Определение остаточной емкости и зарядка Li-Ion аккумуляторной батареи
Когда пора заряжать Li-Ion (Li-Po) АКБ шуруповерта или другого электроинструмента? Чтобы не разрядить его в 0%, вовремя не заметив. Это вредно для таких типов аккумуляторов.
Чтобы определить остаточную емкость (Li-Ion) литий-ионного аккумулятора шуруповерта (триммера, электропилы и др.), воспользуемся мультиметром (режим вольтметр DC для постоянного тока) и замерим напряжению на клеммах.
К сведению, любое напряжение на аккумуляторе не линейно падает при разряде, особенно под нагрузкой.
Исходные данные
- Тип АКБ: Li-Ion (обычно 5S последовательно соединенных ячеек = 5 × 4,0 В).
- Номинал АКБ: 20 В (макс. 21 В).
- Емкость АКБ: 5 А·ч.
- Стандартное зарядное устройство в комплекте для аккумуляторов ~220 В / 18-21 В (Ток заряда: 1,6 А), как на фото выше.
- Измеренное напряжение на АКБ: 18,25 В.
Снимаем аккумулятор с электроинструмента и замеряем на клеммах АКБ в режиме V (DC), которое составляет 18,25 В.
Таблица: Кривая напряжения 5S Li-Ion батареи
| Состояние заряда | Напряжение на ячейку, В | Общее напряжение (5S), В |
|---|---|---|
| 100% (заряжен) | 4.20 В | 21.0 В |
| 90% | 4.10 В | 20.5 В |
| 80% | 4.00 В | 20.0 В |
| 70% | 3.90 В | 19.5 В |
| 60% | 3.85 В | 19.25 В |
| 50% | 3.80 В | 19.0 В |
| 40% | 3.75 В | 18.75 В |
| 30% | 3.70 В | 18.5 В |
| 20% | 3.60 В | 18.0 В |
| 10% | 3.50 В | 17.5 В |
| 0% (разряжен) | 3.30 В | 16.5 В |
Результат
Напряжение 18.25 В / 5 = 3.65 В на элемент (ячейку). По таблице видно, что это соответствует примерно 25–30% остаточной ёмкости. Еще немного и пора заряжать аккумуляторную батарею. Главное не давать ей полностью разрядится, желательно не ниже 15-20% заряда.
Далее, заряжаем примерно 2,5 ч, т.к. для номинальной емкости батареи 5 А·ч / 1,6 А ≈ 3 часа. Время от времени проверяем напряжение батареи или смотрим на цветовую индикацию на зарядном устройстве: красный - не заряжен и зеленый - заряжен.
Также для проверки имеется кнопка Тест на самой батарее: 4 зеленые светодиодные полоски - если ярко все 4 светят, значит заряжен; а если частично, не все и тускло, то не дозаряжен.
Определение остаточной емкости для Li-Ion батарей с другими напряжениями
Бывают другие электроинструменты, более мощные, профессиональные, с повышенным напряжением аккумуляторной батареи на 48 В. Или с пониженным номинальным напряжением, где все зависит от производителя. Их также нужно оценивать на степень разряженности АКБ — остаточную ёмкость Li-Ion аккумулятора с напряжениями: 12 В / 18 В / 24 В / 48 В и т.д.
Далее исходим из того что, литий-ионный аккумулятор состоит из n-последовательно соединённых ячеек (S). Рабочий диапазон одной ячейки 3,3 – 4,2 В. Отсюда универсальный расчет количества ячеек в Li-Ion батарее. Например, если у вас аккумулятор:
- 12 В → 3S → делим на 3.
- 24 В → 7S → делим на 7.
- 48 В → 13S → делим на 13.
Примерный расчет для разных напряжений Li-Ion батарей
| Номинал | Кол-во ячее | Остаточное напряжение при 50%, В | Примерный расчёт |
|---|---|---|---|
| 12 V | 3S | ≈ 11.4 В | 11.4 / 3 = 3.8 В |
| 18 V | 5S | ≈ 19.0 В | 19 / 5 = 3.8 В |
| 24 V | 7S | ≈ 26.6 В | 26.6 / 7 = 3.8 В |
| 48 V | 13S | ≈ 49.4 В | 49.4 / 13 = 3.8 В |
Некоторые пользователи часто путают U и V для обозначения напряжения. U - электрическое напряжение (Voltage) разности потенциалов 2 и более проводников (фаза и нейтраль; + и -), измерямое в вольтах (Volt).
В вольтметрах и мультиметрах можно встретить, как обозначения измерямых показателей: напряжение переменного тока V~ и напряжение постоянного тока V-, где переменный ток - alternating current (AC) и постоянный ток - direct current (DC). В TRMS (True Root Mean Square) мультиметре напряжения V~ и V- часто совмещены в один, т.к. прибор точный и умный.