如何计算电池的续航能力(电池使用多久)

概述

如今,寻求设计完美的消费者舒适产品的创新者和企业家最常提出的问题之一是:我可以用电池为小工具供电吗?这篇文章将帮助您了解使用电池电源运行加热设备的要求和挑战。这全都归结为以下问题:多大,多热和多长时间?由于电池的选择实际上是无限的,因此本文的目的是为您提供必不可少的基本信息,以咨询电池工程师,该工程师可以为您提供帮助。

让我们回顾一下基本知识。发热是功率密度,环境条件和热损耗(或增益)的函数。瓦特密度是产生的瓦特数除以产生瓦特数的面积,通常称为瓦特/平方英寸。

一个真实的例子:我已经开发了一个移动式保温托盘,现在我想将其出售给密歇根州球迷进行足球比赛。托盘为8英寸x 8英寸,并使用聚合物厚膜加热器技术。我希望加热器温度升至约165°F,并能运行约两个半小时。它将绝缘,具有恒温器,并且需要用电池供电。现在怎么办?

步骤1 –设定目标温度

综上所述,确定要设计的物品的最高工作温度是评估选件的主要动力。您不必对此一无所知,但是您考虑的变量越多,您就能越准确地预测结果。加热器的功能会增加或减少加热器的功能吗,例如隔热,气流或较大的热质量等热影响?

对于我们的示例,让我们选择60度的舒适工作温度


步骤2 –估算功率

确定设备所需的温度后,可以通过进行一些简单的测试来确定所需的每平方瓦特瓦数(请参阅我们的博客文章“如何确定我的应用程序所需的瓦特密度”)以获取有关对此进行简单测试的说明)。

另一种了解您可能需要的功率的一般方法是查看下表,选择所需的工作温度并记下相应的功率密度。请注意,该图表描述了铝在露天环境中的热量输出,因此请考虑您的环境并进行相应调整。

我们的加热座垫将通过下方的垫子进行绝缘(建议使用较低的瓦特密度是可以接受的),并通过恒温器进行控制(建议使用较高的瓦特密度可以快速加热),因此我们将差异化并从60°F的标准基线开始我们的测试。从下面的图表中可以看出,60F相当于每平方英寸约0.5瓦。


功率计算


8英寸x 8英寸= 81平方英寸

64 SQ IN x 0.75 WPSI = 48 WATTS(估计在应用中达到165华氏度)。


步骤3 –了解安培&小时

确定所需的持续负载或瓦数是大部分工作,因此,既然我们已经有了相应的流程,就可以继续准备与电池工程师的对话了。就像加热器设计人员使用的“功率密度”一词一样,在电池领域中,该术语是“安培小时”。安培小时是用来表示电池随时间推移的容量的度量单位。通过将电流(以安培为单位)乘以放电时间(以小时为单位)来计算。

为了能够计算出电池的安培数,系统会要求您设置电压。好消息!加热器可以设计成很宽的电压范围。

在我们的示例中,我们将指定12V电池作为起点。记住瓦数(P)等于电压(V)乘以电流(I)

P = V x I或I = P / V

I = 48瓦/ 12伏

I = 4安培

从逻辑上讲,当负载达到4安培时,额定电压为10 aH的12V电池将持续约2.5小时,对吗?好吧,那是真的。温度波动和Peukert定律说的并不完全正确,但是我们将把这方面的细节留给电池工程师处理。可以肯定地说,您总能指望电池续航时间比您预期的短……


步骤4 –咨询电池工程师

这是过程变得有趣的地方,您需要咨询电池工程师,以确定适合您的应用的尺寸,电压和耐用性的最佳组合。 准备讨论:

电池可用空间的大小
您上面计算的瓦数
适用于您和您的控制设备的电压选项(如有必要)
您需要电池生产的最小续航时间(小时)。
有成千上万种组合和技术可供使用,因此,既然您已掌握了提供电池工程师所需的信息,那么选择合适的电池应该会更加容易。 如果您想进一步讨论您的应用程序要求,请致电0755-27749405与我们的一位应用工程师联系。