Điện và điện tử
Máy tính thời gian sử dụng pin
Ước tính thời gian dùng pin từ Ah hoặc Wh, tải thiết bị, mức dự trữ và hiệu suất chuyển đổi.
Dữ liệu nhập
Kết quả
Thời gian sử dụng ước tính
- Năng lượng pin khả dụng
- —
- Tải trung bình của thiết bị
- —
- Công suất lấy từ pin
- —
- Dòng điện pin
- —
t = E / PGiả định tải trung bình ổn định và điện áp danh định. Tuổi pin, nhiệt độ và tốc độ xả có thể làm giảm thời gian sử dụng.
Ước tính thời gian hoạt động của pin từ năng lượng khả dụng và tải
Ước tính pin có thể cấp điện cho tải thiết bị trung bình trong bao lâu sau khi tính dung lượng dự phòng và tổn hao chuyển đổi. Mô hình dùng điện áp danh định, dung lượng và hiệu suất cố định. Đây là ước tính để lập kế hoạch; mô hình không mô phỏng thay đổi điện áp pin, nhiệt độ, lão hóa, ảnh hưởng của tốc độ phóng điện hoặc dòng tăng vọt khi khởi động.
Từng bước thực hiện
- Nhập điện áp danh định của pin và dung lượng theo Ah, Wh hoặc kWh. Đặt mức sạc ban đầu và mức sạc dự phòng mà tại đó cần dừng hoạt động.
- Nhập hiệu suất chuyển đổi và công suất tiêu thụ nền bổ sung lấy từ pin. Thêm công suất, số lượng và chu kỳ làm việc của từng thiết bị; thiết bị hoạt động liên tục dùng chu kỳ làm việc 100%.
- Xem năng lượng khả dụng, công suất tải trung bình, công suất phía pin, dòng điện và thời gian hoạt động. So sánh các tải hoặc mức dự phòng khác nhau rồi in ước tính khi hữu ích.
Cài đặt và giới hạn
- Dung lượng và dự phòng
- Dung lượng theo Ah được đổi sang Wh bằng điện áp danh định đã nhập; kWh được đổi sang Wh. Năng lượng khả dụng bằng dung lượng đầy × (mức sạc ban đầu − mức dự phòng) / 100. Mức dự phòng không được vượt quá mức sạc ban đầu; cả hai tỷ lệ phần trăm đều tính theo dung lượng đầy của pin.
- Hiệu suất và tiêu thụ nền
- Công suất phía pin bằng công suất tải trung bình / (hiệu suất / 100) + công suất tiêu thụ nền. Hiệu suất phải dương và không lớn hơn 100%. Tiêu thụ nền được cộng ở phía pin, vì vậy đừng tính cùng một tổn hao thêm lần nữa như tải thiết bị.
- Chu kỳ làm việc
- Mỗi thiết bị đóng góp số watt × số lượng × chu kỳ làm việc / 100 vào tải trung bình. Chu kỳ làm việc phải từ 0% đến 100%. Thời gian hoạt động giả định mức trung bình đó không đổi; nhu cầu công suất cao trong thời gian ngắn và hành vi khởi động của thiết bị nằm ngoài mô hình này.
Ví dụ thực hành
Nhập 12 V và 100 Ah, mức sạc ban đầu 90%, dự phòng 20%, hiệu suất 90% và tiêu thụ nền 5 W. Thêm một thiết bị 45 W với chu kỳ làm việc 100%.
| E | Eᵤ | P | I | t |
|---|---|---|---|---|
| 1200 Wh | 840 Wh | 55 W | 4.58333 A | 15.2727 h |
Năng lượng khi đầy là 1200 Wh và năng lượng khả dụng là 840 Wh. Công suất phía pin là 45 / 0.90 + 5 = 55 W, nên thời gian hoạt động khoảng 15.2727 h, hiển thị xấp xỉ 15 h 16 min. Dòng điện pin ước tính là 4.58333 A.
Câu hỏi và khắc phục sự cố
Tại sao pin thực tế ngừng hoạt động sớm hơn?
Phép tính giữ cố định năng lượng danh định, điện áp và hiệu suất. Năng lượng khả dụng và hành vi thiết bị có thể thay đổi khi sử dụng, và thiết bị có thể dừng ở ngưỡng điện áp riêng. Dùng dung lượng đã đo và tải trung bình thực tế, rồi tính đến điều kiện hoạt động.
Điều gì xảy ra khi tổng công suất lấy từ pin bằng không?
Khi không có tải thiết bị hiệu dụng và tiêu thụ nền bằng không, mô hình báo không phóng điện thay vì một thời gian hoạt động hữu hạn. Tiêu thụ nền dương vẫn làm cạn pin ngay cả khi mọi tải thiết bị đều bằng không.
Tại sao kết quả trống hoặc bằng không?
Kết quả trống cho biết đầu vào không hợp lệ, chẳng hạn dung lượng hoặc điện áp không dương, hiệu suất ngoài phạm vi hoặc mức dự phòng cao hơn mức sạc ban đầu. Mức dự phòng hợp lệ bằng mức sạc ban đầu khiến năng lượng khả dụng bằng không và cho thời gian hoạt động bằng không khi vẫn có tiêu thụ dương.