Понимание объёма (мА*ч) и эффективности зарядки портативного аккумулятора Power Bank
Дата последнего обновления: 02-02-2017 08:57:38 AM 404309
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.
Расчет автономной работы потребителя от аккумуляторов. Калькуляторы
Для простоты мы сделали калькуляторы расчета:
- Расчет количества аккумуляторов по нагрузке и автономии
- Расчет времени автономии по нагрузке
А теперь представим алгоритм расчета:
1) Определяем совокупную мощность нагрузки и постоянный ток разряда.
2) Вычисляем необходимую емкость аккумулятора для заданной автономии.
3) Определяем тип аккумулятора
Пример
Дано: две светодиодные ленты мощностью по 10Вт и работающие от 12В. Необходимая автономия: 10ч. Срок службы: год при ежедневной эксплуатации. Условия эксплуатации: постоянная комнатная температура 20 градусов.
Найти: минимально допустимые и оптимальные аккумуляторы для решения задачи.
Решение
1) Совокупная мощность W=10Вт*2=20Вт. Постоянный ток разряда: I=20/12=1.67A. Для точных расчетов желательно померить ток потребления при помощи мультимера.
2) Для определения необходимой емкости следует пройти по пунктам:
а) Для того, чтобы продержать нагрузку на таком токе разряда необходимо определить минимальную расчетную емкость АКБ: 1,67*10=16,7Ач.
б) Нужно иметь ввиду, что емкость аккумуляторных батарей указывается производителями исходя из определенного времени разряда. Обычно это 10 часов. Но некоторые производители указывают 20 часов. Тут нам поможет спецификация по АКБ, которую можно взять на нашем сайте. Посмотрим спецификацию Delta DTM 1226:
Разрядные характеристики ближайшего планируемого АКБ
В нашем случае, время работы от АКБ 10 часов, значит мы можем считать емкость равной номинальной. Однако, если в задаче стоит 5 часов, то нужно делать поправку на то, что при таком времени разряда емкость АКБ будет ниже (умножаем ток разряда на часы – 4,8А*5ч=24Ач вместо 28).
в) Далее, нужно учитывать кол-во циклов заряда-разряда, на который мы проектируем систему (из спецификации):
Расчётное количество циклов
В задаче мы можем видеть, что планируемое кол-во циклов у нас 365. Ориентировочная предельная глубина разряда в нашем случае – около 57%. Желательно взять с запасом, будем рассчитывать на 50% разряд (реальные условия эксплуатации отличны от идеальных лабораторных условий).
Таким образом, вводим поправку 0,5: 16,7/0,8=33,4Ач.
г) В случае, если мы имеем дело с отличной от оптимальной температурой эксплуатации (25градусов), необходимо водить поправочный коэффициент, который тоже можем взять из спецификации:
Влияние температуры на емкость аккумулятора
Так при температуре 10 градусов следует ввести коэффициент 0.9, т.е. ещё +10% к расчётной емкости.
3) В случае, если нам необходимы долгие режимы разряда – следует обратить внимание на серии AGM аккумуляторов популярных на российском рынке производителей:
- У АКБ Delta – серия DTM
- У CSB – GP
- У BB Battery – BC
В случае, если разряд производится высокими токами, но короткое время:
Это АКБ оптимизированы на высокую энергоотдачу, хотя и для долгих разрядов они подходят не хуже (они просто дороже). Аккумуляторы по технологии GEL не совсем оптимальны для данной задачи, т.к. заметно дороже, а глубокий разряд хоть и допустим, но резко снижает срок службы.
Ответ: минимально: Delta DTM 1233 (33Ач), оптимально: Delta DTM 1240 (40Ач), либо аналоги.
Похожая статья про способы расчета в нашем блоге: https://tok-shop.ru/tok-blog/time-ups-akb/
Читайте также:
Об авторе
Сергей Леднёв
Руководитель комплексных проектов по стабильному и бесперебойному электропитанию. 220@tok-shop.ru
Комментарии
Сеня 31.01.2014 | Ответить
А почему вы взяли для расчетов спецификацию 26а/ч батареии, когда в итоге требуется аккумулятор на 33а/ч?
Дело в том, что из графиков мы взяли коэффициенты расчета, а не абсолютные значения. У аккумуляторов близкой емкости эти коэффициенты будут практически идентичными, так что для расчёта можно брать спецификацию предполагаемой батареи
Александр 25.10.2016 | Ответить
На сколько по времени хватит аккумулятора Delta agm 12100 l если разряжать током в 14,5А до 10,5 В? Заранее спасибо!
Сергей Леднёв 08.11.2016 | Ответить
Для этого необходимо посмотреть разрядные характеристики АКБ в pdf – http://tok-shop.ru/newpdf/dtm-12100-l-pdf_1_90.pdf. Около 4,5 часов.
тимур 17.04.2017 | Ответить
привет. у меня вопрос. датчик потребляет 12 вольтов на 2 ампера. мне надо рассчитать какой аккумулятор подойдет на 4 месяца автономной работы.
Сергей Леднёв 04.09.2017 | Ответить
Если брать линейный расчет… 4 месяца – это порядка 2880 часов. В час вы тратите ~2Ач. Как минимум 5760Ач, т.е. нужно ~30АКБ по 200Ач
Иван 20.02.2019 | Ответить
Здравствуйте. Подскажите пожалуйста. Какой АКБ выбрать для работы автономного отопителя в течении 10 часов, известно что он потребляет 60ватт.спасибо.
Сергей Леднёв 21.02.2019 | Ответить
Здравствуйте! Расчет по АКБ вы можете посмотреть в нашем калькуляторе: https://tok-shop.ru/calcakum/?mng=60&tavt=10&kpd=80&grzd=80
Здравствуйте, у меня ариаднино нано потребляет 40МА максимально 50МА с датчиком движения сколько мне надо аккумуляторов 18650 и с какой емкостью чтобы 1 год и 2 месяца работало без зарядки? Заранее спасибо!
Сергей Леднёв 21.10.2019 | Ответить
Здравствуйте! Химия литиевых аккумуляторов заметно отличается от свинцово-кислотных и поэтому там действуют несколько другие формулы расчёта. Но, приблизительно расчет такой: 40мА*24ч.*(365+60дн.)=408000mAh. Далее поправки на саморазряд (сильно зависит от температуры), при комнатной около 40% за год с заряда в 100%. 408000*1,4=571200mAh. В среднем в одной 18650 около 2500mAh, 571200/2500=285шт. При такой сборке следует делать поправки на работу BMS, перетоки, сопротивление сборки и т.п., а это может очень серьезно скорректировать необходимый объем в сторону его увеличения…
Аноним 28.11.2019 | Ответить
Здравствуйте,скажите время разряда аккумулятора 60 Ач от тока нагрузки 0,2 А
Сергей Леднёв 29.11.2019 | Ответить
Здравствуйте! Как правило, следует оперировать не током разряда, а мощностью, т.к. ток с просадкой батареи при фиксированной мощности будет нарастать. Тем не менее, 0,2А – это 2,4Вт, следовательно: https://tok-shop.ru/calcvr/?kolak=1&emak=60&mng=2.4&kpd=100&grzd=80
Александр 16.04.2020 | Ответить
Воспользовался вашим калькулятором, получил данные по необходимой батарее, завышенные примерно вдвое. Только сейчас испытал вновь купленную батарею для ИБП, она проработала столько, сколько согласно вашему калькулятору должны были проработать 2 таких батареи. Неплохой способ удвоить продажи!
Сергей Леднёв 16.04.2020 | Ответить
Александр, скорее всего вы некорректно провели замеры. Вы можете привезти свой ИБП с АКБ к нам в офис и я вам докажу, что калькулятор считает с запасом около 20% для недопуска глубоко разряда АКБ.
Александр 16.04.2020 |
В замерах невозможно ошибиться. Чудес не бывает тут. После первой зарядки ИБП с новой батареей Sven SV 1290 (9 Ач, 12 В) проработал ровно 55 мин. В качестве нагрузки использованы две лампы накаливания общей мощностью 85 Вт. Ваш калькулятор показывает, что для работы в течение 1 часа с такой мощностью нужны две батареи 12 Ач или 3 батареи 7 Ач. Это даже больше, чем в 2 раза завышены требуемые параметры!
Сергей Леднёв 16.04.2020 |
Давайте посмотрим внимательно. Во-первых, вот расчеты по вашим условиям – https://tok-shop.ru/calcakum/?mng=85&tavt=0.9&kpd=90&grzd=100. На резистивной нагрузке КП выше и разряд вы допускаете глубокий. Калькулятор показывает необходимо 12Ач. А это как раз около 20% запаса, о котором я писал выше. Во-вторых, при допусках на низкий КПД и неглубокий разряд мы получаем такой расчет – https://tok-shop.ru/calcakum/?mng=85&tavt=0.9&kpd=80&grzd=80, т.е. 15Ач. Вполне релевантное значения для решения задачи. В-третьих, вы можете посмотреть таблицу характеристик вашего АКБ – https://tok-shop.ru/newpdf/sven-sv-1290-instr-pdf_0_6015.pdf. Смотрим, что при 1 часовом разряде до 1,75В на ячейку мы получим мощность 10,76Вт. А это 65Вт отдачи энергии со всего АКБ за час. Смотрим калькулятор – https://tok-shop.ru/calcakum/?mng=65&tavt=1&kpd=100&grzd=100. Всё точно, если допуски по глубине и КПД убираем. А у вас получается 85Вт*0,9=76,5Вт, что на 15 процентов выше, чем в документации. Это значит одно – некорректные данные замеров. Номинальной мощностью лампы накаливания для точных расчетов оперировать нельзя. В-четвертых, надо понимать и брать в расчет деградацию аккумулятора со временем и делать корректировку на это. Таким образом, если вы хотите получить гарантированную расчетную емкость батарейного банка с учетом возможного низкого КПД инвертора и неглубокого разряда АКБ с учетом деградации АКБ значения калькулятора можно считать достоверными. И, кстати, количество необходимых АКБ калькулятор округляет до целых значений.
Юрий 21.04.2020 | Ответить
Здравствуйте, подскажите пожалуйста какой ёмкостью резервного аккумулятора воспользоваться для автономной работы автохолодильника мощностью 60 Вт для 10 часовой работы ночью, когда двигатель автомобиля не работает ? Я водитель фуры и несколько раз холодильник сажал аккумы, что не смог запустить мотор, и теперь вот думаю о резервном аккумуляторе для холодильника.
Сергей Леднёв 03.05.2020 | Ответить
Здравствуйте! Нужно разобраться, сколько энергии в итоге потребляет холодильник за ночь, т.к. он может не потреблять постоянно 60Вт, но если это постоянная нагрузка, то вам будет достаточно одного АКБ на 80Ач – https://tok-shop.ru/calcakum/?mng=60&tavt=10&kpd=80&grzd=80
Дмитрий 02.12.2020 | Ответить
Здравствуйте, подскажите какой ёмкостью нужен аккумулятор для Двигатель 75 кВт, макс. 22500 об / мин, 300 В, 250 А, чтобы он мог работать 10 часов.
Сергей Леднёв 03.12.2020 | Ответить
Здравствуйте! Ваша задача не имеет решения) Слишком большой батарейный банк требуется. Только своя генерация решит задачу
Александр 02.02.2021 | Ответить
Добрый день! Подскажите пожалуйста какие АКБ и какой емкости лучше использовать для насоса предназначенного для перекачки топлива. Мощность насоса 300Вт. Желаемое время работы – круглосуточно. АКБ будут заряжаться солнечными панелями.
Здравствуйте, подскажите пожалуйста какой ёмкостью резервного аккумулятора воспользоваться для автономной работы автохолодильника в документации написано:
1.DC 12V/24V
2.мощностью 45 Ватт,
3.потребляемая мощность 0,2-0,25 kw.h/24 h
Не смог понять на какой пункт 2 или 3 смотреть для выбора ёмкости резервного аккумулятора.
Артем 19.06.2021 | Ответить
Здравствуйте , интересует такой вопрос , Аккумулятор Delta DT 12012 (12V / 1.2Ah), хотим взять с собой в поход и подключить светодиодные лампочки на 12 v , сколько он полностью заряженный просветит нам ? Рационально ли это ? Или надо было брать большой машинный ?
Как оптимальнее рассчитать количество щелочных аккумуляторных батарей 5НК-125 (5KL-125P) на катер при необходимом постоянном потреблении минимум 2кВт в течение 24 часов при ежедневной зарядке части аккумуляторов на берегу?
Сергей Леднёв 15.10.2021 | Ответить
400 мач это сколько часов работы
—> «Радиодетали»
ул.Кирова,28
8-924-415-0506 Специалист по радиодеталям
доставка под заказ
8-914-183-0844
Безналичный расчет
8-914-178-1789 —>
—> +7 -914-178-1789 +7 -914-183-0844 —>
—>Ремонт телевизоров —>
—> На дому у заказчика. Качество. 8-914-774-0382 (LG,GoldStar,AVEST и др.) —>
—> —>Статистика —>
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ЗАРЯДКЕ/РАЗРЯДКЕ NI-MH АККУМУЛЯТОРОВ
Для вычисления времени зарядки никель-металл-гидридного аккумулятора или батареи из нескольких элементов можно использовать следующую формулу:
Время зарядки (ч) = Емкость аккумулятора (мАч) / Сила тока зарядного устройства (мА)
Пример:
Мы имеем аккумулятор с ёмкостью 2000mAh. Ток заряда в нашем зарядном устройстве — 500mA. Делим ёмкость аккумулятора на ток заряда и получаем 2000/500=4. Это означает, что при токе в 500 миллиампер наш аккумулятор с ёмкостью 2000 миллиамперчасов будет заряжаться до полной ёмкости 4 часа!
А теперь более подробно про правила, которые нужно стараться соблюдать, для нормальной работы никель-металл-гидридного (Ni-MH) аккумулятора:
- Храните Ni-MH аккумуляторы с небольшим количеством заряда (30 — 50% от его номинальной ёмкости).
- Никель-металлогидридные аккумуляторы более чувствительны к нагреву, чем никель-кадмиевые (Ni-Cd), поэтому не перегружайте их. Перегрузка может отрицательно сказаться на токоотдаче аккумулятора (способности аккумулятора держать и выдавать накопленный заряд).
- Ni-MH (никель-металл-гидридные) аккумуляторы после покупки можно (но не обязательно!) подвергать «тренировке». 4-6 циклов заряда/разряда для аккумуляторов в качественном зарядном устройстве позволяет достичь придела ёмкости, которая была растеряна в процессе перевозки и хранения аккумуляторов в сомнительных условиях после выхода с конвейера завода-производителя. Количество подобных циклов может быть совершенно разным для аккумуляторов от разных производителей. Качественные аккумуляторы достигают предела ёмкости уже после 1-2 циклов, а аккумуляторы сомнительного качества с искусственно завышенной ёмкостью не могут достигнуть своего предела и после 50-100 циклов заряда/разряда.
- После разряда или заряда старайтесь дать остыть аккумулятору до комнатной температуры (~20 o C). Заряд аккумуляторов при температурах ниже 5 o C или выше 50 o C может значительно отразиться на сроке службы батареи.
- Если хотите разрядить Ni-MH аккумулятор, то не разряжайте его менее, чем до 0.9В для каждого элемента. Когда напряжение никелевых аккумуляторов падает ниже 0.9В на элемент, большинство зарядных устройств, обладающих «минимальным интеллектом», не могут активировать режим заряда. Если Ваше зарядное устройство не может опознать глубоко разряженный элемент (разряженный менее 0.9В), то стоит прибегнуть к помощи более «тупого» зарядника или подключить аккумулятор на короткое время к источнику питания с током 100-150мА до достижения напряжения на аккумуляторе 0.9В.
- Если вы постоянно используете одну и ту же сборку из аккумуляторов в электронном устройстве в режиме дозаряда, то иногда стоит разряжать каждый аккумулятор из сборки до напряжения 0,9В и производить его полный заряд во внешнем зарядном устройстве. Подобную процедуру полного циклирования стоит производить один раз на 5-10 циклов дозаряда аккумуляторов.
ТАБЛИЦА ЗАРЯДА ТИПОВЫХ NI-MH АККУМУЛЯТОРОВ
Стандартный режим зарядки
Пиковый ток заряда
Максимальный ток разряда
Сколько времени нужно для зарядки батареи 4000 мАч от 10 Вт?
Для зарядки аккумулятора у телефона ёмкостью 4000 мАч понадобится 3 часа от 10-Вт (десятиваттного) адаптера и примерно 9 часов для ноутбука. Подробный и развёрнутый ответ ниже.
Сколько заряжается аккумулятор телефона 4000 мАч от 10-Вт зарядки по времени?
Мы уже много раз говорили о миллиампер-часах, изучали все типы быстрых зарядок (и постоянно пополняем этот список), даже выясняли в цифрах и разных обстановках, что лучше — 5000 mAh или 2000 mAh и почему. И вот мы получили очередной интересный вопрос в группе Neovolt в Вконтакте.
Во всех случаях для понимания работы аккумулятора разной ёмкости и определения мощности адаптера нужно знать напряжение.
Вот, как на этот вопрос ответил наш коллега инженер Пол Гримшоу (Paul Grimshaw) из Великобритании с 40-летним стажем в компьютерных технологиях и IT-архитектуре.
«Для телефонов, планшетов и повербанков ёмкость аккумулятора почти всегда указывается для одноэлементной литиевой батареи. В этом случае номинальное напряжение составляет примерно 3,7 В.
→ 3,7 В значит, что энергоёмкость составляет 3,7 * 4 = 14,8 Вт•ч.
Однако зарядка при питании от 10-ваттного блока питания будет происходить только в течение первых 75% заряда, после чего заряд постепенно замедляется. Общее время зарядки составляет около трёх часов (3:00) в зависимости от того, когда именно устройство решит сообщить 100%.»
Пол Гримшоу прислал нам такой грамотный график зависимости зарядки в А•ч и времени (в часах).
Схематичный график зарядки аккумуляторной батареи с напряжением 3,7 В и ёмкостью 4000 мА•ч от адаптера питания мощностью 10 Ватт.
Сколько заряжается аккумулятор ноутбука от 10 Вт, если ёмкость тоже 4000 мАч?
Пол прокомментировал и ситуацию с литий-ионным аккумулятором ноутбука: «Будет иная ситуация». Мы, кстати говоря, об этом различии подробно тоже рассказывали в статье «Почему не увеличат батарею в ноутбуке до 20 000 мАч». Вот, что уточнил британский инженер.
«Ёмкость аккумулятора ноутбука часто указывается в мАч для многоэлементных аккумуляторов, поэтому необходимо умножить их на количество таких элементов или напряжение аккумулятора (оно обычно тоже указано), делённое на 3,7.
В этом случае довольно необычно использовать зарядное устройство на 10 Вт. Но, например, для 3-элементной 11,1-В батареи это может занять около 9 часов заряда до 100%.
В качестве альтернативы, если ёмкость литий-ионной батареи указана в Вт•ч, то просто разделите на 5, чтобы получить время зарядки в часах для заряда от 10 Вт. Таким образом, для зарядки батареи мощностью 40 Вт требуется около 8 часов.»
Вердикт от Neovolt
Нам остаётся только добавить, что напряжение 3,7-вольтового элемента аккумулятора устройства будет изменяться с 3,3 В в полностью разряженном состоянии до 4,2 Вольт в полностью заряженном (в среднем около 3,8 В).
Если бы все 10 Вт зарядного устройства можно было преобразовать в мощность при напряжении аккумулятора, ток зарядки составил бы в среднем 10 Вт / 3,8 В = 2,6 А.
Но, как уже сказал выше Пол Гримшоу , преобразование мощности с выхода зарядного устройства при 5 В на напряжение на аккумуляторе при напряжении от 3,3 до 4,2 требует некоторой потери эффективности. Обычно батарея действительно использует всего ~75-80% мощности, и, следовательно, ток в батарее в среднем составляет 2,0 А (2000 мА для удобства понимания).
Время полной зарядки по нашим расчётам будет 4000 мАч / 2000 мА = 2 часа.
Опять же, соглашаясь с нашим коллегой Полом , в реальной работе, когда батарея достигает ~90% от полной зарядки, плата управления зарядкой устройства начинает ограничивать ток. Это помогает избежать перегрева и перезарядки батареи. Последние 10% заряда могут занять больше времени.
В итоге вы увидите, что 2 часа могут продлиться 2,5-3 часа, хотя аккумулятор почти полностью заряжен.
Если вам интересны такие задачки с аккумуляторами, то пишите свои вопросы в комментарии или задавайте их в нашей группе Вконтакте. Мы также есть и в других соцсетях и мессенджерах (все контакты Neovolt).