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电池的容量和倍率到底是什么你知道吗?

来源:宝鄂实业    2019-06-26 12:08    点击量:
容量的定义
根据电池行业(整个电池行业,非仅指航模电池行业)内规范,锂电池的容量定义为:温度25度时,从4.20V,以0.2C恒流放电到2.75V,所能放出的电量(MAH)即为该电池的容量。相信大家能够理解这个定义的具体规范,它包含了一是对温度的限定,必须是25摄氏度;二是电压从4.20V到2.75V,意味着放尽所有的电量;三是以0.2C放电,意味着要放电5个小时左右。为什么要定义为0.2C放电,因为0.2C放电时几乎所有的锂电都不会有发热现像,避免电能向热能的转化,确保测量值精确,另一个原因是0.2C放电时电池也不会有压降或者压降可以小到可以忽略,这样测出的结果才更精确。
 
那么定义有了,我们怎么能够测试一块电池的实际容量呢?
按电池厂的标准,或者说整个行业的标准,采取的是恒流放电柜来测试,恒流放电柜可以设定放电截止电压、恒流电流大小,同时记录放电曲线、放电时间、放电容量、时时电压...等各项参数。
一般放电柜可以将电流值和容量值精确到0.1MA和0.1MAH,电压值可以精确到0.001V即千分之一伏特。所以最精确的测量容量就是用放电柜来测试。
广大的模友只是热衷于电池的使用和航模的整体性能,并非专业电池检测,去买一个放电柜花好几千或者三五万,完全没有必要。
在这种情况下可以依托您手中的充电器来测试电池容量。一般的航模充电器(非简易充)都有放电功能,当启动这个功能开始放电时它会自动记录容量参数,当放电结束后会有一个容量值,这个容量值即是电池的真实容量。
倍率
电池行业内所指的倍率在航模领域也称C数,那么这个C数是一个什么单位呢?
C数是一个电流值同时也是一个比例值,要根据电池的容量具体计算。C数越高代表电池的放电能力越强。举例说明一下。5000MAH30C的电池,说明这个电池的容量有5000MAH,倍率是30倍,30倍的倍率代表了这个电池可以以最大电流“30倍乘以5000MA”即150A来持续放电,同理,25C2200MAH的电池可以以55A电流持续放电。
 
有的模友也向我提到过,说他买的电池是30C的且可以瞬间60C放电,这完全是一个错误的认识!
“C”这个字符已经包含了持续放电的意思在里面,因为这个瞬间放电的电流大小无法评估一个电池的性能,在行业内是根本不会也没有采用的。举一个极端的例子,如果你将一个2200的30C电池进行正负极短路,其瞬间电流可以达上百安培,你能说这个电池就有50C、60C或者100C吗?瞬间电流无意义,切记。
 
关于C数的检测
C数是一个近似值,我相信所有的模友见过的航模电池只有15C、20C、25C、30C、35C、40C这种以5C为一个阶梯标识方法,没有22C、23C这样的说法吧。那么实际上有没有这种不是5C的倍数的电池呢。答案是肯定有,不管从检测上来说还是从具体使用来讲,都是有的。那为什么没有这样的标注呢。因为出于习惯和实用简洁来讲,这样的标法没太大的意义。22C的电池和23C的电池在使用上分不出高下的,这是档次标法。就像电池的容量一样,有5000MAH的,有5200MAH的,有5500MAH的,但我们没见过标注为5080MAH的电池是一个道理。
 
那么C数是如何定义的呢?
很多模友,可能1000个里面有990个都不知道这个定义。因为大家只是玩航模,并不是电池生产行业,所以不知道这个标准也是很正常的。下面我给大家讲解一下。
按照行业标准,评定一个电池的C数,以电池容量的X倍放电,电池的放电中点不低于3.50V,且放电曲线平整在3.50V左右,取X最大值,即为电池的C数。当然这里面还包含了其它的一些电气参数,比如电池在放电过程中不胀气、不爆炸、不断极片、温度不过高、放出容量达到95%...等性能也包含其中。
所谓用电池内阻测试仪测试电池的放电能力,此方法只可用于参考,不能评定C数。
一是因为内阻测试仪采取的是1KHZ的交流测量,电池的电容效应对其有较大影响,测量值普遍偏小;
二是放电能力最终是由化学反应速度决定,其中高速反应的相关添加剂(比如钴)决定速度,内阻测试仪只能测试物理参数,并不能测试化学反应速度;
三是我们做过大量实验,能充分说明内阻测试仪测不准;
四是同一个电池的假设的电池内阻值会随着电量的饱和度不同而变化。就是说在前面国标所说的【初始容量】的基础上,保留一部分容量,这部分容量不能被使用。比如原来100,可能给你用的只有90甚至80。这部分保留容量首先是出于安全的目的,其次是为了保证电池的使用寿命。
电池不能充得太满,就是不能过充,过充很危险,这一点大家都知道。那么,安全起见,就需要给充电控制系统留出一些调整的空间而防止过充电。
同样电池也不能放的太空,考虑到车辆在没电以后还可能长期存放。为保证电池不被过放电而影响安全和性能,必须在消费者认为的0%以下还保留少量的电量。
另外,由于电池材料的特性,如果电池一直在使用电压范围内满充满放,相对于在充放电两端都保留一些容量的做法,其使用寿命会显著降低。
还有一种情况,那就是电动车比起燃油车还是新生事物,所以,保守一点的厂家,会让标称电量小一些;而那些电池技术并不过关的厂家,为了取得更多补贴,会让标称电量大一些。这个要自己去观察,谁家的更好的电池技术,大家自己百度去。
第三,电表显示充电电量≠实际充电电量。国内普遍使用的家用电表精度不够,实际充电电量与电表显示数据存在差异。这一点就像燃油车的加油站那样,你无法用你油表显示的数据给加油站付钱,只能以加油站的计量装置为准。而且一般意义上来说,加油站的计量装置是经过国家计量审核的,有法律意义。再者,你充电多少,就比如你往一个杯子里倒水,只能以倒进去的水做计量,中间散了的水蒸汽、甚至倒在杯子外面的水,以及粘在标沿上的水,都不属于实际收到的水量。更何况,充电本身还有一个损耗量。
听说有人拿自己家电表去测量车上电池充了多少电,真是无语啊。准不准一回事,你连安全都不顾了?
关于电表的计量精准度,下表说明得很清楚。家用电表跟国家规定的计量装置在精度上相差的可不是一个重量级呢。
 
 
第四,不同的人来使用这个车,其耗电效果是不同的,就比如开燃油车一样,同样的油量,不同的人开出不同的里程。在电动车这里,有如下一些常识:
1、不同驾驶习惯影响电池耗电量。尽量使用经济模式,少急加速急减速,让电池的电量尽可能的释放。
2、温度影响电池性能及电量。对不各种材料的电池,气温过低或过高,都会影响电池性能及电量。温度越低,电池可使用电量越少,并且低温下空调耗电较大,会显著影响续驶里程。高温下,电池的衰减也会加快。
3、电池电量正常衰减。车辆行驶里程越长或使用时间越长,电池电量衰减越大。车辆正常存放时电池电量也会逐渐衰减。
下面这个图是三元材料的不同电流倍率的放电图,这个1C就是前面提到的1I1(A),也即1倍的电流倍率,5C就是5I1(A),也即5倍的电流倍率。倍率越大,由于电池具有一定的内部阻抗,相同容量比率下的电压越低,在横轴上也越短,也就是电量越低。图里面最低的倍率1C和最高倍率25C之间,在相同的截止电压下,横轴上的比率差了10%以上。急加速急减速,也就意味着电机要转更快,需要电池给它更多的电,结果有几个百分点的电就放不出来。