Berechnung der Energie in der Batterie

Als erste sehr grobe Annäherung, ja, Sie können die Kapazität und die Nennspannung multiplizieren, um Energie zu erhalten.

Batterien sind jedoch ziemlich kompliziert mit vielen Variablen. Die Ausgangsspannung wird sicherlich über die Lebensdauer der Entladung variieren. Was bedeutet eigentlich die 100-Ah-Angabe? Wie hoch ist die Ausgangsspannung am Ende dieser 100 Ah? Um wirklich gelieferte Energie zu erhalten, müssen Sie das momentane Produkt aus Spannung und Strom über eine vollständige Entladung integrieren.

Aber halt, so einfach ist es auch nicht. Das war ein Zyklus bei einer Temperatur. Batterien können im Allgemeinen weniger Energie liefern, wenn sie kalt sind, manchmal sogar deutlich. Die Gesamtkapazität nimmt im Allgemeinen ab, wenn eine Batterie altert oder zykliert wird. Wie lange die Batterie in der Vergangenheit zykliert wurde, kann eine Rolle spielen. Die Ausgangsspannung und -kapazität sind eine Funktion des Stroms. 100 Ah bedeutet nicht zwangsläufig, dass man eine Stunde lang 100 A ziehen kann. Es kann festgelegt werden, dass diese Ladung 10 h lang mit 10 A geliefert wird, und wenn Sie 100 A entnehmen, erhalten Sie beispielsweise nur 80 Ah.

Wie nutzt Ihre Last diese Energie eigentlich? Wenn Sie ein Schaltnetzteil haben, können Sie vielleicht tatsächlich das Integral von Spannung mal Strom verwenden. Wenn Sie einen Linearregler haben, interessiert Sie wirklich nur der gelieferte Strom, solange die Spannung über einem bestimmten Minimum bleibt. Jede zusätzliche Energie, die die Batterie in Form einer höheren Spannung liefert, wird vom Regler einfach als Wärme abgeführt. In diesem Fall ist die Angabe der Ah-Kapazität relevanter als eine Energieangabe.

Aufgrund all dieser Variablen multiplizieren Sie einfach die Kapazität mit der Nennspannung, um eine ungefähre Vorstellung von der Energie zu bekommen, und stellen Sie fest, dass Sie nur eine ungefähre Vorstellung bekommen werden. Gutes Design reduziert sich von dort auf einen Wert, auf den Sie sich über den Bereich von Temperatur, Alter und Zykluslebensdauer verlassen können, über den die Batterie arbeiten soll.

Ist es wirklich richtig zu sagen, dass die Energie in der Batterie 100 Ah * 12 V = 1200 Wh beträgt?

Es hängt davon ab, wie genau Sie sein wollen. Das ist eine mathematisch fundierte Annahme, aber es wird davon ausgegangen, dass die Batterie während des gesamten Zyklus eine konstante Spannung hat. Für viele Bedürfnisse ist das nah genug.

Die Batteriespannung nimmt jedoch ab, wenn sie entladen wird. Was Sie wirklich tun müssen, ist, den Strom und die Spannung zu jedem Zeitpunkt während der Entladung zu messen, um die Leistung zu berechnen, und dann die Leistung zu integrieren, um Energie zu erhalten.

Natürlich hängen sowohl die Spannung als auch der Strom von vielen Variablen ab, darunter Temperatur, Alter der Batterie, wie vollständig sie ursprünglich aufgeladen war, wie weit sie entladen werden soll, wie schnell sie entladen wird und so weiter An.

Die Nennkapazität und die Nennspannung reichen nicht wirklich aus, um die Gesamtenergiekapazität zu berechnen, sie sind nur eine schnelle Möglichkeit, zwei Batterien mit der gleichen Chemie zu vergleichen.

Vollständige Batteriespezifikationen enthalten normalerweise eine Entladekurve, die Sie verwenden können, um die nutzbare Energie für Ihre Anwendung zu berechnen. Ein kurzes Beispiel finden Sie unter http://www.power-sonic.com/images/powersonic/technical/1277751263_20100627-TechManual-Lo.pdf

Wenn Sie die Batterie nur bis zu 11,5 V verwenden können, ist die nutzbare Energie geringer, als wenn Sie sie verwenden können, wenn sie weiter entladen ist, und die Rate, mit der Sie Strom aus der Batterie entnehmen, wirkt sich auf ihre nutzbare Kapazität aus.

Einige Datenblätter haben ein nützlicheres Diagramm „Wh vs. Spannung“, sodass Sie schnell erkennen können, dass die Batteriekapazität 1200 Wh beträgt, wenn die Klemmenspannung 11,2 V beträgt, aber das ist nicht weit verbreitet. Es berücksichtigt auch nicht, dass sich die Batteriekapazität bei höheren Entladeraten verringert