Insinöörinä tai hankintapäällikkönä tarvitset spesifikaation mukaan 200Ah akku, mutta paine on kova. Alimitoitetut vaatimukset aiheuttavat kalliita vikoja; ylimitoitetut vaatimukset aiheuttavat budjetin tuhoutumisen. Se on vaikea paikka.
Kysymys "Kuinka kauan 200Ah:n akku kestää?" vaikuttaa yksinkertaiselta, mutta se on yksi kriittisimmistä kysymyksistä. Laskuvirhe on iso asia - se voi pysäyttää tuotantolinjan tai menettää kriittisiä tietoja.
Olen suunnitellut näitä teollisuuden voimajärjestelmiä yli 15 vuotta, joten en anna sinulle vain yhtä numeroa. Annan sinulle puitteet, joiden avulla voit vastata tähän kysymykseen. sinun erityinen sovellus. Käsittelemme todella tarvitsemasi kaavan, kriittiset tekijät, jotka voivat muuttaa käyttöaikaa 50%:llä tai enemmän, ja lopuksi annamme ammattilaisvinkkejä, joiden avulla voit maksimoida investointisi.

12v 200ah lifepo4 akku

12v 200ah natriumioniakku
Mitä odottaa 200Ah akulta?
No niin, mennäänpä suoraan asiaan. Nopeaa suunnittelua varten sinun on tiedettävä seuraavat asiat:
Terveellinen 12V 200Ah lifepo4 akku antaa noin 2400 wattituntia käyttökelpoista energiaa. Se on avainluku. Se tarkoittaa, että voit syöttää 100 watin kuormalle - esimerkiksi teollisuuden valvontajärjestelmälle, jossa on muutama anturi ja modeemi - virtaa noin 24 tunnin ajan.
Vertaa tätä perinteiseen 12 V:n 200 Ah:n lyijyhappoakkuun. Saat noin puolet siitä, ehkä 12 tuntia, jos olet onnekas. Miksi tämä valtava ero? Koska lyijyhappoakussa voit käyttää turvallisesti vain noin 50% sen ilmoitetusta kapasiteetista aiheuttamatta sille vakavia, pysyviä vaurioita. Se on vain sen kemian luonne.
Mutta - ja tämä on suuri mutta - tämä on täydellisen maailman laskelma. Todellinen käyttöaika, jonka näet kentällä, riippuu monista muista tekijöistä, jotka meidän on käytävä läpi.
Kuinka laskea käyttöaika itse 4 yksinkertaisessa vaiheessa?
Tähän ei tarvita sähkötekniikan tutkintoa. Käyn läpi matematiikan. Se on melko suoraviivaista.
Vaihe 1: Etsi akun käyttökelpoinen energia (wattitunteina).
Ensinnäkin meidän on siirryttävä ampeeritunneista wattitunteihin. Ampeeritunnit ovat hyviä, mutta wattitunnit kertovat varastoidun kokonaisenergian, joka on paljon käytännöllisempi mittari siihen, mitä me teemme.
Kaava on: Wattitunnit = Jännite (V) x ampeeritunnit (Ah) x purkautumissyvyys (DoD).
- Jännite (V): Akun nimellisjännite. Yleensä 12V, 24V, mikä tahansa se onkaan.
- Ampeeritunnit (Ah): Nimelliskapasiteetti etiketistä. Meille siis 200 Ah.
- Purkautumissyvyys (DoD): Tämä on se kohta, joka saa ihmiset ymmälleen. Kyse on siitä, kuinka paljon akun kokonaiskapasiteetista voit käyttää sitä vahingoittamatta. LiFePO4-akkujen kohdalla se on yleensä 90% tai jopa 100%. Lyijyhappoakun kohdalla se on vaivaiset 50%, jos haluat, että akulla on kunnollinen käyttöikä.
Vaihe 2: Laske kokonaiskuormitus (watteina).
Seuraavaksi lasketaan yhteen kaikkien niiden laitteiden virrankulutus, joita akun on käytettävä. Tarkista kunkin komponentin tyyppikilvestä tai käyttöoppaasta. Tehonkulutus on yleensä painettu sinne.
Sanotaan siis, että pienessä ohjauspaneelissa on:
- PLC-ohjain (15W)
- HMI-näyttö (25W)
- LED-merkkivalot (10W)
- Kokonaiskuormitus = 50 wattia
Vaihe 3: Ota huomioon invertterin tehottomuus (piilovirtaama).
Tämä on vaihe, jonka ihmiset unohtavat koko ajan. Jos tasavirta-akku syöttää vaihtovirtalaitteille virtaa invertterin kautta, sinun on otettava huomioon energia, jonka invertteri itse polttaa lämpönä. Mikään invertteri ei ole 100%-tehokas. Hyvän teollisuuskäyttöön tarkoitetun laitteen hyötysuhde voi olla 85-90%, ja sen paremmaksi se ei tule.
Jotta saat selville, mitä akku todellisuudessa kestää, jaa kuormitus kyseisellä tehokkuusluokituksella.
Esimerkki: 50W AC-kuorma / 0,85 hyötysuhde = ~59 wattia. otettu akusta. Tämä ylimääräinen 9 wattia on vain "muuntokustannus". Se on vero, joka sinun on maksettava saadaksesi vaihtovirtaa.
Vaihe 4: Lopullinen laskelma
Nyt vain laitat kaiken yhteen.
Käyntiaika (tunteina) = Käytettävien wattituntien kokonaismäärä / lopullinen kuormitus (watteina).
Suoritetaan rinnakkaisvertailu 59W:n kuormituksen kanssa:
- 12V 200Ah LiFePO4-akku:
- Käyttökelpoinen energia: 12V x 200Ah x 0.95 (DoD) = 2280 Wh.
- Toiminta-aika: 2280 Wh / 59W = ~38,6 tuntia
- 12V 200Ah AGM lyijyhappoakku:
- Käyttökelpoinen energia: 12V x 200Ah x 0,50 (DoD) = 1200 Wh.
- Toiminta-aika: 1200 Wh / 59W = ~20,3 tuntia
Eikö ero olekin selvä? Samalla kapasiteetilla litiumakku tarjoaa lähes kaksinkertaisen käyttöajan. Se on valtava tekijä minkä tahansa järjestelmän suunnittelussa.
5 avaintekijää, jotka vaikuttavat dramaattisesti akun käyttöaikaan
Kaava antaa sinulle hyvän lähtökohdan. Mutta todellisella maailmalla on aina muita suunnitelmia. Näemme kentällä, että nämä viisi tekijää ovat se kohta, jossa teoreettiset tiedot törmäävät todellisuuteen.
1. Akun kemia: LiFePO4 vs. lyijyhappo (ja katsaus natrium-ioniin).
Näimme juuri, miten käyttökapasiteetti on suurin erottava tekijä. Mutta tarina ei lopu tähän. Mieleen tulee kaksi muuta asiaa: jännitteen alenema ja syklin kesto.
Jos lyijyakkua kuormitetaan raskaasti, sen jännite "notkahtaa" melkoisesti. Tämä voi aiheuttaa herkän elektroniikan ennenaikaisen sammumisen, vaikka akussa olisi vielä virtaa jäljellä. LiFePO4-akku? Sen purkautumiskäyrä on hyvin tasainen, joten sen jännite pysyy vakaana, kunnes se on lähes tyhjä. Sitten on vielä syklin kesto. LiFePO4-akun voi odottaa kestävän 3 000-6 000 sykliä, joskus enemmänkin. AGM-akku saattaa antaa vain 300-700 sykliä tuolla 50% DoD:llä. Missä tahansa sovelluksessa, jossa käytetään päivittäisiä syklejä, LiFePO4-akun kokonaiskustannukset ovat niin paljon alhaisemmat, ettei se ole edes reilu taistelu.
Ja viime aikoina olemme saaneet yhä enemmän kysymyksiä natriumioniakuista. LiFePO4 on tällä hetkellä kypsä ja todistettu teknologia. Sen energiatiheys on suurempi, ja sillä on vankka toimitusketju... se on paras vaihtoehto. Natriumioniakku on kuitenkin todella kiinnostava osa uutta teknologiaa. Sen tärkeimmät edut ovat mahdollisesti alhaisemmat kustannukset ja hyvä suorituskyky äärimmäisissä lämpötiloissa, erityisesti kylmässä. Vastapainona on, että sen energiatiheys on tällä hetkellä alhaisempi. Niinpä 200 Ah:n Na-ioni-akku on suurempi ja painavampi. Sitä kannattaa varmasti tarkkailla, erityisesti kiinteissä energiavarastoissa, joissa tila ei ole niin tärkeää.
2. Kuorman koko ja C-aste (Peukertin laki lyijyhapoille).
C-aste on vain tapa mitata, kuinka nopeasti akku tyhjenee suhteessa sen kokoon. Jos 200 Ah:n akku kuluttaa 1 C:n nopeudella, se tarkoittaa, että akku kuluttaa 200 ampeeria. Yksinkertaista.
On muistettava, että lyijyakkujen kohdalla on paha pikku sääntö nimeltä Peukertin laki tulee kuvaan mukaan. Mitä nopeammin purat sen, sitä vähemmän kokonaiskapasiteettia saat siitä irti. Olen tosissani. 200 Ah:n lyijyakku, joka on mitoitettu 20 tunniksi, saattaa antaa käyttökelpoista kapasiteettia vain 130 Ah, jos tyhjennät sen yhdessä tunnissa. LiFePO4-akut ovat melko immuuneja tälle vaikutukselle. Ne tuottavat lähes täyden kapasiteettinsa jopa suurella 1 C:n tyhjennysnopeudella. Tämä on tärkeää sovelluksissa, joissa on suuria käynnistysvirtoja, kuten moottoreiden käynnistys.
Akut ovat kemiallisia laitteita. Loppujen lopuksi niiden suorituskyky on sidoksissa lämpötilaan. Se on pelkkää fysiikkaa.
- Kylmä. Kylmässä varastossa tai talvella ulkona akun kapasiteetti voi laskea merkittävästi. LiFePO4-akkujen suorituskyky heikkenee kylmässä, mutta lyijyhappoakkujen suorituskyky voi käytännössä pysähtyä. Hyvä uutinen on, että monissa nykyaikaisissa LiFePO4-akuissa on nykyään sisäänrakennetut lämmityselementit, jotka mahdollistavat luotettavan latauksen pakkasessa.
- Lämpö. Toisaalta korkeat ympäristön lämpötilat, kuten tuulettamattoman laatikon sisällä auringonpaisteessa, nopeuttavat akun hajoamista ja lyhentävät sen käyttöikää pysyvästi. Useimmille kemiallisille tuotteille sopiva lämpötila on noin 20-25 °C (68-77 °F).
4. Akun ikä ja terveydentila (State of Health - SOH)
Akku on kuluva osa, ei pysyvä. Sen terveydentila (SOH) on sen nykyinen kapasiteetti verrattuna siihen, kun se oli aivan uusi. Viisi vuotta vanha akku, jonka SOH-arvo on 90%, on siis käytännössä 180 Ah:n akku. Sinun on otettava SOH huomioon huolto- ja vaihtosuunnitelmissasi, jos haluat varmistaa kriittisen luotettavuuden. Se on vain akkujen käytön todellisuutta.
5. Järjestelmän tehottomuus (johdotukset ja liitännät)
Tämä on pieni mutta kumulatiivinen tyhjennys. Alimitoitetut kaapelit, pitkät johdot tai jopa hieman löysä liitäntä liittimessä aiheuttavat sähkövastuksen. Tämä vastus muuttaa arvokkaan varastoidun energian hyödyttömäksi lämmöksi, mikä tietysti lyhentää käyttöaikaa. Hyvin suunnitellussa järjestelmässä tämän pitäisi olla minimaalista, mutta sotkuisessa järjestelmässä se voi olla yllättävä tehohäviön lähde. En voi kertoa, kuinka monta kertaa olemme jäljittäneet "huonon akun" ongelman huonoon puristimeen tai löysään mutteriin liittimessä.
Mitä 200Ah-akku voi oikeastaan syöttää?
Seuraavassa esimerkissä käytetään tavallista asuntoauton asennusta, mutta periaatteet sekakuorman energiabudjetin laskeminen on sama missä tahansa teollisessa sovelluksessa. Voit käyttää tätä täsmällistä menetelmää määrittäessäsi tehoa vartiointivaunulle, verkkoon kytkettyyn pumpputankoon tai mihin tahansa muuhun laitteeseesi.
Skenaario: Tyypillinen viikonloppu asuntoautossa/pakettiautossa Oletukset: Käyttämällä 12V 200Ah LiFePO4 akku (2400Wh käyttökelpoinen).
Laite | Teho (wattia) | Est. Päivittäinen käyttö (tuntia) | Päivittäinen energia (Wh) |
---|
LED-valot (x4) | 20W | 5 | 100 Wh |
12V jääkaappi/jääkaappi | 50W (pyöräily) | 8 (24h päällä, 33% käytössä) | 400 Wh |
Kannettavan tietokoneen lataus | 65W | 3 | 195 Wh |
Puhelimen lataus (x2) | 15W | 2 | 30 Wh |
Vesipumppu | 40W | 0.5 | 20 Wh |
MaxxAir-tuuletin (matala) | 25W | 10 | 250 Wh |
Päivittäinen kokonaiskysyntä | | | 995 Wh |
Tämän noin 995Wh:n päivittäisen käytön perusteella 2400Wh:n 200Ah:n litiumakku kestäisi 2400Wh:n ja 200Ah:n teholla noin 2.4 päivää ilman latausta. Teollisuustyöhön, kuten merenkulun varavoima järjestelmässä saattaa olla käynnissä VHF-radio (25W), GPS (10W) ja navigointivalot (15W). Tämä on 50 W:n kuormitus, jota 2400 Wh:n akkumme voisi pitää käynnissä 48 tuntia.
Kuinka maksimoida 200Ah-akun käyttöaika ja käyttöikä?
- Määritä LiFePO4 korkean syklin sovelluksiin. Korkeammat alkukustannukset ovat lähes aina sen arvoisia, kun tarkastellaan kokonaiskustannuksia. Se on vain yksinkertaista matematiikkaa, sillä parempi käyttökapasiteetti ja paljon pidempi syklin kestoikä takaavat sen.
- Vaadi laadukas BMS. Akunhallintajärjestelmä (BMS) on koko toiminnan aivot. Hyvä järjestelmä suojaa kennoja kaikelta... ylilataukselta, ylipurkaukselta, oikosululta ja muulta sellaiselta. Teollisissa järjestelmissä on varmistettava, että BMS pystyy kommunikoimaan (kuten CAN-väylä tai RS485).
- Optimoi kuormasi. Käytä aina kun voit, tehokkaita tasavirtalaitteita. Invertterin käytöstä aiheutuvaa energiahäviötä kannattaa välttää, jos mahdollista.
- Ota käyttöön oikeat latausprofiilit. Käytä laturia, joka on suunniteltu erityisesti akkusi kemiaa varten. Jos lataat lyijyakkua jatkuvasti liian vähän, se kuolee, ja väärän jännitteen käyttö voi vahingoittaa litiumakkua.
- Integroi Shunt-pohjainen valvonta. Älä luota vain jännitteeseen arvioidaksesi varaustilaa. Älykäs shuntti toimii kuin todellinen polttoainemittari, joka seuraa tarkasti kaikkea akkuun tulevaa ja sieltä lähtevää energiaa. Rehellisesti sanottuna se on välttämätön osa mitä tahansa vakavasti otettavaa järjestelmää.
Onko 200Ah akku oikea sinulle?
- Kenelle se sopii: Pieni- ja keskitehoiset sovellukset. Ajattele etävalvonta-asemia, televiestintämastojen varavoimaa, pieniä merialuksia ja pienempien AGV- tai hyötykärryjen laivastoja.
- Kun saatat tarvita enemmän (esim. 400Ah+): Kun käytät suurempia kuormia, kuten luokan 3 moottoriajoneuvoja trukin akku, suurikulutuksisten kaupallisten laitteiden käyttäminen tai kaupallisen energiavarastojärjestelmän (ESS) suunnittelu, jonka on oltava itsenäinen yli vuorokauden ajan.
- Kun voit käyttää vähemmän (esim. 100Ah): Perusvarmistusjärjestelmiin, yksittäisten antureiden syöttämiseen tai sovelluksiin, joissa paino ja tila ovat ehdoton prioriteetti.
FAQ
Millaisia teollisuuslaitteita 200Ah:n akku voi luotettavasti syöttää?
12V 200Ah LiFePO4-akku, joka antaa noin 2400Wh, sopii hyvin järjestelmiin, joiden jatkuva kulutus on jossain 100-300 watin alueella. Tämä kattaa esimerkiksi monianturiset ympäristönseuranta-asemat, valvontakamerajärjestelmät, joissa on DVR, kriittisten ohjauspaneelien varavoiman tai verkon ulkopuolisen ulkorakennuksen valaistuksen ja ohjauksen.
Kuinka kauan kestää ladata 200Ah:n akku täyteen?
Se riippuu täysin laturisi ampeeriluvusta. Kaava on yksinkertaisesti Tunnit = ampeeritunnit / laturin ampeeritunnit
. Niinpä tyhjentyneen 200Ah:n akun lataaminen 40A:n teollisuuslaturilla kestää noin 5 tuntia. 100A:n laturilla vain 2 tuntia. Varmista vain aina, että latausnopeus on akulle määritettyjen rajojen sisällä.
Voinko kytkeä kaksi 100Ah akkua rinnakkain saadakseni 200Ah?
Kyllä, voit ehdottomasti. Kytkemällä kaksi 12 V 100 Ah:n akkua rinnakkain muodostuu yksi 12 V 200 Ah:n akkupankki. Temppu on, että sinun on käytettävä kahta samanlaista akkua - samaa kemiaa, merkkiä, kapasiteettia ja ikää. Jos ne eivät sovi yhteen, lataus ja purku ovat epätasapainossa, mikä heikentää koko pankin suorituskykyä ja käyttöikää.
Entä jos sovellukseni vaatii korkeampaa jännitettä, kuten 24 V tai 48 V?
Ei mitään ongelmaa. Kytket vain paristot sarjaan jännitteen lisäämiseksi. Esimerkiksi kaksi 12 V 200 Ah:n akkua sarjassa muodostaa 24 V 200 Ah:n akkupankin. Neljä akkua sarjaan kytkettynä muodostaa 48V 200Ah pankin. Kokonaisenergia pysyy samana (48V x 200Ah = 9600 Wh, sama kuin neljällä 12V 200Ah akulla), mutta korkeampi jännite on tehokkaampi suuremmille moottoreille ja mahdollistaa pienemmän kaapeloinnin.
Päätelmä
Kuinka kauan 200Ah akku viimeiseksi? Loppujen lopuksi ei ole olemassa mitään yksittäistä lukua. Todellinen vastaus on dynaaminen laskelma, joka perustuu akkusi kemiallisiin ominaisuuksiin, käyttämääsi tarkkaan kuormitukseen ja järjestelmäsi yleiskuntoon.
Ero 20 tuntia kestävän lyijyakun ja lähes 40 tuntia samalla kuormituksella kestävän LiFePO4-akun välillä ei ole vähäpätöinen - se voi olla ero onnistuneen ja epäonnistuneen projektin välillä. Käyttämällä näitä puitteita ja ymmärtämällä käsittelemiämme avaintekijöitä sinulla on nyt paljon paremmat mahdollisuudet katsoa tyyppikilven arvoa pidemmälle ja määrittää oikea virtalähde kriittisiin sovelluksiisi.
Tarvitsetko numeroita seuraavaa projektiasi varten? Meidän kamada power sovellusinsinöörien tiimi auttaa sinua mallintamaan virrantarpeesi ja määrittelemään kustannustehokkaimman ja luotettavimman akkuratkaisun. Ota yhteyttä tänään teknistä konsultointia varten.