Sähkö ja elektroniikka

Akun käyttöaikalaskuri

Arvioi akun käyttöaika kapasiteetin, laitteiden kuorman, varauksen ja muunnoshyötysuhteen avulla.

Syötetyt arvot

Tulokset

Arvioitu käyttöaika

—

Käytettävissä oleva akkuenergia: —

Laitteiden keskimääräinen kuorma: —

Akusta otettava teho: —

Akun virta: —

Kaavat = E / P

Oletuksena on tasainen keskimääräinen kuorma ja nimellisjännite. Ikä, lämpötila ja purkausnopeus voivat lyhentää käyttöaikaa.

Arvioi akun käyttöaikaa käytettävissä olevan energian ja kuormien perusteella

Arvioi, kuinka kauan akku pystyy syöttämään keskimääräisiä laitekuormia varauksen alarajan ja muunnoshäviöiden huomioimisen jälkeen. Malli käyttää kiinteää nimellisjännitettä, kapasiteettia ja hyötysuhdetta. Se antaa suunnitteluarvion; se ei simuloi muuttuvaa akkujännitettä, lämpötilaa, ikääntymistä, purkausnopeuden vaikutuksia tai käynnistysvirtapiikkejä.

Vaihe vaiheelta

Syötä akun nimellisjännite ja kapasiteetti yksikössä Ah, Wh tai kWh. Aseta alkuvaraus ja varauksen alaraja, jossa käytön tulee päättyä.
Syötä muunnoksen hyötysuhde ja akun ylimääräinen tyhjäkäyntiteho. Lisää kunkin laitteen teho, määrä ja käyttöosuus; jatkuvasti käyvän laitteen käyttöosuus on 100%.
Tarkista käytettävissä oleva energia, keskimääräinen kuormateho, akun puoleinen teho, virta ja käyttöaika. Vertaa vaihtoehtoisia kuormia tai varauksen alarajoja ja tulosta arvio tarvittaessa.

Asetukset ja rajoitukset

Kapasiteetti ja varauksen alaraja: Kapasiteetti yksikössä Ah muunnetaan wattitunneiksi (Wh) syötetyn nimellisjännitteen avulla; kWh muunnetaan wattitunneiksi. Käytettävissä oleva energia on täysi kapasiteetti × (alkuvaraus − varauksen alaraja) / 100. Alaraja ei saa ylittää alkuvarausta; molemmat prosentit kuvaavat akun täyttä kapasiteettia.
Hyötysuhde ja tyhjäkäyntikulutus: Akun puoleinen teho on keskimääräinen kuormateho / (hyötysuhde / 100) + tyhjäkäyntiteho. Hyötysuhteen on oltava positiivinen ja enintään 100%. Tyhjäkäyntikulutus lisätään akun puolelle, joten älä sisällytä samaa häviötä myös laitekuormaan.
Käyttöosuus: Kukin laite lisää keskimääräiseen kuormaan määrän watit × määrä × käyttöosuus / 100. Käyttöosuuden on oltava välillä 0% ja 100%. Käyttöaika olettaa tämän keskiarvon pysyvän vakiona; lyhyet suuret tehontarpeet ja laitteiden käynnistyskäyttäytyminen jäävät mallin ulkopuolelle.

Esimerkkitehtävä

Syötä 12 V ja 100 Ah, alkuvaraus 90%, varauksen alaraja 20%, hyötysuhde 90% ja tyhjäkäyntikulutus 5 W. Lisää yksi 45 W laite, jonka käyttöosuus on 100%.

Odotettu tulos
E	Eᵤ	P	I	t
1200 Wh	840 Wh	55 W	4.58333 A	15.2727 h

Täysi energia on 1200 Wh ja käytettävissä oleva energia 840 Wh. Akun puoleinen teho on 45 / 0,90 + 5 = 55 W, joten käyttöaika on noin 15,2727 h, joka näytetään likimäärin muodossa 15 h 16 min. Arvioitu akkuvirta on 4,58333 A.

Kysymykset ja ongelmanratkaisu

Miksi todellisen akun käyttö päättyy aiemmin?

Laskenta pitää nimellisenergian, jännitteen ja hyötysuhteen vakioina. Käytettävissä oleva energia ja laitteiden toiminta voivat vaihdella käytössä, ja laitteisto voi pysähtyä oman jänniterajansa kohdalla. Käytä mitattua kapasiteettia ja realistisia keskimääräisiä kuormia ja huomioi sitten käyttöolosuhteet.

Mitä tapahtuu, kun akun kokonaiskulutus on nolla?

Kun laitekuormaa ei tosiasiallisesti ole ja tyhjäkäyntikulutus on nolla, malli ilmoittaa, ettei purkautumista tapahdu, äärellisen käyttöajan sijaan. Positiivinen tyhjäkäyntikulutus tyhjentää akkua edelleen, vaikka jokainen laitekuorma olisi nolla.

Miksi tulokset ovat tyhjiä tai nollia?

Tyhjät tulokset osoittavat virheellisen syötteen, kuten ei-positiivisen kapasiteetin tai jännitteen, hyötysuhteen sallitun alueen ulkopuolella tai alkuvarauksen ylittävän alarajan. Kelvollinen alaraja, joka on sama kuin alkuvaraus, jättää käytettävissä olevan energian nollaan ja antaa nollan käyttöajaksi, kun kulutus on positiivinen.