Pandangan: 0 Pengarang: Pasukan Kandungan Teknikal Bateri ZERNE Masa Terbitan: 2026-08-17 Asal: tapak
Jika anda bertanya, 'Berapa lama masa yang diambil untuk mengecas bateri litium?' tiada jawapan tunggal yang digunakan untuk setiap sel atau pek bateri. Masa pengecasan bergantung terutamanya pada kapasiti yang mesti diganti, arus pengecasan yang dibenarkan, keadaan permulaan cas, dan peringkat voltan malar berhampiran cas penuh.
Bateri kecil 2Ah yang dicas pada 1A mungkin memerlukan masa yang lebih singkat daripada bateri 10Ah yang dicas pada arus yang sama. Walau bagaimanapun, output terkadar pengecas bukanlah satu-satunya faktor. Kimia bateri, model sel, suhu, had BMS, reka bentuk pengecas dan tetapan penamatan juga mempengaruhi hasil akhir.
Untuk projek yang menggunakan sel 18650, the Proses pengecasan 18650 dan keperluan keselamatan hendaklah dinilai secara berasingan. Artikel ini memfokuskan pada kaedah pengiraan yang boleh digunakan pada sel litium-ion dan pek bateri.
Anggaran masa pengecasan asas menggunakan kapasiti untuk menggantikan dibahagikan dengan arus pengecasan.
Hasilnya hanyalah anggaran malar semasa yang ideal.
Peringkat voltan malar menambah masa apabila arus pengecasan berkurangan secara beransur-ansur.
Kapasiti bateri hendaklah ditukar daripada mAh kepada Ah sebelum mengira.
Pengecas arus lebih tinggi tidak sesuai secara automatik untuk setiap bateri litium-ion.
Voltan bateri sahaja tidak menentukan masa pengecasan.
Untuk pek bateri, kapasiti selari, konfigurasi siri, voltan pengecas dan had BMS mesti dinilai bersama.
Masa pengecasan OEM akhir harus disahkan melalui semakan lembaran data dan ujian sampel.
Bateri litium-ion mungkin mengambil masa kurang daripada satu jam hingga lebih daripada sepuluh jam untuk mengecas, bergantung pada kapasiti dan arus pengecasannya. Anggaran praktikal bermula dengan formula ini:
Anggaran masa pengecasan ≈ Kapasiti untuk menggantikan (Ah) ÷ Arus pengecasan (A) + Masa tirus voltan malar
Contohnya, jika bateri 3Ah dicas daripada 20% hingga 100%, kira-kira 2.4Ah mesti diganti:
3Ah × 80% = 2.4Ah
Dengan arus pengecasan 1A, masa arus malar yang ideal ialah:
2.4Ah ÷ 1A = 2.4 jam
Kitaran pengecasan sebenar biasanya akan mengambil masa yang lebih lama kerana pengecas mengurangkan arus semasa peringkat voltan malar. Masa terakhir juga mungkin dipengaruhi oleh suhu, keadaan bateri, kecekapan pengecas, had BMS dan arahan pengecasan pengeluar sel.
Voltan nominal bateri tidak memberikan maklumat yang mencukupi untuk mengira masa pengecasan. Bateri 3.7V, 1Ah dan bateri 3.7V, 5Ah mempunyai voltan nominal yang sama tetapi keperluan pengecasan yang sangat berbeza.
Titik permulaan yang paling berguna untuk pengiraan masa pengecasan bateri ialah jumlah cas yang perlu diganti.
Formula asasnya ialah:
Masa pengecasan ≈ Kapasiti untuk menggantikan (Ah) ÷ Arus pengecasan (A)
Formula ini menerangkan bahagian arus malar yang ideal bagi kitaran pengecasan. Ia tidak termasuk:
Prasyarat untuk bateri yang dinyahcas dalam;
Peringkat tirus voltan malar;
Kerugian pengecas;
Pengimbangan BMS;
Pengurangan arus berkaitan suhu;
Had semasa yang dikenakan oleh sel atau pek bateri;
Masa yang digunakan untuk penamatan pengecasan.
Kapasiti bateri selalunya ditunjukkan dalam miliamp-jam, atau mAh, manakala arus pengecasan biasanya ditunjukkan dalam amp.
Untuk menukar mAh kepada Ah:
Kapasiti (Ah) = Kapasiti (mAh) ÷ 1,000
Contoh:
2,000mAh = 2Ah;
3,000mAh = 3Ah;
3,500mAh = 3.5Ah;
5,000mAh = 5Ah.
Jika sel 3,000mAh dicas pada 1A dari kosong di bawah keadaan arus malar yang ideal, pengiraan asas ialah:
3Ah ÷ 1A = 3 jam
Ini tidak bermakna sel akan sentiasa mencapai cas penuh dalam masa tiga jam. Pengecas litium-ion biasanya mengurangkan arus apabila bateri menghampiri voltan pengecasan maksimumnya.
Bateri jarang mula mengecas tepat pada 0%. Jumlah caj yang mesti diganti bergantung pada keadaan permulaan caj.
Sebagai contoh, bateri 3Ah yang dicas daripada 50% hingga 100% memerlukan lebih kurang 1.5Ah:
3Ah × 50% = 1.5Ah
Pada arus pengecasan 1A:
1.5Ah ÷ 1A = 1.5 jam
Bateri yang dicas daripada 20% hingga 100% memerlukan lebih masa:
3Ah × 80% = 2.4Ah
Pada arus 1A yang sama:
2.4Ah ÷ 1A = 2.4 jam
Angka ini mewakili bahagian caj berasaskan semasa yang ideal. Peringkat voltan malar masih perlu ditambah.
Kapasiti adalah salah satu faktor yang paling penting. Bateri yang lebih besar biasanya memerlukan lebih banyak cas untuk mencapai kapasiti penuh.
Contohnya, jika dua bateri dicas pada arus yang sama:
Bateri 2Ah memerlukan masa kurang daripada bateri 5Ah;
Bateri 5Ah memerlukan masa kurang daripada bateri 10Ah;
Pek bateri dengan kapasiti lebih selari biasanya memerlukan lebih banyak masa daripada pek dengan sel selari yang lebih sedikit.
Kapasiti tidak boleh dikelirukan dengan voltan. Voltan menerangkan potensi elektrik bateri, manakala Ah menerangkan jumlah cas yang boleh disimpan oleh bateri.
Arus pengecasan menentukan seberapa cepat bateri boleh menerima cas semasa peringkat arus malar.
Jika bateri 3Ah menerima 1A, masa berasaskan arus yang ideal untuk cas penuh ialah kira-kira tiga jam. Jika bateri yang sama menerima 0.5A, masa yang sesuai ialah kira-kira enam jam sebelum menambah peringkat voltan malar.
Walau bagaimanapun, arus mesti kekal dalam spesifikasi pengeluar sel. Pengecas diberi nilai 2A tidak bermakna setiap bateri litium-ion boleh menerima 2A dengan selamat.
Arus yang dibenarkan boleh berbeza antara dua sel dengan saiz fizikal yang sama dan kapasiti yang sama. Untuk reka bentuk OEM, arus pengecasan yang disyorkan, arus pengecasan maksimum, suhu operasi dan keadaan hayat kitaran hendaklah diambil daripada lembaran data sel yang dipilih.
Bateri litium-ion biasanya tidak dicas pada arus maksimum sehingga saat ia penuh.
Semasa peringkat arus malar, pengecas membekalkan arus terkawal. Apabila sel mencapai voltan pengecasan yang ditentukan, pengecas bertukar kepada kawalan voltan malar. Arus pengecasan kemudiannya berkurangan secara beransur-ansur.
Peringkat akhir ini dipanggil peringkat tirus. Ia adalah salah satu sebab utama masa pengecasan sebenar lebih lama daripada pengiraan mudah kapasiti dibahagikan dengan semasa.
Pengawal pengecas bateri biasanya menggunakan peringkat prakondisi, arus malar, voltan malar dan peringkat penamatan.
Contoh berikut menunjukkan bahagian pengiraan arus malar yang ideal. Mereka merancang contoh, bukan spesifikasi masa pengecasan universal.
Kapasiti Bateri |
Keadaan Bermula |
Kapasiti untuk Mengganti |
Mengecas Arus |
Masa Malar-Semasa Ideal |
|---|---|---|---|---|
2Ah |
50% |
1Ah |
1A |
1 jam |
3Ah |
20% |
2.4Ah |
1A |
2.4 jam |
3Ah |
20% |
2.4Ah |
0.5A |
4.8 jam |
5Ah |
20% |
4Ah |
2A |
2 jam |
Pek 10Ah |
30% |
7Ah |
2A |
3.5 jam |
Masa sebenar akan menjadi lebih lama apabila peringkat voltan malar, kecekapan pengecas, had suhu dan tingkah laku penamatan disertakan.
Oleh itu, bateri 3Ah yang dicas pada 1A mungkin memerlukan kira-kira tiga jam untuk fasa pengecasan utama dan masa tambahan semasa peringkat tirus. Keputusan tepat bergantung pada model bateri dan keadaan penamatan pengecas.
Formula ini berguna kerana ia menyediakan rujukan perancangan yang mudah. Ia tidak boleh dianggap sebagai spesifikasi bateri yang lengkap.
Kebanyakan bateri mula mengecas dengan beberapa baki kapasiti. Mengecas dari 60% hingga 100% adalah berbeza daripada mengecas dari 10% hingga 100%.
Peranti yang mula mengecas secara automatik apabila bateri mencapai ambang rendah mungkin mempunyai kitaran pengecasan yang lebih pendek daripada bateri yang telah dinyahcas secara mendalam.
Pengecas mungkin mengurangkan arus kerana:
Suhu bateri tinggi;
Suhu pengecas tinggi;
Had kuasa input;
Had perlindungan bateri;
Profil pengecasan konservatif;
Beban sistem yang beroperasi pada masa yang sama.
Apabila arus dikurangkan, kitaran pengecasan mengambil masa yang lebih lama.
Bateri litium-ion biasanya memerlukan julat suhu terkawal semasa pengecasan. Jika bateri terlalu panas atau terlalu sejuk, pengecas atau BMS mungkin mengurangkan arus atau menghentikan pengecasan.
Ini bermakna dua bateri yang sama boleh mempunyai masa pengecasan yang berbeza apabila digunakan dalam persekitaran yang berbeza. Bateri yang dicas dalam kepungan yang sejuk dan berventilasi baik mungkin mengikut profil yang berbeza daripada yang dipasang dalam kepungan padat dengan pelesapan haba yang terhad.
Bateri lama mungkin menerima pengecasan secara berbeza daripada bateri baharu. Rintangan dalaman yang meningkat boleh menghasilkan lebih banyak haba dan menyebabkan pengecas atau sistem perlindungan mengurangkan arus.
Bateri dengan kapasiti berkurangan mungkin kelihatan mengecas dengan cepat kerana ia menyimpan kurang tenaga berbanding semasa ia baharu. Oleh itu, masa pengecasan sahaja tidak boleh digunakan untuk menentukan kesihatan bateri.
Untuk pek bateri berbilang sel, BMS mungkin mengehadkan arus pengecasan atau terus mengimbangi hampir penghujung kitaran.
Jika satu kumpulan siri mencapai had voltan atasnya lebih awal daripada yang lain, BMS mungkin mengurangkan pengecasan atau menghentikan proses. Oleh itu, pek dengan ketidakseimbangan sel mungkin mengambil masa yang lebih lama untuk mencapai keadaan pengecasan yang lengkap daripada pek yang padan dengan baik.
Masa pengecasan pek bateri bergantung pada cara sel disambungkan.
Sel yang disambungkan secara bersiri meningkatkan voltan pek. Sel yang disambung secara selari meningkatkan kapasiti pek dan keupayaan semasa. Untuk pengiraan masa pengecasan, kapasiti selari amat penting.
Sebagai contoh, pertimbangkan pek 3S2P yang dibina daripada sel 3Ah:
Kiraan siri: 3;
Kiraan selari: 2;
Kapasiti pek: 3Ah × 2 = 6Ah;
Arus pengecasan ideal: 1A;
Masa arus malar yang ideal dari kosong: kira-kira 6 jam.
Pengecas juga mesti memberikan voltan yang betul untuk konfigurasi tiga siri. Tetapan voltan tidak boleh dipilih hanya daripada label pemasaran pek.
Untuk projek pek, gunakan Kalkulator pek bateri 18650 untuk menganggar konfigurasi siri dan selari terlebih dahulu. Pengiraan masa pengecasan kemudiannya boleh menggunakan kapasiti pek yang terhasil dan arus pengecasan yang dibenarkan.
Jumlah bilangan sel pek sahaja tidak menentukan masa pengecasan. Pek 3S1P dan pek 3S4P mempunyai kelas voltan siri yang sama, tetapi pek 3S4P mempunyai kapasiti yang lebih besar dan biasanya memerlukan lebih banyak caj untuk mencapai kapasiti penuh.
Untuk perhubungan kapasiti dan tenaga yang lebih terperinci, Kapasiti pek bateri 18650 dan pengiraan masa jalan menyediakan latar belakang yang diperlukan tanpa menganggap masa jalan dan masa pengecasan sebagai ukuran yang sama.
Sel 18650 ialah format sel fizikal, bukan satu spesifikasi elektrik universal. Sel 18650 yang berbeza boleh mempunyai kapasiti yang berbeza, arus pengecasan, had suhu dan arahan pengecasan.
Katakan sel 3,000mAh 18650 bermula pada 20% keadaan cas dan dicas pada 1A.
Anggaran kapasiti untuk menggantikan ialah:
3Ah × 80% = 2.4Ah
Masa arus malar yang ideal ialah:
2.4Ah ÷ 1A = 2.4 jam
Masa pengecasan akhir akan menjadi lebih lama kerana peringkat voltan malar. Jika sel yang dipilih hanya membenarkan arus pengecasan yang lebih rendah, kitaran akan mengambil masa yang lebih lama. Jika sel membenarkan arus yang lebih tinggi, kitaran mungkin lebih pendek, tetapi nilai yang lebih tinggi hanya boleh digunakan apabila ia disokong oleh lembaran data dan sistem pengecasan lengkap.
Inilah sebabnya mengapa frasa 'berapa lama untuk mengecas bateri ion litium' tidak boleh dijawab dengan voltan sahaja. Kapasiti, arus, kimia dan pengawal cas semuanya penting.
Untuk projek OEM, masa pengecasan ialah input reka bentuk dan bukannya anggaran pengguna yang mudah.
Pasukan pembangunan harus menentukan:
Kapasiti bateri yang diperlukan;
Keadaan permulaan dan sasaran caj;
Kuasa input yang tersedia;
Arus pengecasan maksimum;
Tingkap pengecasan yang diperlukan;
kimia bateri;
Konfigurasi siri dan selari;
BMS mengecas-had semasa;
Penilaian pengecas dan penyambung;
Suhu operasi dan pengecasan;
Keadaan terma di dalam kandang;
Hayat kitaran yang diperlukan.
Prototaip kemudiannya harus diuji di bawah keadaan realistik. Ujian hendaklah merekodkan:
Voltan bateri awal dan keadaan cas;
Mengecas semasa dari semasa ke semasa;
Suhu bateri dan pengecas;
Masa yang dihabiskan dalam pengecasan arus malar;
Masa yang dihabiskan dalam pengecasan voltan malar;
Tingkah laku penamatan;
Perbezaan voltan antara kumpulan siri;
Kapasiti akhir selepas dicas.
Di ZERNE Battery, anggaran masa pengecasan boleh digunakan sebagai sebahagian daripada semakan spesifikasi pek bateri yang lebih luas. Anggaran tidak boleh dibentangkan sebagai hasil terjamin sehingga sel yang dipilih, pengecas, BMS, kepungan dan keadaan pengendalian telah disahkan bersama.
Untuk pasukan OEM yang bekerja dengan Guangdong Zhaoneng Technology Co., Ltd., pengiraan boleh menyokong perancangan sampel sebelum bergerak ke arah reka bentuk bateri tersuai. Bateri ZERNE kemudiannya boleh menyelaraskan konfigurasi pek dan antara muka pengecasan dengan voltan, kapasiti, ruang dan keperluan pengeluaran peranti melalui penyelesaian bateri 18650 tersuai.
Voltan nominal bateri tidak menunjukkan jumlah cas yang disimpan. Dua bateri dengan voltan nominal yang sama boleh mempunyai kapasiti yang sangat berbeza.
Kapasiti 3,000mAh tidak bermakna bateri perlu dicas pada 3,000mA. Kapasiti dan arus pengecasan adalah spesifikasi yang berbeza.
Pengecas mungkin mampu membekalkan 2A, tetapi bateri hanya membenarkan 1A. Lembaran data sel dan had BMS harus diutamakan.
Kapasiti dibahagikan dengan arus memberikan anggaran berasaskan semasa yang ideal. Ia tidak mengambil kira pengurangan semasa secara beransur-ansur hampir cas penuh.
Kimia berasaskan litium yang berbeza boleh mempunyai had voltan dan keperluan pengecasan yang berbeza. Profil litium-ion standard tidak boleh digunakan secara automatik pada LiFePO4 atau bahan kimia lain.
Jumlah bilangan sel tidak secara langsung menentukan masa pengecasan. Kiraan siri menentukan voltan pengecasan yang diperlukan, manakala kiraan selari menentukan kapasiti pek dan mempengaruhi tempoh pengecasan yang diperlukan.
Bateri yang mengecas dengan cepat mungkin telah kehilangan kapasiti. Bateri yang mengecas perlahan mungkin mempunyai arus pengecasan rendah, rintangan tinggi, had suhu atau sekatan berkaitan BMS. Masa pengecasan hendaklah dinilai bersama dengan kapasiti, tingkah laku voltan dan rintangan dalaman.
Jawapan kepada 'berapa lama bateri litium mengambil masa untuk mengecas?' bergantung pada jumlah cas yang mesti diganti dan arus yang dibenarkan untuk diterima oleh bateri.
Pengiraan asas ialah:
Kapasiti untuk menggantikan (Ah) ÷ Arus pengecasan (A) + Masa tirus voltan malar
Formula ini berguna untuk perancangan awal, tetapi ia bukan pengganti untuk lembaran data sel yang dipilih atau ujian sistem pengecasan yang lengkap.
Untuk sel tunggal, kapasiti dan arus pengecasan adalah titik permulaan utama. Untuk pek bateri, konfigurasi siri, kapasiti selari, voltan pengecas, had BMS, kelakuan mengimbangi, suhu dan kaedah penamatan juga mesti dipertimbangkan.
Oleh itu, spesifikasi masa pengecasan yang boleh dipercayai harus menggabungkan pengiraan, semakan lembaran data, ujian prototaip dan pengesahan khusus aplikasi.
Ia mungkin mengambil masa kurang daripada satu jam atau lebih daripada sepuluh jam, bergantung pada kapasiti bateri, arus pengecasan, keadaan permulaan pengecasan dan profil pengecas. Peringkat voltan malar biasanya menambah masa melebihi pengiraan kapasiti-arus asas.
Tukar kapasiti kepada amp-jam, darabkannya dengan pecahan kapasiti yang perlu diganti, dan bahagikan hasilnya dengan arus pengecasan yang dibenarkan. Tambah masa tambahan untuk tirus voltan malar dan sebarang pengurangan semasa.
Anggaran kasar ialah kapasiti bateri penuh dalam Ah dibahagikan dengan arus pengecasan yang dibenarkan dalam A, ditambah dengan peringkat voltan malar. Bateri tidak boleh dilepaskan dengan sengaja kepada sifar melainkan pengilang secara khusus mentakrifkan keadaan itu sebagai boleh diterima.
Jawapannya bergantung pada kapasiti. Bateri 2Ah memerlukan kira-kira dua jam semasa fasa arus malar yang ideal, manakala bateri 5Ah memerlukan kira-kira lima jam. Masa sebenar akan menjadi lebih lama kerana tirus dan had pengecasan lain.
Mereka mungkin mengecas lebih cepat jika bateri, BMS, pengecas, penyambung dan sistem terma semuanya menyokong arus yang lebih tinggi. Pengecas arus lebih tinggi tidak boleh digunakan semata-mata kerana ia mengurangkan masa pengecasan yang dikira.
Masa pengecasan pek bateri bergantung pada kapasiti selari, arus pengecasan, konfigurasi siri, had BMS, gelagat pengimbangan dan keadaan permulaan pengecasan. Pengecas juga mesti sepadan dengan voltan pengecasan yang diperlukan pek.
Voltan menentukan julat voltan yang diperlukan pengecas, terutamanya untuk pek berbilang sel, tetapi ia tidak menentukan masa pengecasan dengan sendirinya. Kapasiti dan arus pengecasan yang dibenarkan mempunyai kesan yang lebih langsung pada pengiraan.
Tidak. Masa mengecas sahaja tidak dapat mengesahkan kesihatan bateri. Ujian kapasiti, tingkah laku voltan, rintangan dalaman, nyahcas diri, suhu dan prestasi beban juga harus dinilai.
