выдаёт электрический заряд, который равен 7696 мАч * 0.9 = 6926 мАч.
Примечание: эффективность разряда менее 90% при 2А тока.
Теперь вы можете разделить 6926 мАч на объём аккумулятора вашего смартфона, чтобы определить количество возможных циклов зарядки. Например, 6926 мАч может полностью зарядить устройство с аккумулятором в 2600 мАч около 2,5 раз (6926 мАч / 2600 мАч = 2,66 раза). Но это все равно предполагает идеальные условия.
На самом деле, внутренние схемы смартфона/планшета тоже потребляют некоторое количество энергии. В результате только часть заряда Power Bank в конечном итоге попадёт в батарею смартфона/планшета. Таким образом, вы можете получить менее 2,4 циклов из вышеприведённого примера. Помимо этого различные устройства могут иметь разную эффективность зарядки в зависимости от их различной внутренней конструкции, поэтому цикл заряда может отличаться даже у двух устройств имеющих одинаковую емкость батареи.
Кроме того, если смартфон работает или во время заряда включён экран, Wi-Fi модуль, центральный процессор или работают другие компоненты, он потребляет больше энергии, что делает эффективность зарядки еще ниже.
Окончательная эффективность заряда других аккумуляторных устройств (смартфонов/ планшетов) также определяется их собственной конструкцией по тем же принципам, что описаны выше.
Был ли этот FAQ полезен?
Ваш отзыв поможет нам улучшить работу сайта.
Как измерить емкость аккумулятора
0 — текст кнопки «Купить», если = 0, то выводится кнопка «Сообщить о поступлении» 2 Предзаказ — данный тип реализации НЕ учитывает остатки, товар с данным типом можно купить всегда, выводится текст на кнопке «Предзаказ». 3 Только под заказ — данный тип реализации, НЕ учитывает остатки, такие товары изготавливаются под заказ, выводится текст на кнопке «Заказать» —> Купить
Рекомендуем прочитать:
- Определение ёмкости аккумулятора. Физический смысл
- Определение ёмкости аккумулятора методом длительного разряда
- Определение ёмкости аккумулятора с помощью специального электронного тестера
Определение ёмкости аккумулятора. Физический смысл
Ёмкость аккумуляторной батареи определяет количество времени, в течение которого АКБ сможет давать энергию на полезную нагрузку. Емкость аккумуляторной батареи измеряется в ампер-часах. Сама физическая единица показывает, что ёмкость аккумуляторной батареи — это произведением тока разряда аккумулятора (в амперах) на время разряда АКБ (в часах).
Ёмкость аккумуляторной батареи — это физическая величина, которая вместе с напряжением батареи определяет количество энергии, которую способна дать полностью заряженная аккумуляторная батарея. Не следует путать понятия ёмкости аккумуляторной батареи и заряда (заряженность) аккумулятора. Ёмкость определяет потенциал аккумуляторной батареи, то есть количество времени, в течение которого АКБ сможет обеспечить питание нагрузки, если аккумуляторная батарея полностью заряжена.
Реальная ёмкость аккумулятора определяется несколькими факторами: величиной приложенной нагрузки, температурой батареи. Чем больше приложена нагрузка, тем быстрее происходит разряд батареи. Чем ниже температура, тем меньше ёмкости имеет батарея. Ёмкость аккумулятора — величина, зависящая от способа и условий измерения, поэтому её необходимо рассматривать в соответствии с технической документацией к батареи. Обычно производитель определяет длительным способ разряда батареи (в течение 20 часов) при комнатной температуре (20 градусов).
Определение ёмкости аккумулятора методом длительного разряда
Стандартным лабораторным методом определения ёмкости аккумулятора является метод длительного контрольного разряда. В начале аккумуляторную батарею полностью заряжают, а потом разряжают постоянным малым током. Одновременно ведут учёт времени разряда батареи. Ёмкость аккумулятора вычисляют как произведение силы тока на время. Сложность метода состоит в необходимости поддерживать постоянное значение силы тока разряда, для этого используют специальное оборудование.
Бытовым способом измерения ёмкости аккумулятора является метод разряда АКБ с помощью постоянной нагрузки. При этом используют в качестве нагрузки одну или несколько автомобильных ламп, выбирая нагрузку из расчета 1/20 величины номинальной ёмкости. Время засекается по обычным часам. Такой метод имеет неточность, так как напряжение АКБ в течение тестирования снижается, и, следовательно, меняется ток нагрузки. Следует так же опасаться полного (глубокого) разряда АКБ, это может привести к поломке батареи.
Еще один способ измерения ёмкости аккумулятора также основан на использовании метода длительного разряда. В этом случае используется специальная электронная схема и электронные часы, подключенные в схему. Такую схему можно найти на страницах журналов радиолюбителей.
Собрать её сможет опытный радиолюбитель или профессиональный электронщик, для каждого аккумулятора придется подобрать расчетным путём необходимые значения сопротивления нагрузки. Измерение проводится так же в течение 20 часов.
Определение ёмкости аккумулятора с помощью специального электронного тестера
Для быстрого определения ёмкости аккумулятора можно использовать специальные тестеры ёмкости аккумуляторов. Работа таких устройств основана на проведении серии специальных измерений. Для определения ёмкости тестер отправляет несколько зондирующих импульсов в подключенную аккумуляторную батарею. Получив обратный сигнал, тестер проводит их распознание и с помощью микропроцессора делает необходимые вычисления ёмкости аккумулятора. Полученный результат выводится на электронный дисплей устройства.
Одним из таких приборов является тестер ёмкости аккумуляторных батарей SKAT-T-AUTO.
Тестер ёмкости аккумулятора SKAT-T-AUTO является полностью автоматический прибором, не требует специальных знаний для проведения измерений. Тестер предназначен для быстрой оценки технического состояния герметичных и негерметичных свинцово-кислотных АКБ с номинальным напряжением 12 В и номинальной ёмкостью от 1,0 до 120 Ач.
Тестер емкости аккумулятора позволяет определить ёмкость аккумулятора с необходимой для эксплуатации АКБ точностью всего за 15 секунд. Работа с прибором очень проста. Нужно отсоединить батарею от прибора, в котором она установлена, подсоединить к тестеру с помощью специальных зажимов и нажать всего одну кнопку.
После определения остаточной ёмкости батареи, её сравнивают с номинальной ёмкостью новой батареи, указанной в паспорте изделия. Если остаточная ёмкость батареи менее 50 %, то её необходимо вывести из эксплуатации и провести восстановление или замену батареи.
Читайте также:
- Аккумуляторы для ИБП. Классификация
- Восстановление и тренировка аккумуляторов
- Особенности гелевых аккумуляторов
Рекомендуем прочитать:
Товары из статьи:
Предназначен для оперативной оценки технического состояния герметичных свинцово-кислотных АКБ
Цена по запросу
0 — текст кнопки «Купить», если = 0, то выводится кнопка «Сообщить о поступлении» 2 Предзаказ — данный тип реализации НЕ учитывает остатки, товар с данным типом можно купить всегда, выводится текст на кнопке «Предзаказ». 3 Только под заказ — данный тип реализации, НЕ учитывает остатки, такие товары изготавливаются под заказ, выводится текст на кнопке «Заказать» —> Купить
Купить по выгодной цене <=this.Name>можно в нашем интернет-магазине с бесплатной доставкой в города: Москва, Санкт-Петербург, Новосибирск, Екатеринбург, Нижний Новгород, Самара, Казань, Омск, Челябинск, Ростов-на-Дону, Уфа, Волгоград, Красноярск, Пермь, Воронеж, Саратов, Краснодар, Тольятти, Ижевск, Барнаул, Ульяновск, Тюмень, Иркутск, Владивосток, Ярославль, Хабаровск, Махачкала, Оренбург, Новокузнецк, Томск, Кемерово, Рязань, Астрахань, Пенза, Набережные Челны, Липецк, Тула, Киров, Чебоксары, Калининград, Курск, Брянск, Улан-Удэ, Магнитогорск, Иваново, Тверь, Ставрополь, Белгород, Сочи, Нижний Тагил, Архангельск, Владимир, Смоленск, Курган, Волжский, Чита, Калуга, Орёл, Сургут, Череповец, Владикавказ, Мурманск, Вологда, Саранск, Тамбов, Якутск, Грозный, Стерлитамак, Кострома, Петрозаводск, Нижневартовск, Комсомольск-на-Амуре, Таганрог, Йошкар-Ола, Новороссийск, Братск, Дзержинск, Нальчик, Сыктывкар, Шахты, Орск, Нижнекамск, Ангарск, Балашиха, Старый Оскол, Великий Новгород, Благовещенск, Химки, Прокопьевск, Бийск, Энгельс, Псков, Рыбинск, Балаково, Подольск, Северодвинск, Армавир, Королёв, Южно-Сахалинск, Петропавловск-Камчатский, Сызрань, Норильск, Люберцы, Мытищи, Златоуст, Каменск-Уральский, Новочеркасск, Волгодонск, Абакан, Уссурийск, Находка, Электросталь, Березники, Салават, Миасс, Альметьевск, Рубцовск, Коломна, Ковров, Майкоп, Пятигорск, Одинцово, Копейск, Железнодорожный, Хасавюрт, Новомосковск, Кисловодск, Черкесск, Серпухов, Первоуральск, Нефтеюганск, Новочебоксарск, Нефтекамск, Красногорск, Димитровград, Орехово-Зуево, Дербент, Камышин, Невинномысск, Муром, Батайск, Кызыл, Новый Уренгой, Октябрьский, Сергиев Посад, Новошахтинск, Щёлково, Северск, Ноябрьск, Ачинск, Новокуйбышевск, Елец, Арзамас, Жуковский, Обнинск, Элиста, Пушкино, Артём, Каспийск, Ногинск, Междуреченск, Сарапул, Ессентуки, Домодедово, Ленинск-Кузнецкий, Назрань, Бердск, Анжеро-Судженск, Белово, Великие Луки, Воркута, Воткинск, Глазов, Зеленодольск, Канск, Кинешма, Киселёвск, Магадан, Мичуринск, Новотроицк, Серов, Соликамск, Тобольск, Усолье-Сибирское, Усть-Илимск, Тимашевск, Тихорецк, Ухта, Севастополь, Симферополь, Ялта, Судак, Саки, Феодосия, Старый Крым, Алупка, Алушта.
Как выбрать батарею для ноутбука?
Раз вы оказались здесь, значит Вас как минимум интересуют вопросы «как выбрать аккумулятор», «чем они отличаются» и «как их правильно использовать». Все это в этой статье есть. Давайте начнем с главного.
Наши менеджеры предложат Вам все возможные варианты, которые есть в нас на складе или у наших поставщиков в Украине и за её пределами. Предложенные батареи будут 100% будут работать в Вашем ноутбуке и на них будет предоставляться 3-х или 6-месячная гарантия.
Осталось только определиться, что брать: оригинал или копию.
Для начала давайте я расскажу Вам принципиальную разницу между ними.
Что такое оригинальная батарея и что такое «копии»?
Оригинальная батарея всегда отличного качества.
Используется прочный, красивый на вид и приятный на ощупь пластик корпуса, отсутствует неприятный запах «дешёвого китая», везде точно выдержаны зазоры, корпус прочно склеен, используется качественный разъём с точно подогнанными контактами, который прочно держится в корпусе самой батареи. На корпусе самой батареи наклейки с чётко пропечатанными маркировками и легко читаемым шрифтом. Часто присутствуют сервисные наклейки (серийный номер, sps-партномер и т.д.)
В общем, «взял в руки — держишь вещь»!
Копии бывают очень разного качества, начиная от «очень похоже на оригинал» до хлипкой конструкции из вонючего с белёсым оттенком пластика, в котором шатается ни к чему не прикреплённый разъём с контактами, между которыми зазор может сильно различаться.
Наклейки на такой батарее напечатаны плохо, текста мало и он обычно размазан или их может не быть вообще.
Оригинальными можно смело называть все батареи, которые идут в комплекте с новым ноутбуком, т.е. поставляются самим производителем.
Кроме этого, за оригинальной батареей Вы можете обратиться в авторизированный сервис (хотя это не гарантирует, что там Вам продадут именно «оригинал»).
В некоторых случаях продавцы даже обычных интернет-магазинов продают батареи очень похожие на оригинальные. Настолько похожие, что даже нам в сервисе в это временами верится. Китай действительно бывает разный и есть вероятность, что в свободную продажу поступают батареи, которые делались под заказ ODM-производителем.
Копиями рынок наводняют китайские заводы, которые, в принципе, могут заниматься выпуском батарей, но за качеством производимого продукта нет никакого контроля, а гонка за снижением цен приводит к удешевлению производства и неконтролированному снижению качества батарей для ноутбуков.
Так что же выбрать?
| ❗ | Если вопрос экономии денег у Вас не стоит на повестке дня — следует однозначно брать оригинальную батарею. |
Это обезопасит Вас от проблем «подключал — погнулись контакты», «подключил, а ноутбук её не видит», «держала нормально заряд месяц и перестала» и т.п.
Найти её Вы можете в авторизированном сервисе, но дорого или у нас/в другом интернет-магазине существенно дешевле. Мы Вам скажем точно, оригинал это или нет, в других магазинах как повезёт.
| ❗ | Если всё-таки средствами Вы ограничены — можно без проблем брать копию. |
По-большому счёту хоть часто эти батареи выглядят и «не очень», гарантия минимум в 3 месяца на них есть, а опыт использования показывает, что большинство из них работают не хуже оригиналов.
Единственное, на что стоит обращать внимание, это всё-таки чтобы контакты были не погнуты, корпус не открывался, наклейки не отклеивались, не было следов старых стикеров, царапин и других следов использования.
Здесь Вы можете увидеть цены на Аккумуляторы для ноутбука.
На все Ваши вопросы с удовольствием ответит наш менеджер в чате, по телефону, на заявки и по любому другому каналу связи.
Основные параметры аккумулятора для ноутбука
Это более сложный параметр, но более точно передающий энергоёмкость батареи. Условно его можно считать произведением выходного напряжения аккумулятора на его ёмкость в Ампер*часах.
На самом деле это интегральный параметр, рассчитываемый из площади графика напряжения на аккумуляторе при данном токе разряда за цикл полной разрядки.
Вам не стоит заморачиваться на понимание всего этого процесса, достаточно понимать, что чем больше эта цифра, тем большей ёмкости аккумулятор.
Для примерного расчёта к ёмкости в миллиАмпер*часах разделите эту цифру на напряжение. Например 55 Вт*ч / 10,5В * 1000 = 5238 мА*ч.
Не стоит относится к аккумулятору для ноутбука как к обычной батарейке.
Конечно, у аккумулятора тоже есть плюсовой «+» и минусовой «-» контакт, но кроме этого внутри батареи для ноутбука имеется контроллер, который внимательно «следит» за токами зарядки и разрядки, а так же за изменением ёмкости батареи.
Для этого у аккумулятора для ноутбука есть 3 информационных контакта: 2 для последовательного обмена по цифровой шине SM Bus и один для получения информации о температуре батареи.
Из этого следует небольшой вывод о совместимости батарей: даже если батарея подходит по своей форме — не стоит торопится вставлять её в ноутбук.
Хотя обычно все батареи очень разные и если она аналогичной формы, то это 90% гарантия того, что она от Вашей модели ноутбука.
В любом случае, мы рекомендуем искать аккумуляторную батарею вооружившись названием её модели (оно есть на корпусе самой батареи)!
Если Вы хотите подобрать батарею бОльшей ёмкости будьте готовы к тому, что она может быть существенно больше в размерах из-за установки дополнительных Li-ion банок.
Естественно, на ней будет указан бОльший параметр ёмкости в мАч и, что самое важное, есть высокая вероятность, что в ноутбуках 3х или более лет давности Вам придётся обновлять прошивку биоса, чтобы данная батарея корректно опозналась ноутбуком и начала заряжаться.
Кроме этого, за счёт увеличенного количества ёмкостных элементов в батарее на ней может быть указано другое напряжение, например, 14.8В вместо 11.1В.
Теперь вернёмся к тому, какие батареи бывают в принципе и какие у них особенности:
NICKEL-CADMIUM BATTERY — (или сокращенно NiCd) никель-кадмиевые;
NICKEL METAL-HYDRIDE BATTERY — (или сокращенно NiMH) никель-металл гидридные;
LITHIUM ION BATTERY — (или сокращенно Li-ion) литий-ионные аккумуляторы. Это как раз тот тип аккумуляторов, который используют в современных ноутбуках.
Последние наиболее часто встречаются, и считается, что это самые лучшие аккумуляторы.
Немного истории
Начинается с того, что технология изготовления щелочных никелевых аккумуляторов ( NiCd) была предложена в 1899, однако первый NiCd аккумулятор появился в 1947 году.
В свое время эти аккумуляторы были действительно чуть ли не единственными. Появление более новых по электрохимической системе аккумуляторов хотя и привело к уменьшению использования NiCd аккумуляторов, однако, выявление недостатков новых видов аккумуляторов привело к возобновлению интереса к NiCd аккумуляторам. NiCd аккумулятор подобен сильному и молчаливому работнику, который интенсивно трудится и при этом не доставляет больших хлопот.
Первое, что бросается в глаза — это вес и габариты аккумуляторов. NiCd аккумулятор — самый большой и самый тяжелый, он примерно в два раза толще и тяжелее, чем NiMH. Для NiCd аккумуляторов вредно нахождение в зарядном устройстве в течение нескольких дней. Фактически, NiCd аккумуляторы – это единственный тип аккумуляторов, который выполняет свои функции лучше всего, если периодически подвергается полному разряду. Все остальные разновидности аккумуляторов по электрохимической системе предпочитают неглубокий разряд.
Итак, для NiCd аккумуляторы важен периодический полный разряд, и если он не производится, NiCd аккумуляторы постепенно теряют эффективность из-за формирования больших кристаллов на пластинах элемента, явления, называемого эффектом памяти.
Появление никель-магниевых (NiMH) аккумуляторов обусловлено попыткой преодоления недостатков никель-кадмиевых аккумуляторов.
Преимущества NiMH по сравнению с NiCd:
Недостатки NiMH по сравнению с NiCd:
В 1970 году появились первые коммерческие экземпляры первичных литиевых источников тока .
Попытки разработать перезаряжаемые литиевые источники тока предпринимались еще в 80-е годы, но были неудачными из-за невозможности обеспечения приемлемого уровня безопасности при обращении с ними. В результате исследований, проведенных в 80-х годах, было установлено, что в ходе заряда и разряда первых литиевых батарей на поверхности лития формируются дендриты.
Прорастание дендрита до положительного электрода и возникновение короткого замыкания внутри литиевого источника тока является причиной выхода элемента из строя.
При этом температура внутри аккумулятора может достигать температуры плавления лития.
В результате бурного химического взаимодействия лития с электролитом происходит взрыв. Так, большое количество литиевых аккумуляторов поставленных в Японию в 1991 году, было возвращено производителям после того, как в результате взрывов элементов питания сотовых телефонов, от ожогов пострадали несколько человек.
Еще один тип популярных аккумуляторов – литий-полимерные.
Отличие от Li-ion заложено в самом названии и заключается в типе используемого электролита, подразумевается, что используется сухой твердый полимерный электролит, однако на сегодняшний день технологии не позволяют сделать такой элемент, поэтому используется гелеобразный электролит, и в результате мы получаем некоторый гибрид.
Такие аккумуляторы не относятся ни к чистым li-ion ни к Li-pol, и правильнее их было бы называть литий-ионными полимерными, однако производители для продвижения батарей называют их литий-полимерными. Что касается плюсов и минусов li-pol, то они в точности такие же как и у li-ion, поэтому далее мы будем рассматривать li-ion, потому как они наиболее распространенные на сегодняшний день.
Что нужно знать про Li-ion (литий-ионные) аккумуляторы для ноутбуков
К плюсам Li-ion аккумулятора можно отнести, отсутствие эффекта памяти. После достижения полного заряда не требуется тонкоструйный заряд, и Li-ion аккумулятор может оставаться в зарядном устройстве пока не используется.
Недостаток Li-ion аккумулятора в том, что он подвержен старению, даже если не эксплуатируется.
Ухудшение емкости наблюдается примерно после одного года, и аккумулятор часто отказывает на втором и третьем году.
Поэтому не рекомендуется хранить Li-ion аккумуляторы в течение длительного времени.
Максимально наслаждайтесь ими, пока они новые.
Максимальный срок службы, заявляемый производителями элементов — составляет 5 лет.
Став непригодным к эксплуатации, Li-ion аккумулятор не может быть восстановлен с использованием циклов заряда – разряда, как в случае с другими типами аккумуляторов.
Единственно возможный ремонт это замена элементов батареи, но и тут есть некоторые нюансы: ноутбучные литий-ионные батареи реализуются в виде последовательной цепочки элементов, а увеличение емкости достигается параллельным соединением цепочек.
При последовательном соединении аккумуляторов возникает опасность перезаряда наиболее слабых из них, при параллельном – существенной оказывается разница их внутреннего сопротивления: аккумулятор с меньшим сопротивлением будет заряжаться большим током.
И то и другое катастрофически отрицательно сказывается на времени службы аккумулятора. Все элементы батареи должны иметь одинаковые параметры, поэтому частичная замена испорченных элементов новыми, не приведет к ожидаемому результату. Элементы должны быть еще и из одной партии, элементы из разных партий имеют разные параметры.
Упомянутую выше опасность перезаряда, означает следующее: перезаряд может привести к повышению давления в элементе и разгерметизации.
Поэтому безопасность эксплуатации батарей всегда обеспечивается системой внешней электронной защиты от перезаряда и переразряда отдельных аккумуляторов.
Она включает контроллеры, измеряющие напряжение каждого аккумулятора или блока из параллельно соединенных аккумуляторов, и ключ для размыкания электрической цепи при достижении предельных величин напряжения. Для контроля температуры батареи используются термисторы.
| ❗ | Еще к недостаткам Li-ion аккумуляторов можно отнести боязнь сильного разряда (переразряда). |
Питается вышеупомянутая схема защиты непосредственно от аккумуляторов и поэтому если элементы полностью разряжены, схема перестает работать и заряд элементов не происходит, кроме того глубокий разряд отрицательно сказывается и на внутренней структуре самих элементов.
Считается, что оптимальным диапазоном для работы li-ion элементов является 20-100% заряда, выход ниже 20% приводит к более быстрому старению элементов.
Срок службы Li-ion элементов исчисляется не только в годах службы, но и в циклах заряда разряда, как правило, до снижения емкости на 20% они обеспечивают 500 — 1000 циклов.
Дальнейшее поведение элементов предсказать достаточно сложно из-за большого количества элементов в батарее, чаще всего происходит плавное понижение емкости, иногда скачкообразное, поэтому системой защиты ведется учет количества циклов.
На более старых моделях батарей при достижении определенного значения циклов, система защиты закрывала аккумулятор, и пользоваться им не представлялось возможным.
Возможность закрытия батареи при достижении определенного количества циклов остается и сегодня, просто количество циклов прописанных в батарее достаточно велико, и старение элементов, а значит и падение емкости, происходит раньше.
Как правило, значение счетчика можно обнулить, однако, не стоит забывать, что пользоваться таким аккумулятором несколько небезопасно, элементы в батарее стареют неравномерно, а значит, и заряжаются и разряжаются тоже неравномерно.
Со счетчиком связана другая сложность, что считать за цикл заряда-разряда? Полный разряд и полный заряд?
Но ведь полностью разряжать не рекомендуется. А читать ли циклом кратковременное отключение от сети?
Большинство современных батарей не заряжаются, если заряд в данный момент больше 90-95%, это позволяет избежать излишне высоких показателей циклов заряд-разряда.
Цифра 90%-95% условна — на некоторых ноутбуках ее можно отредактировать специальными утилитами.
Что касается условий хранения, то однозначной информации по этому вопросу нет.
Наиболее распространенным является мнение, что хранить надо при заряде порядка 40% периодически (раз в два-три месяца) дозаряжая до этого значения.
В основном Li-ion аккумуляторы лучше всего функционируют при комнатной температуре.
Работа при повышенной температуре драматично сокращает срок их службы.
При низких температурах, эффективность аккумуляторов понижается.
Температура в минус 20°C является пределом, при котором Li-ion аккумуляторы прекращают функционировать.
Подведём итоги в сравнительную таблицу по разным типам аккумуляторов
- NiCD (никель-кадмиевые аккумуляторы для бытовых устройств):
Особенности:
— эффект памяти (снижение ёмкости аккумулятора без периодического полного разряда);
— большой вес;
— меньшая ёмкость при тех же размерах (в сравнении с NiMH-аккумуляторами);
+ быстрый заряд (в сравнении с NiMH-аккумуляторами);
+ меньший саморазряд (в 1,5-2 раза в сравнении с NiMH-аккумуляторами).
Условия эксплуатации и хранения:
— необходимость цикла полного разряда-заряда (во избежание эффекта памяти). - NiMH (никель-магниевые аккумуляторы для бытовых устройств):
Особенности:
— медленный заряд (в сравнении с NiCd-аккумуляторами);
— больший саморазряд (в 1,5-2 раза в сравнении с NiCd-аккумуляторами);
— предпочтение поверхностного разряда полному;
+ большая на 30% ёмкость при тех же размерах (в сравнении с NiCd-аккумуляторами);
+ отсутствие эффекта памяти;
+ меньший вес (в сравнении с NiСd-аккумуляторами).
Условия эксплуатации и хранения:
— не подвергать глубокому разряду (держать заряд на уровне минимум 20%);
— не оставлять на длительное хранение разряженную батарею.
— не подвергать воздействию температур ниже или равных -20°C и повышенных температур;
— хранить и использовать при комнатной температуре. - Li-Ion (литий-ионные источники питания для батарей ноутбуков):
Особенности:
— подвержен старению даже если не используется;
— предпочтение поверхностного разряда полному;
+ отсутствие эффекта памяти;
+ небольшой вес и исполнение в произвольном объёме.
Условия эксплуатации и хранения аккумуляторов для ноутбука
Цитирование статьи разрешается только с согласия администрации сайта «notebookoff.net» и с обязательным указанием ссылки источника.
Что такое емкость аккумулятора? Методика ее расчета
Емкость аккумуляторной батареи является одной из ее важнейших технических характеристик. Под этим термином понимают количество времени, которое способен питать источник автономной энергии подключенных к нему электропотребителей. Другими словами – это максимальное количество электроэнергии, накапливаемое АКБ за полный цикл зарядки. Единицей измерения емкости является А·ч (ампер-час), для небольших батарей – мА·ч (миллиампер-час).
Пример расчета необходимой емкости
Как известно, расчет потребленной мощности производится в Вт, а емкость батареи для ИБП – в А·ч. Чтобы рассчитать требуемую емкость аккумуляторов для питания той или иной техники, необходимо произвести некоторый пересчет. Для лучшего понимания рассмотрим конкретный пример. Допустим, имеется критичная нагрузка 500 Вт, требующая резервирования в течение 3 часов. Так как величина накопленной энергии зависит не только от емкости батареи, но и ее напряжения, для расчета делим общую мощность резервируемого оборудования на их рабочее напряжение (часто путают с напряжением холостого хода полностью заряженной батареи). Для стандартного 12В аккумулятора, величина необходимой емкости батареи составит:
Q= (P· t) / V· k
где Q – необходимая емкость аккумулятора, А·ч;
P – имеющаяся нагрузка, Вт;
V – напряжение каждой аккумуляторной батареи, В;
t – время резервирования, ч;
k – коэффициент использования емкости аккумуляторов (количества электрической энергии, допустимой к использованию потребителями).
Необходимость введения коэффициента k обусловлена возможностью неполного заряда АКБ. Вдобавок к этому, сильный (глубокий) разряд, следующий после небольшого количества рабочих циклов заряда и разряда, ведет к преждевременному износу и выходу из строя батареи. К примеру, если новый аккумулятор разряжать на 30% от его общей емкости, после чего сразу производить его зарядку, способен выдержать около 1000 подобных циклов. В случае если величина разряда уменьшится до 70%, то количество данных циклов снизится примерно на 200.
Итого, получаем, что для питания данной нагрузки в течение указанного периода времени потребуется:
Q= 500·3/ 12·0,7 = 178,6 А·ч.
Это минимально необходимая емкость аккумуляторных батарей для рассматриваемого случая. В идеале лучше брать источник энергии с небольшим запасом (около 20%) для того, чтобы каждый раз не разряжать его полностью – это поможет сохранить рабочие характеристики батареи в течении как можно большего периода времени.
Q= 178,6·1,2 = 214,3 А·ч.
Значит для решения поставленной задачи необходимо приобрести аккумуляторы суммарной емкостью не менее 215 А·ч. При использовании ИБП в паре с генератором величину поправочного коэффициента емкости рекомендуется снизить до 0,4, поскольку в такой связке батареи чаще всего применяются для поддержания непрерывного электропитания, пока не включится электростанция и вся нагрузка не переключится на нее. При этом если в значение коэффициента 0,4 закладывать потери емкости аккумулятора при его старении, обусловленные особенностью импульсного преобразователя и другие, то в среднем разряд аккумулятора может достигать 50% от его номинальной емкости.
В том случае, когда для резервирования нагрузки используется несколько аккумуляторов, количество накопленной в них энергии абсолютно не зависит от типа их соединения – параллельного, последовательного, либо смешанного. Учитывая данную особенность необходимо подставлять в формулу определения суммарной емкости аккумуляторов напряжение одной батареи, но при этом допускается использование только АКБ с одинаковыми техническими характеристиками.
Показатели аккумуляторных батарей, с которыми неразрывно связано понятие емкости
1. Зависимость емкости аккумулятора от тока его разряда.
В основе данной зависимости лежит следующий факт: когда защищаемая нагрузка подключается к аккумулятору без использования преобразователя, то величина тока, потребляемого батареей неизменна. При этом время функционирования подключенных электропотребителей определится, как отношение отбираемой емкости к потребляемому току. В более привычном виде данная формула записывается следующим образом:
Q = I·T
где Q – емкость аккумулятора, А·ч (мА·ч);
I – постоянный ток разряда аккумулятора, А;
T – время разряда батареи, ч.
Если имеем дело с большими величинами потребляемого тока, то реальные показатели мощности зачастую ниже номинальных, указанных в паспорте.
2. Зависимость емкости аккумулятора от энергии
Сегодня среди пользователей достаточно распространенным является мнение о том, что емкость аккумуляторной батареи является величиной, полностью характеризующей его электрическую энергию, накопленной АКБ заряженной на 100%. Это утверждение является не совсем корректным. Здесь еще необходимо сделать оговорку на то, что способность накапливать энергию у батареи напрямую зависит от ее напряжения и чем оно будет выше, тем большее количество энергии сможет накопить аккумулятор. На самом деле электрическая энергия определяется как произведение показателей тока заряда, напряжения батареи и времени протекания этого тока:
W= I·U·T
где W – энергия накопленная батареей, Дж;
U – напряжение аккумулятора, В;
I – постоянный ток разряда аккумулятора, А;
T – время разряда батареи, ч.
Исходя из того, что произведение тока и времени заряда дает нам емкость АКБ (как было рассмотрено выше), то получается, что электрическая энергия аккумулятора находится путем перемножения номинального напряжения батарее и ее емкости:
W= Q·U
где W – энергия накопленная батареей, Вт·ч;
Q – емкость аккумулятора, А·ч;
U – напряжение аккумулятора, В.
При последовательном подключении нескольких аккумуляторов одинаковой емкости, общий показатель данной связки равен сумме емкостей всех АКБ, входящий в ее состав. В таком случае энергия полученного аккумуляторного блока определится, как произведение электроэнергии одной батареи на их количество.
3. Понятие энергетической емкости аккумулятора
Не менее полезным для потребителя показателем аккумуляторных батарей является их энергетическая емкость, измеряемая в таких единицах, как Вт/элемент. Данное понятие характеризует способность аккумулятора за определенный непродолжительный период времени, который чаще всего составляет не более 15 минут, в режиме постоянной мощности. Наибольшее распространение данный показатель получил в США, но в последнее время набирает популярность и среди потребителей многих других стран. Для приближенного расчета емкости аккумуляторной батареи, измеряемой в А·ч по величине его энергетической емкости в Вт/элемент для периода 15 минут, пользуются формулой:
Q = W/4
где Q – емкость аккумулятора, А·ч;
W – энергетическая емкость аккумулятора, Вт/элемент.
4. Понятие резервной емкости аккумулятора
Для автомобильных аккумуляторов выделяют еще одну характеристику – резервную емкость, которая говорит о способности батареи питать электрооборудование движущегося авто, когда штатный генератор транспортного средства не работает. Данный параметр также больше известен в США и называется «reserve capacity». Он измеряется в минутах разряда батареи величиной тока в 25 А. Для приблизительной оценки номинальной емкости аккумулятора по его показателю резервной емкости, указной в минутах, необходимо воспользоваться формулой:
Q = T/2
где Q – емкость аккумулятора, А·ч;
T – резервная емкость аккумулятора, мин.
Емкость аккумулятора и его заряд (заряженность)
Еще одним достаточно популярным заблуждением является отождествление понятий емкости батареи для и ее заряда (заряженности). Расставим все точки над «и». Под емкостью понимают максимальный потенциал аккумулятора, то есть количество энергии, которое он сможет накопить в полностью заряженном состоянии. Заряд же в свою очередь и представляет собой эту энергию, необходимую для питания нагрузки в автономном режиме. Отсюда вывод, что величина заряда одной и той же батареи может быть разной в зависимости от времени зарядки АКБ, а величина ее емкости в разряженном и заряженном состоянии одинакова. Здесь можно провести аналогию со стаканом, в который наливают воду. Объем прибора и будет представлять собой емкость – это величина не зависящая от того полный стакан или пустой, а самая наливаемая вода – это заряд.
От каких факторов еще зависит емкость аккумулятора?
Ток разряда
Те показатели емкости аккумуляторов, которые можно встретить в их технической документации и на корпусе изделия, производитель указывает исходя из результатов тестовых замеров, производимых по вышеуказанной формуле (Q = I·T) при стандартной длительности разряда (10, 20, 100 часов и т.д.). Соответственно обозначается и емкость – Q10, Q20 и Q100, а также ток разряда – I10, I20 и I100. В таком случае величина тока, протекающего через нагрузку при времени разряда 20 часов определится по формуле:
I20= Q20/20
Следуя данной логике можно предположить, что при разряде, длящемся четверть часа (15 мин) ток будет равен Q20 х 4. Однако это не так, как показывает практика, в случае 15-минутного разряда емкость стандартной свинцовой батареи составит не более половины его номинальной емкости. Соответственно величина параметра I0,25 будет чуть менее Q20 х 2. Отсюда можно сделать вывод, что такие характеристики, как время и ток разряда являются не пропорциональными друг другу.
Конечное напряжение разряда
Каждый раз при разряде аккумулятора напряжение на нем постепенно падает, а по достижению так называемого конечного напряжения разряда обязательно необходимо произвести отключение АКБ. При этом, чем ниже данная характеристика, тем соответственно выше будет фактическая емкость батареи. Как правило, производители указывают на собственных аккумуляторах минимальную величину конечного напряжения разряда, которая в свою очередь зависит от того каким током производится разряд. Случаются ситуации, когда напряжения источника энергии падает ниже этой величины (забыли вовремя отключить аккумулятор или этого нельзя было сделать, так как в течение длительного периода нельзя было обесточивать нагрузку). Тогда возникает явление, называемое глубоким разрядом АКБ. Если часто допускать глубокий разряд батареи, она может быстро выйти из строя.
Износ аккумулятора
Как принято считать, новый аккумулятор обладает номинальной емкостью (той, которую указывает производитель). Однако реальная величина данного показателя может немного отличаться – быть меньше заявленной по причине длительного хранения на складе, либо после нескольких полных циклов заряда и разряда и непродолжительной работы в буферном режиме немного увеличиться. Дальнейшая эксплуатация батареи, а также его хранение неизменно ведут к физическому изнашиванию источника энергии, его старению и постепенному выходу из строя.
Температура
Такой важный фактор, как окружающая температура в месте, где используется аккумулятор, очень сильно влияет на емкость последнего. В случае повышения температуры с 20°С до 40°С показатель емкости батареи возрастает на 5%, а при снижении до 0°С – уменьшается в среднем на 15%. Дальнейшее понижение температуры воздуха ведет к падению указанного параметра еще на 25% относительно номинальной величины.
Как проверить емкость аккумулятора?
Очень часто перед владельцем б/у аккумулятора встает задача определения его остаточной емкости. Классическим и нужно отдать должное самым надежным и эффективным способом проверки фактической емкости аккумулятора считается контрольный разряд. Под данным термином понимают следующую процедуру. Аккумуляторную батарею сперва полностью заряжают, после чего выполняют ее разряд постоянным током, при этом замеряют время, за которое она полностью разрядится. После этого рассчитывают емкость АКБ по уже известной формуле:
Q= I·T
Величину постоянного тока разряда для большей точности расчета лучше подбирать таким образом, чтобы время разряда составляло около 10 или 20 часов (это зависит от времени разряда, при котором была рассчитана номинальная емкость батареи производителем). Затем полученные данные сравнивают с паспортными, и в случае если остаточная емкость будет меньше номинальной на 70-80%, АКБ подлежит замене, так как это явный признак сильного износа аккумулятора и его дальнейший износ будет протекать ускоренными темпами.
Основными недостатками данного метода являются сложность и трудоемкость в реализации, а также необходимость выведения аккумуляторов из эксплуатации на достаточно продолжительный период времени. Сегодня в большинстве устройств, использующих для своей работы аккумуляторные батареи, имеется функция самодиагностики – быстрой (всего за пару секунд) проверки состояния и работоспособности источников энергии, однако точность таких измерений не всегда высока.