Blog

DIY калькулятор акумуляторної батареї. Розрахунок потужності акумулятора Приклад 2

Наскільки великим слід зробити акумулятор?

Одне з найважливіших дизайнерських рішень, яке вам доведеться прийняти при створенні вашого акумулятор вирішити, наскільки великою має бути ваша батарея. Уявлення про те, “наскільки великим” має бути ваш акумулятор, можна розбити на два фактори: напруга і ємність.

Напруга вашого акумулятора здебільшого буде визначатися пристроєм, який ви намагаєтеся живити. Наприклад, якщо ви хочете потужність для 48-вольтового ebike вам знадобиться батарея на 48 В (або, можливо, батарея на 52 В, яка підходить для більшості 48-вольтових контролерів ebike). Якщо ви живите гольф-карт на 24 В, вам знадобиться акумулятор на 24 В. Якщо у вас система на 12 В, вам потрібно зробити батарею на 12 В.

Основний виняток – якщо ви плануєте використовувати перетворювач напруги або інвертор. Наприклад, ви можете зробити батарею на 48 або 52 В для саморобної електростанції, а потім використовувати інвертор змінного струму, щоб перетворити її на 110 або 220 В змінного струму, або DC-DC перетворювач, щоб перетворити її на 12 В постійного струму.

Щоб отримати правильну напругу для вашої батареї з літій-іонними елементами, просто помножте номінальну напругу кожного елемента на кількість послідовно з’єднаних елементів. (Не знаєте, що таке послідовне або паралельне з’єднання? Натисніть тут, щоб прочитати про це). Наприклад, більшість літій-іонних елементів знаходяться між 3.6V до 3.7В номінальна. Це означає, що три послідовно з’єднані елементи дадуть нам 3 х 3.7V = 11.1В номінальний. Десять послідовно з’єднаних елементів дадуть нам 10 х 3.7В = 37В номінально, саме тому більшість 36В літій-іонних акумуляторних батарей використовують конфігурацію 10s (10 елементів послідовно). Ось список напруг і відповідна їм кількість елементів:

Найпоширенішими конфігураціями зазвичай є 3s, 4s, 7s, 10s, 13s і 14s, оскільки вони найбільш близькі до 12В, 24В, 36В і 48В. Пам’ятайте, що фактична напруга вашого акумулятора буде як вищою, так і нижчою за номінальну напругу під час циклу розряду. Щоб отримати повну напругу батареї при повному заряді, помножте повністю заряджену напругу кожного елемента (4.2 В для літій-іонних) за кількістю елементів. Тож батарея 10s пачка насправді становить 42.0 В при повній зарядці. Повністю розряджена напруга буде приблизно 3.0 В, помножене на кількість послідовно з’єднаних елементів, що становитиме 30 В за 10 с пачка. Насправді, більшість літій-іонних елементів можна розрядити до 2.5 В, але між 3 і 5 В залишилося дуже мало енергії.0 В і 2.5 В, і для клітин здоровіше припинити розрядку при 3.0 V.

Вибір ємності акумулятора

Далі вам потрібно визначитися з відповідною ємністю акумулятора, яка зазвичай вимірюється в ампер-годинах або Ач. Чим більше ампер-годин у вашому акумуляторі, тим довше він пропрацює до того, як розрядиться.

Ємність акумулятора залежить від того, скільки елементів з’єднано паралельно (пам’ятайте, що ви можете прочитати про паралельне та послідовне з’єднання тут). Додавання більшої кількості елементів паралельно призведе до збільшення ємності. Наприклад, якщо ви використовуєте 3.5 Ач і з’єднати три елементи паралельно, вийде 10.5 Ач ємності (3.5 Ач х 3 елементи = 10.5 Ah). Але якщо ви використовуєте 5 елементів замість цього, у вас буде 17.5 Ач всього.

Загалом, найкращий спосіб досягти кращої продуктивності та модернізувати батарею – це створити батарею більшої ємності з вищим значенням А-год. Це тому, що чим більше елементів у вас паралельно, і, отже, чим вища ємність батареї, тим менше навантаження припадає на кожну окрему комірку. Уявіть, що ви з друзями несете важкий холодильник. Ви б краще підняли холодильник з трьома людьми чи з п’ятьма? П’ятьом людям буде набагато легше піднімати вантаж, оскільки кожна людина нестиме меншу частину навантаження. Те саме з елементами акумулятора! Чим більше елементів у вас є паралельно працюючих разом, тим більша ємність і тим менше навантаження кожна з них повинна підтримувати самостійно.

З комплектами VRUZEND кожна торцева кришка додасть невеликий опір до вашої батареї завдяки пружинному з’єднувачу та шинам між ними. Це додає трохи більше навантаження на кожну клітину. Використовуючи нашу попередню аналогію, це все одно, що піднімати холодильник, маючи рюкзак з кількома книжками в ньому. Тому у вас є ще більше підстав планувати створення акумулятора більшої ємності з вищим значенням А-год. Таким чином, кожна клітина може нести менше навантаження і залишатися щасливішою та здоровішою.

Ковпачки в комплекті VRUZEND з пружинними контактами з нержавіючої сталі розраховані на піковий струм 5 А кожен, а краще орієнтуватися на 3.5 А безперервного струму. Це означає, що вам потрібно переконатися, що ви плануєте мати достатню кількість паралельно з’єднаних елементів, щоб впоратися із загальним струмовим навантаженням. Одна комірка може витримувати піковий струм 5 А при використанні клемних ковпачків VRUZEND. Якщо ви використовуєте два елементи паралельно, ви можете витримати пікове навантаження в 10 А при використанні клемних ковпачків VRUZEND. Чотири елементи, з’єднані паралельно, можуть витримати пікове навантаження 20 А і так далі. Тому, якщо ви знаєте, що ваше навантаження, наприклад, контролер електровелосипеда, споживає 25 А, вам слід переконатися, що ви використовуєте щонайменше п’ять елементів паралельно, щоб забезпечити піковий струм 25 А, який ви можете витримати. Паралельне з’єднання елементів завжди краще, оскільки зменшує навантаження на один елемент.

Пам’ятайте, що струмове навантаження, яке може витримати батарея, повністю залежить від кількості елементів, з’єднаних паралельно, а не послідовно. Отже, якщо ви збираєте батарею на 36 В з 10 послідовно з’єднаними елементами, це не означає, що ви зможете підтримувати 50 А. Ви повинні розраховувати пропускну здатність за струмом, виходячи з кількості паралельно з’єднаних, а не послідовно з’єднаних елементів. Якщо батарея на 36 В, яку ви збираєте, має чотири елементи паралельно і 10 елементів послідовно (що робить її 10s4p), вона може витримувати 20 А при використанні клемних ковпачків VRUZEND, оскільки кожен ковпачок витримує 5 А кожен.

Підсумовуючи..

На закінчення, два основні фактори, які слід враховувати, – це напруга і ємність (вимірюється в ампер-годинах). Ваша напруга, ймовірно, вже буде визначена для вас, виходячи з пристрою, який ви збираєтеся живити від акумулятора. Ваша ємність зазвичай залежить від вас, але найчастіше краще зробити її більшою, ніж ви думаєте. Це не тільки збільшить час роботи (і запас ходу, якщо мова йде про електромобіль), але й збереже ваші елементи здоровішими і довговічнішими, оскільки кожна батарея буде працювати менш інтенсивно.

конструкція електромобіля – батарея розрахунок

Високовольтна акумуляторна батарея є одним з найважливіших компонентів акумуляторного електромобіля (BEV). Параметри батареї мають значний вплив на інші компоненти та атрибути транспортного засобу, такі як:

• максимальний крутний момент тягового двигуна
• максимальний гальмівний момент рекуперації
• запас ходу автомобіля
• повна маса автомобіля
• ціна транспортного засобу

Від параметрів високовольтної батареї залежать практично всі основні аспекти чистого електромобіля (EV).

Для проектування акумуляторної батареї електромобіля ми будемо відштовхуватися від 4 основних вхідних параметрів:

• хімія
• напруга
• середнє енергоспоживання транспортного засобу за один їздовий цикл
• запас ходу автомобіля

Батарея складається з одного або декількох електрохімічних елементів (елементів батареї), які перетворюють хімічну енергію в електричну (під час розряду) та електричну енергію в хімічну (під час заряджання). Тип елементів, що містяться в акумуляторі, і хімічні реакції, що відбуваються під час розряджання-заряджання, визначають хімічний склад акумулятора.

Елемент акумулятора складається з п’яти основних компонентів: електродів – анода і катода, сепараторів, клем, електроліту і корпусу або кожуха. Для автомобільних застосувань використовуються різні типи елементів [1]:

Зображення: Різні форми елементів літій-іонної батареїКредит: [1]

Окремі елементи батареї згруповані разом в єдиний механічний і електричний блок, який називається модулем батареї. Модулі електрично з’єднані між собою, утворюючи акумуляторну батарею.

Існує кілька типів акумуляторів (хімічних елементів), що використовуються в гібридних та електричних транспортних засобах, але ми розглянемо лише літій-іонні елементи. Основна причина полягає в тому, що літій-іонні батареї мають вищу питому енергію [Вт-год/кг] і питому потужність [Вт/кг] порівняно з іншими типами [2].

Зображення: Рівень комірки діаграми Рагона, адаптований з Van Den Bossche 2009Кредит: [2]

Рівень напруги акумулятора визначає максимальну електричну потужність, яку можна безперервно видавати. Потужність P [Вт] – це добуток між напругою U [В] і силою струму I [А]:

Чим більший струм, тим більший діаметр високовольтних проводів і тим більші теплові втрати. З цієї причини струм повинен бути обмежений до максимуму, а номінальна потужність досягається при більш високій напрузі. Для нашого застосування ми розглянемо номінальну напругу 400 В.

У статті Конструкція електромобіля – енергоспоживання ми розрахували середнє споживання енергії на тягу Ep, яке становить 137 Вт-год.8 Вт-год/км у циклі руху WLTC. Крім енергії, необхідної для руху, високовольтна батарея повинна забезпечувати енергією допоміжні пристрої автомобіля Eaux [Вт-год/км], такі як: 12 В електрична система, опалення, охолодження і т.д. Також ми повинні враховувати ККД силової установки ηp [-] при перетворенні електричної енергії в механічну.

E_ \right ) \cdot \left ( 2 – \eta_)

Для споживання енергії допоміжними пристроями ми будемо використовувати дані з [3], які містять типові вимоги до потужності деяких поширених електричних компонентів транспортного засобу (допоміжні навантаження). Тривалі електричні навантаження (фари, мультимедіа і т.д.).) і періодичні навантаження (обігрівач, стоп-сигнали, двірники і т.д.).) використовують в середньому 430 Вт електроенергії. Тривалість циклу WLTC становить 1800 с (0.5 год), що дає енергію 215 Вт-год для допоміжних навантажень. Якщо ми розділимо це на тривалість їздового циклу WLTC (23.266 км), отримуємо середнє споживання енергії для допоміжних навантажень Eaux у 9.241 Вт-год/км.

Навіть якщо Вт/км – це не зовсім енергія, а факторизована енергія, оскільки вона приведена до одиниці відстані (км), для простоти ми будемо називати її середньою енергією.

Постійний струм (DC), що надходить від акумулятора, перетворюється на змінний струм (AC) за допомогою інвертора. Це перетворення відбувається з відповідними втратами. Крім того, електродвигун і трансмісія мають певні втрати, які ми повинні враховувати. Для цієї вправи ми будемо використовувати середній коефіцієнт корисної дії ηp, що дорівнює 0.9 від батареї до колеса.

Архітектура акумуляторних батарей

Всі високовольтні акумуляторні батареї складаються з акумуляторних елементів, розташованих в рядках і модулях. Елемент батареї можна розглядати як найменший поділ напруги.

Окремі елементи батареї можуть бути згруповані паралельно та / або послідовно у вигляді модулів. Далі модулі батареї можна з’єднувати паралельно та / або послідовно для створення акумуляторної батареї. Залежно від параметрів батареї, може бути кілька рівнів модульності.

Загальна напруга акумуляторної батареї визначається кількістю послідовно з’єднаних елементів. Наприклад, сумарна напруга 6 послідовно з’єднаних елементів буде дорівнювати сумі їхніх індивідуальних напруг.

Зображення: Ланцюжок акумуляторних батарей

Для того, щоб збільшити струмовий потенціал і ємність батареї, потрібно паралельно з’єднати більшу кількість струн. Для приклад, 3 паралельно з’єднані струни потроять ємність і силу струму батарея блок.

Зображення: Паралельне з’єднання ланцюжків акумуляторних батарей

Високовольтна акумуляторна батарея Mitsubishi i-MiEV складається з 22 модулів, що складаються з 88 послідовно з’єднаних елементів. Кожен модуль містить 4 призматичні комірки. Напруга кожної комірки становить 3.7 В і загальну напругу акумуляторної батареї 330 В.

Зображення: Акумуляторна батарея (модулі та елементи)Кредит: Mitsubishi

Іншим прикладом є високовольтний акумуляторний блок Tesla Model S, який має:

• 74 елементи в паралельній групі
• 6 груп послідовно для модуля
• 16 модулів послідовно
• Всього 7104 елементи

Зображення: Акумуляторна батарея Tesla Model SКредит: Tesla

Батарейний блок розрахунок

Для того, щоб вибрати, які елементи живлення буде мати наш блок, ми проаналізуємо кілька моделей елементів живлення, доступних на ринку. У цьому прикладі ми зосередимося лише на літій-іонних елементах. Вхідні параметри елементів акумулятора наведені в таблиці нижче.

Примітка: Оскільки виробники акумуляторних батарей постійно випускають нові моделі, може статися так, що дані, використані в цьому прикладі, є застарілими. Це менш важливо, оскільки мета статті – пояснити, як виконується розрахунок. Цей же метод можна застосувати для будь-яких інших елементів батареї.

На основі параметрів елементів, наданих виробниками, ми можемо розрахувати вміст енергії, об’єм, гравітаційну щільність та об’ємну щільність для кожного елемента.

Як розрахувати акумулятор потрібного розміру? Калькулятор розміру акумуляторної батареї

Безпосереднє використання відновлюваних джерел енергії, таких як вітер та сонячна енергія, не є настільки ефективним, якщо ми не зберігаємо їх для подальшого використання. Очевидно, що ми можемо зробити це, використовуючи акумулятори глибокого циклу (свинцево-кислотні, літій-іонні батареї і т.д.). Майте на увазі, що акумулятори зберігають лише енергію постійного струму, а не змінного.

У цій статті ми покажемо, як знайти відповідний розмір ємності акумуляторної батареї в Аг (Ампер-годинах), а також необхідну кількість батарей відповідно до наших потреб. Майте на увазі, що батареї завжди номіновані в Аг. Якщо у вас не виходить розрахувати вручну, ви можете скористатися таблицею розмірів акумуляторних батарей калькулятор відразу після розв’язаного прикладу для розрахунку розміру батареї.

Як розрахувати розмір батареї за ємністю? Приклад

Щоб розрахувати точний розмір ємності акумулятора, виконайте наступні прості кроки (приклад з рішенням).

Крок 1 – Потреба в енергії

Перш за все, вам доведеться розрахувати загальну кількість навантажень у ватах, яка необхідна для безпосереднього запуску або подальшого зберігання енергії в акумуляторах. Якщо ви живете вдома, ви можете легко отримати дані про річне споживання електроенергії з лічильника або рахунку за електроенергію.

Якщо він базується на мобільному автофургоні або човні тощо., вам потрібно буде додати та розрахувати номінальну потужність усіх необхідних приладів. (див. приклад нижче).

У наступній таблиці наведено типові показники потужності для різних побутових приладів. У нашому прикладі, загальне необхідне навантаження становить 900 Вт.

Крок 2 – Кількість днів автономної роботи:

Це кількість днів, протягом яких ви можете використовувати енергію акумуляторів глибокого циклу без підзарядки. Іншими словами, кількість днів без підзарядки акумуляторів (переважно в похмуру погоду). Ви можете знайти найсвіжіші дані з ресурсів прогнозу погоди або державного метеорологічного департаменту щодо середньої кількості сонячних днів та передбачуваної кількості похмурих днів у конкретній місцевості.

Майте на увазі, що якщо кількість днів автономної роботи збільшується, вам доведеться додати більше батарей, навіть більше джерел живлення, таких як портативні генератори тощо. У нашому приклад, кількість днів автономної роботи – 2 дні.

Крок 3 – Напруга постійного струму акумуляторної системи

Це номінальна напруга постійного струму батареї (як правило, 12В, 24В, 36В, 48В, 72В і т.д.). Хоча система на 12 В є більш поширеною, ви можете використовувати систему на 24 В або 48 В для систем встановлення сонячних панелей, залежно від вимог до конфігурації системи. У нашому прикладі ми використовували батареї постійного струму 12В.

DoD (Глибина розряду) – це цикл заряджання та перезаряджання (один) батареї i.e. відведення енергії від акумулятора до підключеного навантаження. FLA (заливні свинцево-кислотні акумулятори), герметичні гелеві та AGM акумулятори глибокого циклу оцінюються з точки зору циклів заряду.

DoD представлений у відсотках (%) від загальної ємності акумулятора. Чим більше розряджається батарея, тим менше циклів буде виконано. Коротше кажучи, чим глибший розряд, тим коротший термін служби акумулятора. У нашому прикладі глибина розряду становить 50%.

Крок 5 – Температура навколишнього середовища:

На відміну від сонячних панелей, для правильної роботи акумуляторів необхідна помірна температура. Зміна температури впливає на ефективність і термін служби батарей. Висока температура скорочує термін служби батареї, тоді як низька температура, як правило, зменшує загальну ємність батареї. У нашому прикладі температура навколишнього середовища становить 60 °F (15.55 °C).

Крок 6 – Кількість годин резервного копіювання:

Це кількість годин на добу, коли нам потрібно запускати прилади від акумуляторних батарей. У нашому прикладі кількість годин резервного копіювання становить 3.

Крок 7 – Номінальна ємність (розмір) акумуляторної батареї:

Нарешті, ми можемо розрахувати розмір ємності акумулятора в Ач (номінал Ач), використовуючи наступну формулу.

Ємність батареї в А-год = (Потреба в енергії в Вт-год x Дні автономної роботи x Години резервного живлення) / DoD у % x Напруга постійного струму

Калькулятор розрахунку ємності акумуляторної батареї

Наступне калькулятор виконає вищезгадану задачу, просто ввівши необхідні значення. Просто зробіть це і натисніть на кнопку розрахувати. Калькулятор розміру батареї покаже необхідний розмір акумуляторної батареї та кількість батарей, які потрібно з’єднати паралельно.

• Акумуляторна батарея Калькулятор терміну служби
• Калькулятор ємності акумуляторної батареї
• Послідовне, паралельне послідовно-паралельне з’єднання сонячних панелей
• ШІМ-контролер заряду сонячної батареї – робота, розрахунок і вибір
• Контролер заряду сонячної батареї MPPT – робота, розрахунок та вибір
• Як визначити кількість автоматичних вимикачів у щитку?
• Як визначити потрібний розмір потужності субпанелі?
• Як підібрати потрібний розмір автоматичного вимикача? Вимикач Калькулятор Приклади
• Як підібрати потрібний розмір кабельного дроту ? – Розв’язані приклади
• Як знайти номінальну напругу в амперах вимикача, вилки, розетки
• Як визначити кількість розеток на одному автоматичному вимикачі?
• Як розрахувати розмір навантажувального центру, щитів і розподільчих щитів?
• Як визначити розмір однофазного та трифазного трансформатора в кВА? Калькулятор

Робоча температура і хімічний склад батареї

В якому діапазоні температур навколишнього середовища ви плануєте використовувати EV? Якщо акумуляторна батарея повинна працювати при температурі нижче нуля градусів Цельсія, це вплине на хімічний склад батарей.

Існує два різних типи акумулятор хімічний склад, який підходить для електромобілів, літій-іонні (Li-Ion) та літій-залізо-фосфатні (LiFePO) акумулятори. Літій-іонні акумулятори мають робочий діапазон від 10 до 60 градусів Цельсія. LiFePO батареї мають робочий діапазон між.10 – 60 градусів Цельсія.

Для застосувань, де робочі температури нижче нуля градусів є звичайним явищем і немає місця для додаткових систем, таких як нагрівальний елемент, батареї LiFePO є найбільш підходящими.

Для застосувань, де температура не є проблемою або низька потужність розряджається з акумуляторної батареї (викликає підвищення температури), Li-Ion батареї є найбільш сприятливими.

Літій-іонні акумулятори мають найвищу щільність енергії з усіх доступних на сьогоднішній день. Навіть коли додаються зовнішні системи, щоб підтримувати батареї в температурному діапазоні, щільність енергії, включаючи вагу та об’єм цих систем, все одно вища, ніж при використанні літій-фенольних акумуляторів. Це означає, що в більшості випадків перевага віддається Li-Ion акумуляторам.

Для обох типів хімікатів важливо завжди тримати батареї в межах їх робочого температурного діапазону. Якщо використовувати батареї за межами цього діапазону, це вплине на термін служби та ємність акумуляторної батареї. Небезпечним є підвищення температури акумуляторів вище 60 градусів за Цельсієм, оскільки саме тоді можуть статися пожежі та вибухи.

Просторові обмеження для акумуляторної батареї

Доступний простір для акумуляторної батареї впливатиме на вибір хімічного складу батареї. Хімія Li-Ion акумуляторів має вищу щільність енергії, ніж LiFePo. Це означає, що LiFePo батареї повинні бути більшими, щоб досягти тієї ж потужності, що і їхні Li-Ion аналоги.

Доступний простір для акумуляторної батареї є важливим фактором при проектуванні акумуляторної батареї. Конструкція коробки, в яку поміщається акумуляторна батарея, часто буває досить загадковою. Коли відома необхідна потужність, ви можете вибрати батарею/модуль, який ви збираєтеся використовувати. Тоді ви також знаєте, скільки батарей/модулів потрібно з’єднати паралельно, щоб досягти бажаного результату потужність. Ряди батарей/модулів повинні бути у множині від кількості батарей, які розташовані паралельно один одному. Інакше буде складно з’єднати всі батареї.

Напруга визначає загальну ємність і потужність вашого акумуляторного блоку. Якщо ви вже вибрали інші компоненти трансмісії, такі як двигун і контролер, то ви знаєте, яка напруга вам знадобиться. Кожна батарея, підключена послідовно, додає до загальної напруги.

Ось кілька формул для розрахунку ємності та потужності акумулятора pack:

Ємність = ємність на батарею х кількість паралельно з’єднаних батарей х номінальну напругу

Пікова потужність = піковий струм на батарею х кількість паралельно з’єднаних батарей х номінальна напруга

Безперервна потужність = безперервний струм на батарею х кількість паралельно з’єднаних батарей х номінальна напруга

За допомогою цих формул ви можете розрахувати, що кожне розташування батарей буде означати для вашої батареї пакетрозміри акумулятора.

Коли у вас є вся інформація, ви зможете спроектувати і створити правильний акумуляторний блок для вашого електромобіля. Якщо у вас виникнуть якісь проблеми або дилеми на цьому шляху, ви завжди можете отримати консультацію у нас.

Індивідуальна консультація для вашого проєкту електромобіля

Коротше кажучи, вибір правильного акумулятора для вашого електромобіля може бути досить складним завданням. У Power Battery ми розробляємо, тестуємо і виробляємо акумуляторні батареї та модулі.

Будь ласка, зв’яжіться з нами, якщо у вас виникли питання щодо вашого проекту, або зверніться за консультацією.

EV POWER UPDATE

Повідомте нам, хто ви, і ми будемо тримати вас в курсі останніх новин в області перетворення та живлення електромобілів

Рішення для зберігання енергії B.V.Power BatteryDe Tienden 265674TB NuenenНідерланди

Торгово-промислова палата: 77299000

Blog

Таблиця розмірів акумуляторів Ups. Вимоги до розміру дроту: Визначальні фактори

Як вибрати джерело безперебійного живлення

Роб – технічний репортер-фрілансер з досвідом написання статей для різних видань, включаючи IGN, Unwinnable, 148Apps, Gamezebo, Gamer, Fanbolt, Zam та інші.

Райан Періан – сертифікований ІТ-спеціаліст, який має численні ІТ-сертифікації та 12-річний досвід роботи на керівних посадах у сфері підтримки та управління ІТ-індустрії.

• Короткий посібник з веб-камер
• Клавіатури Миші
• Монітори
• Карти
• HDD SSD
• Принтери Сканери
• Raspberry Pi

Що потрібно знати

• До розмір ваші потреби: Загальну потужність вашого обладнання помножте на загальний струм і додайте 15% від цієї суми, щоб отримати загальну потребу.
• Різниця в ємності ДБЖ порівняно з його навантаженням може збільшити час роботи, якщо вона досить значна.

У цій статті пояснюється, як визначити правильний розмір джерела безперебійного живлення відповідно до ваших потреб.

Наскільки великим має бути джерело безперебійного живлення?

Три важливі фактори, які слід враховувати при налаштуванні ДБЖ, – це передбачуване навантаження (i.e., сумарна напруга та сила струму всієї підключеної електроніки), ємність (i.e., максимальна вихідна потужність), і час роботи (i.e., як довго він може забезпечувати живлення від акумулятора). ДБЖ є найбільш ефективним, коли його потужність точно відповідає загальному навантаженню, не опускаючись нижче необхідного рівня. Іншими словами, вам слід уникати використання ДБЖ з меншою потужністю, ніж передбачуване навантаження.

Необхідний час роботи ДБЖ залежить від того, як довго ви хочете або потребуєте, щоб підключені пристрої продовжували працювати під час відключення електроенергії. Батареї більшої ємності або зовнішні блоки батарей (якщо ДБЖ їх підтримує) збільшують час роботи. З іншого боку, більша кількість пристроїв і більша споживана потужність зменшують час роботи.

Наприклад, якщо ви плануєте підключити один M1 Mac mini (2020), який споживає максимум 39 Вт і близько п’яти ампер, якщо він використовується цілий день, рейтинг VA буде 195 (39 x 5). Загальна кількість VA тоді стане 224.25 (195 x 1.15), що становить 15% зростання.

Як дізнатися потужність свого ДБЖ?

Потужність ДБЖ – це його максимальна вихідна потужність (також відома як номінальна потужність у ВА). При покупці ДБЖ, номінальна потужність в ВА повинна бути вказана разом з типом (Standby, Line-Interactive або On-Line), вхідною напругою і т.д., на коробці або на сторінці товару. Якщо у вас вже є ДБЖ і ви хочете перевірити, потужність повинна бути вказана в документації, що додається до ДБЖ, і відображена десь на самому корпусі ДБЖ (найімовірніше, з одного боку, ззаду або з нижньої сторони).

Як довго працюватиме ДБЖ потужністю 300 Вт?

Доступний час роботи ДБЖ потужністю 300 Вт значною мірою залежить від марки та моделі ДБЖ, а також від того, наскільки близьким до потужності є підключене навантаження. Деякі ДБЖ працюють близько трьох хвилин при повному навантаженні, деякі – до п’яти хвилин і так далі. Якщо ДБЖ працює при неповному навантаженні, він, швидше за все, буде забезпечувати резервне живлення трохи довше, ніж в іншому випадку. На деяких ДБЖ може також вказуватися загальний час роботи від навантаження, але ви можете розрахувати його самостійно, якщо це необхідно.

Загальноприйнята формула для розрахунку часу роботи ДБЖ досить проста, але спочатку потрібно знати кілька додаткових значень.

Знайдіть ємність батареї ДБЖ в ампер-годинах (Аг). Ця інформація повинна міститися в документації до ДБЖ, на сторінці з описом або на самій батареї.

Наприклад, ДБЖ з ємністю акумулятора 150 Ач, вхідною напругою 10 В і навантаженням 700 Вт повинен працювати близько двох хвилин (150 х 10, поділене на 700).

Вибір оптимального джерела безперебійного живлення багато в чому залежить від того, як ви будете його використовувати. Наприклад, якщо ви обираєте ДБЖ для свого Mac або ПК, вам слід врахувати потужність пристрою, номінальну напругу в вольтах і час роботи, а також розмір.

Джерело безперебійного живлення або резервна батарея може допомогти захистити ваш комп’ютер. Він може забезпечити резервне живлення, коли вимикається електрика, діяти як кондиціонер, щоб захистити ваш комп’ютер та аксесуари від перепадів і стрибків напруги, а також зменшити рівень шуму від джерел живлення.

Чому важлива резервна копія акумулятора CPAP?

Навіть якщо ви не любите ходити в походи, кемпінги або виїжджати за межі електромережі, все одно рекомендується мати резервну батарею для CPAP. Деякі акумулятори CPAP можна використовувати як резервну батарею, яка спрацьовує при раптовій втраті живлення – ідеально, якщо ви помітили шторм у прогнозі. Насправді, саме через функцію резервного живлення багато людей купують додаткові або альтернативні акумулятори, тому що ви не повинні залишатися без терапії.

Джерело безперебійного живлення (ДБЖ) здатне автоматично виявляти відключення електроенергії та перемикатися на живлення від акумулятора без будь-якого ручного втручання. Деякі акумулятори CPAP не функціонують як резервне джерело безперебійного живлення, і вам доведеться відключати апарат від розетки та перемикати його на живлення від акумулятора у разі відключення електроенергії.

На щастя, для тих, хто турбується про перебої в електропостачанні, кожна батарея з цього списку може працювати як ДБЖ, за винятком Zopec Voyage.

Який найкращий CPAP Акумулятор Резервне копіювання на випадок відключення електроенергії?

Якщо ви шукаєте найкращу резервну батарею для вашого CPAP-апарату, ми можемо з упевненістю порекомендувати будь-який з чудових варіантів з серії Explore Battery від Zopec (НЕ включаючи Zopec Voyage). Кожна батарея лінійки Explore має спеціальну розетку змінного струму, яка виробляє чистий синусоїдальний сигнал живлення, а це означає, що вони універсально сумісні з будь-яким апаратом CPAP, навіть зі старими, більш чутливими до енергоспоживання моделями.

Кожна батарея Explore має технологію автоматичного перемикання, яка дозволяє їм продовжувати терапію під час відключення електроенергії без будь-якого втручання. Крім того, всі вони мають вогнетривкий зовнішній вигляд, тому якщо батарея коли-небудь вийде з ладу і загориться, вогонь буде локалізовано всередині корпусу батареї. Акумулятори Explore також не використовують вентилятори для охолодження, і в них немає рухомих частин, а це означає, що вони не потребують обслуговування, не засмічуються пилом і не всмоктують бактерії.

Для ще більшої універсальності та цінності, кожна серія Explore акумулятор включає настінний зарядний пристрій і швидкий автомобільний зарядний пристрій!

По суті, ви не помилитеся з акумулятором Zopec Explore, а моделі більшої ємності можуть навіть підтримувати зволожувач повітря та трубку з підігрівом! Батареї Explore також можна об’єднувати в нескінченну серію, щоб задовольнити ваші потреби в енергії. Отже, якщо ви шукаєте акумулятор, схвалений FAA для авіаперельотів, щось, що можна взяти з собою в похід, або надійний варіант для використання вдома, ви обов’язково знайдете щось, що вам сподобається, в серії Explore від Zopec!

Якщо ви шукаєте інший варіант, портативний блок безперебійного живлення з розеткою також ідеально підходить для резервного акумулятора CPAP. Якщо живлення буде втрачено, він автоматично ввімкнеться, і ваша терапія не пропустить жодного удару. Завдяки розетці 110 В змінного струму вам не потрібно буде турбуватися про будь-які адаптери або перетворювачі для налаштування вашого CPAP-апарату! Акумулятор ДБЖ Portable Outlet ємністю 159 Вт-год також є найбільшою ємністю, схваленою для авіаперельотів FAA та TSA, що робить його ідеальним для подорожей на вихідні.

Типи акумуляторів CPAP

Коли справа доходить до живлення вашого апарата CPAP поза мережею, є три основні варіанти: акумулятори глибокого циклу (зазвичай використовуються на човнах, гольф-карах та моторолерах), літій-іонні акумулятори (використовуються в більшості сучасної електроніки) та відносно новіша технологія, яка називається літій-залізо-фосфатні акумулятори.

• Батареї глибокого циклу зазвичай можна знайти в магазинах автозапчастин, вони набагато важчі, ніж літій-іонні батареї, і вимагають спеціального обладнання для підзарядки. Загальне правило для акумуляторів глибокого циклу: більша вага = більша потужність.
• Літій-іонні акумулятори є найпоширенішими акумуляторами CPAP, доступними сьогодні, і призначені для забезпечення пристойного часу роботи – деякі з них навіть можуть живити апарат CPAP протягом декількох повних ночей терапії! Вони також зазвичай швидко заряджаються, досягаючи повної потужності за чотири-шість годин.
• Літій-залізо-фосфатні (LiFePO4) акумулятори, такі як EXP PRO EXP48 і EXP96, дуже схожі на літій-іонні акумулятори, але використовують іншу внутрішню хімію для підвищення міцності та довговічності. Якщо літій-іонні батареї можуть працювати лише в діапазоні від 32°F до 104°F, то батареї LiFePO4 можуть працювати в діапазоні від.4 ° F і 132 ° F. У той час як літій-іонні батареї можна перезаряджати лише близько 500 разів, перш ніж знадобиться нова батарея, життєвий цикл LiFePO4 становить 5 000 перезаряджень. Крім того, батареї LiFePO4 менш схильні до теплового розряду, що робить їх більш безпечним і надійним вибором для домашнього використання.

Ось короткий опис трьох різних типів акумуляторів для CPAP:

Deep Cycle:

• Обмежена портативність
• Налаштування складне / складне
• Чудово підходить для кемпінгу RV
• Тривалий час роботи від акумулятора

Для підключення до акумуляторів глибокого циклу можна використовувати інвертор. Використовуйте затискачі типу “крокодил” для підключення до позитивної та негативної клем, а потім під’єднайте пристрій до розетки, як зазвичай.

Для машин, які не потребують інвертора, також можна під’єднати до клем звичайну розетку типу “прикурювач”. Потім ви зарядите акумулятор за допомогою кабелю постійного струму.

Якщо ви шукаєте легкий і простий варіант резервного акумулятора, ми рекомендуємо літій-іонну батарею.

Літій-іонні:

• Відмінна портативність
• Використання в польоті
• Зазвичай Plug-and-Play
• Швидка зарядка
• Чудово підходить для польотів

На додаток до цього, ви також повинні розглянути, чи зацікавлені ви в батареї виключно для подорожей, резервної батареї батарея для захисту під час перебоїв в електропостачанні, або щось, що може робити і те, і інше.

Літій-залізо-фосфатні (LiFePO4):

• Кращі теплові характеристики
• Довший загальний життєвий цикл
• Менший вплив на навколишнє середовище

Простіше кажучи, батареї LiFePO4 – це еволюція літій-іонних батарей, які краще пристосовані до тривалих, стабільних розрядів, що робить їх ідеальними для CPAP. Вони також краще справляються з температурними коливаннями і мають довший загальний життєвий цикл. Вони трохи важчі за літій-іонні акумулятори і можуть заряджатися трохи довше, але ваші інвестиції окупляться набагато швидше з акумуляторами LiFePO4, оскільки вони розраховані на 10 разів більше циклів перезарядки, ніж літій-іонні акумулятори.

Сумісність акумуляторів для апаратів CPAP

Medistrom Pilot-24 Lite

Medistrom Pilot-24 є найкращою батареєю для CPAP завдяки своїй легкій та компактній конструкції. Акумулятор відповідає вимогам FAA, а це означає, що ви можете брати його з собою і використовувати під час польоту.

Medistrom Pilot-24 набув популярності завдяки своїй сумісності з надзвичайно популярними апаратами AirSense 10 та AirMini CPAP від ResMed. Pilot-24 може не тільки живити ваш CPAP поза домом, він також може діяти як резервна батарея CPAP у разі відключення електроенергії. Він навіть має USB-порт для зарядки мобільних пристроїв і вбудований світлодіодний ліхтарик!

Додатково можна придбати окремі кабелі, щоб зробити Pilot-24 сумісним з 3B Medical Luna та Philips Respironics DreamStation Go.

Крім того, Medistrom Pilot-12 також доступний для 12-вольтових апаратів. Сумісний з наступними пристроями:

• DeVilbiss IntelliPAP IntelliPAP 2 (з додатковими кабелями)
• Апарати HDM серій Z1 і Z2 (з додатковими кабелями)
• Philips DreamStation (крім DreamStation Go)

Недоліки: Як літій-іонний акумулятор, Pilot-24 не витримує надмірно високих температур протягом тривалого часу. Не може працювати при температурі вище 104 ° F, що означає, що він не може бути ідеальним вибором для кемпінгу або походів у спекотному кліматі. Він також не постачається з власним блоком живлення, що означає, що якщо ви хочете зарядити його, вам потрібно буде використовувати блок живлення, який постачається з вашим сумісним апаратом. Останній недолік, характерний для власників AirMini, полягає в тому, що зарядка Pilot-24 за допомогою адаптера живлення AirMini займає 7-9 годин для повної зарядки порівняно з 2-3 годинами зарядки за допомогою адаптера живлення AirSense 10.

Zopec Voyage

Zopec Voyage заряджається за чотири години і може забезпечити ніч CPAP-терапії від акумулятора для більшості апаратів при тиску до 15 см H2O з вимкненим зволожувачем та підігрівом трубок.

Хоча це не найдовговічніший акумулятор для CPAP, він дуже універсальний завдяки стандартній розетці змінного струму, порту USB-C та двом стандартним USB-портам для заряджання мобільних пристроїв. Voyage може заряджати або живити все, що використовує стандартне джерело живлення змінного струму, включаючи побутову техніку, ігрові приставки, телевізори тощо.

Збільшує розмір батареї діаграма

Рисунок 1: Зображення стандартного D-елемента (Вікіпедія).

Я розглядаю підтримку джерела безперебійного живлення (ДБЖ), яке використовує дванадцять лужних батарей типорозміру D в якості джерела енергії. Постачальники телекомунікаційних послуг полюбляють лужні батарейки розміру D, тому що їхні абоненти можуть придбати їх у багатьох місцевих продуктових магазинах. Вони не містять шкідливих матеріалів і можуть бути викинуті у смітник. В даний час постачальники послуг використовують герметичні свинцево-кислотні (SLA) акумулятори. Батареї SLA не так широко доступні, і вони містять свинець, який підлягає переробці. Однак SLA-батареї зручні тим, що вам потрібна лише одна батарея батарея і він досить компактний.

Я подумав, що було б корисно показати вам математику, яка використовується для оцінки батареї для використання в додатку ДБЖ. Це моє перше застосування для батарей розміру D. Мій єдиний контакт з ними сягає кінця 80-х, коли у моїх дітей був програвач компакт-дисків, який використовував шість D-розмір батарейки. Я просто пам’ятаю, що батареї були дуже великими.

Передумови

Розмір D-батарейки

Рисунок 2: Механічне креслення батареї D-розміру.

На рисунку 2 показано габаритне креслення батареї D-розміру. Батарейки розміру D – найбільші з циліндричних батарейок, які зазвичай продаються в продуктових магазинах у США. Крім того, що вони мають великий об’єм, вони також досить важкі – 144 грами (5).1 унція).

Основна причина, чому деякі постачальники послуг хочуть використовувати батареї D-розміру, полягає в тому, щоб забезпечити своїм клієнтам легкий доступ до запасних батарей. У США батарейки D-розміру доступні в багатьох магазинах (наприклад, в.g. продуктові, автозаправні станції, універмаги, господарські, автомобільні тощо). Однак батареї SLA не настільки доступні – люди зазвичай купують їх в Інтернеті або в деяких будівельних магазинах. Однак магазини техніки не так часто зустрічаються, як продуктові магазини або заправки.

На рисунку 3 показано, як батарея D-розмір порівнюється за розміром з іншими поширеними типорозмірами батарей.

Рисунок 3: Порівняння поширених розмірів батарей (Вікіпедія).

Використання батарей типорозміру D для резервного живлення в системах FTTH (Fiber-to-the-Home) було зроблено раніше. Марконі використовував їх для ранньої системи. З причин, які я так і не зрозумів до кінця, ця система не була комерційно успішною. Однак, ці люди (наприклад, Джордж БуАббуд) багато чого зробили правильно у своєму дизайні. Це був випадок, коли ми трохи випередили ринок.

Критичні напруги акумулятора

Існує три характеристики напруги акумулятора, які будуть важливими для нашого обговорення.

Номінальна напруга елемента (VNom) Це маркована напруга батареї. Для лужної батарейки він дорівнює 1.5 V. Напруга холостого ходу (VOC) Напруга холостого ходу акумулятора – це напруга на елементах повністю зарядженого акумулятора без навантаження. Для лужної батареї, ця напруга змінюється від 1.50 В до 1.65 V. Варіація викликана незначними відмінностями в концентраціях матеріалів, що використовуються в конкретній батареї. Напруга відсічення (VCO) Напруга відсічення – це напруга елемента, при якій батарея вважається повністю розрядженою.

Для подальшого обговорення я буду вважати, що VOC = VNom.

Енергетична ємність

Одне з моїх завдань – оцінити час роботи оптичного мережевого терміналу (ONT), коли він живиться від дванадцяти послідовно з’єднаних батарей розміру D. ONT знаходиться в режимі резервного живлення і буде подавати постійне навантаження в 9 Вт на ланцюг акумуляторів. Мій аналіз базуватиметься на малюнку 4 з цієї специфікації батареї.

Рисунок 4: Час роботи батареї D-розміру як функція струму навантаження і напруги відключення.

Збереження ємності

Більшість робіт, які я виконую, пов’язані зі специфікаціями Telcordia, які вимагають часу резервного копіювання 10 годин від нової батареї та 8 годин від старої батареї. Таким чином, я планую замінити батареї, коли вони втратять 20% своєї ємності. Втрата ємності лужної батареї часто становить 3 % на рік (Рисунок 4 – Джерело).

Рисунок 5: Деградація лужної ємності з часом.

Аналіз

Підхід

Мій аналіз буде дуже схожий на той, що був проведений у цьому блозі про ефективність лазерного нахилу. Мене найбільше цікавить визначення час роботи цього блоку з дванадцятьма батареями як функція напруги відсікання. Напруга відсікання важлива для мене, тому що мій блок живлення може працювати тільки до ~10 В, що означає, що моя напруга відсікання буде.

Мій підхід до аналізу простий.

• Оцифруйте криві на рисунку 4 за допомогою Dagra.
• Створіть двовимірну інтерполяцію оцифрованих даних з рисунка 4 за допомогою Mathcad.
• Створіть графік залежності часу роботи від напруги відсікання.

Оцифрована версія рисунка 4

На рисунку 6 показано мій процес оцифрування.

Рисунок 6: Оцифрована версія рисунка 4.

На рисунку 7 показано, як виглядають мої оцифровані дані, коли вони представлені у форматі рисунка 4. Вони виглядають ідентично.

Рисунок 7: Графік моїх оцифрованих даних.

Створення 2-вимірної інтерполяції

На рисунку 8 показано програму Mathcad, яку я використовував для виконання двовимірної інтерполяції.

Рисунок 8: 2-вимірна інтерполяція.

Графік залежності часу роботи від напруги відключення

На рисунку 9 показано мій графік залежності часу роботи від напруги відключення. Мій графік продуктивності акумулятора передбачає постійний струм навантаження. Оскільки напруга батареї постійно зменшується, а блок живлення мого ONT споживає постійний рівень потужності (i.e. У мене в машині завжди змінюється струм, який надходить до мого ONT (імпульсний перетворювач живлення). Я наближу цей струм до середнього значення.

Рисунок 9: Час роботи в порівнянні з напругою відключення.

Це діаграма показує, що у мене не буде жодних проблем із забезпеченням 10-годинного часу роботи з напругою відключення, встановленою на рівні 0.833 В на батарею. Я навіть можу трохи підвищити напругу відключення мого джерела живлення, якщо це зменшить собівартість мого продукту.

Час заміни

Час заміни визначається втратою 3% ємності на рік. Оскільки я повинен замінити батарею, коли втрата заряду становить 20 %, це означає, що я отримаю 6.66 років роботи від цієї батареї, перш ніж я повинен буду її замінити. Зазвичай я розраховую замінювати батареї кожні п’ять років. Отже, розмір D-розмір лужні батареї мають велику збережену ємність.

Як з’ясувати, скільки ампер буде використовувати автофургон?

Розрахунок вашого струму вимоги це досить просто. Більшість приладів та електроніки у вашому будинку на колесах мають номінальний струм та потужність. Якщо вся ваша електроніка працює на 12 вольт (так само, як і ваша акумуляторна система), ви просто додаєте номінальні значення струму для кожної з них, щоб визначити загальне споживання струму.

Якщо у вас є прилади та електроніка, які працюють на 120 вольт, що відповідає потужності, доступній у вашому домі, вам знадобиться інвертор. Інвертор перетворює енергію постійного струму (від акумулятора) в енергію змінного струму (як у вашому домі). Процес розрахунку вашого струму вимоги з інвертором також просто.

Спочатку потрібно скласти загальну потужність вимоги (у ватах) кожного приладу у вашому автофургоні, щоб визначити, який розмір інвертора вам потрібен. Наприклад, якщо сумарна споживана потужність усіх ваших приладів та електроніки становить 2 500 Вт, вам, ймовірно, потрібен інвертор потужністю 3 000 Вт.

Коли ви знаєте розмір вашого інвертора, розрахувати споживаний струм дуже просто. Просто розділіть номінальну потужність інвертора на вхідну батареї напруга. У нашому прикладі вище ви ділите 3 000 Вт (потужність інвертора) на 12 вольт (напруга акумулятора), що дає максимальний споживаний струм 250 ампер.

Який датчик Дріт Розмір слід використовувати для акумуляторних кабелів?

Пам’ятайте, що вибір правильного дріт розмір кабелю для вашого акумулятора визначається на основі двох факторів: сили струму та відстані.

Тепер, коли ви знаєте, як розрахувати потребу в струмі, вам просто потрібно з’ясувати, як далеко вам потрібно прокласти кабелі. Пам’ятайте, що коротше – завжди краще. Менша довжина кабелю означає меншу вагу та меншу вартість.

Після того, як ви знаєте довжину кабелю та струм, ви можете швидко знайти те, що розмір кабель акумулятора для використання. розмір дріт розмір діаграма нижче допоможе вам вибрати правильний дріт калібр для акумуляторів вашого автофургона. З цієї таблиці легко побачити, що менший струм і менша відстань дозволяють використовувати менші кабелі.

Ви також побачите, що зі збільшенням сили струму або відстані збільшується і необхідна товщина кабелю. Зверніться до експерта, якщо щось стає незрозумілим; здогадайтеся, що саме дріт калібр не є вирішенням вашої проблеми.

Вибір правильного розміру кабелю акумулятора

Акумуляторні кабелі RV – це невелика, але важлива частина складної та невід’ємної системи у вашому автофургоні. Вибір кабелю акумулятора неправильного розміру може призвести до додаткових витрат, розчарувань і, можливо, навіть до пожежі.

Однак вибір правильного розміру кабелю акумулятора для вашої системи не повинен бути напруженим. Скористайтеся наведеними вище порадами або зверніться до експертів Battle Born з будь-якими питаннями, щоб допомогти зробити ваш проект з модернізації акумуляторної батареї RV успішним!