蓄电池放电时率、倍率、放电时间与容量关系

蓄电池放电时率、倍率、放电时间与容量关系
新编电气工程师手册(三册合一高清) P764
蓄电池的容量表示充足电的蓄电池在放电期间端电压降低约10%时的电量，通常采取蓄电池25℃时10h放电率容量作为电池的额定容量，也就是正极片数与每片极板的额定容量的乘积，通常用放电电流与放电时间乘积表示容量。

影响蓄电池容量的因素如下：
（一）放电率与容量的关系
放电率越高则容量越小。

因高放电率放电时，极板表面的有效物质强烈发生变化，生成的硫酸铅容易堵塞极板的小孔，硫酸不易进入极板深层，极板深层的有效物质不参加反应，内阻增加，电压下降快，使电池不能放出全部容量。

以铅酸蓄电池为例：10h放电率放出容量为100%，而3h放电率放出容量近75%,1h放电率放出容量为51.4%。

放电电流与容量的关系可由下式决定：
式中Q N———10h放电率的额定容量（A·h）；
I N———10h 放电率的额定放电电流（A）；
I———非10h放电率放电电流（A）；
Q———放电电流为I时的容量（A·h）；
n———蓄电池放电容量指数，当I
>3时，n=1.313，
I N
当I
≥3时，n=1.414。

I N
（二）温度与容量的关系
2018年03月21日12:52新浪看点作者稚气的宝贝
缩小字体放大字体收藏微博微信分享0
蓄电池的额定容量C，单位安时（Ah），它是放电电流安（A）和放电时间小时（h）的乘积。

由于对同一个电池采用不同的放电参数所得出的Ah是不同的，为了便于对电池容量进行描述、测量和比较，必须事先设定统一的条件。

实践中，电池容量被定义为：用设定的电流把电池放电至设定的电压所给出的电量。

也可以说电池容量是：用设定的电流把电池放电至设定的电压所经历的时间和这个电流的乘积。

为了设定统一的条件，首先根据电池构造特征和用途的差异，设定了若干个放电时率，最常见的有20小时、10小时时率、电动车专用电池为2小时率，写做C20、C10和C2，其中C代表电池容量，后面跟随的数字表示该类电池以某种强度的电流放电到设定电压的小时数。

于是，用容量除小时数即得出额定放电电流。

也就是说，容量相同而放电时率不同的电池，它们的标称放电电流却相差甚远。

比如，一个电动自行车用的电池容量10Ah、放电时率为2小时，写做10Ah2，它的额定放电电流为10（Ah）/2（h）=5A；而一个汽车启动用的电池容量为54Ah、放电时率为20小时，写做54Ah20，它的额定放电电流仅为54（Ah）/20（h）=2.7A！换一个角度讲，这两种电池如果分别用5A和2.7A的电流放电，则应该分别能持续2小时和20小时才下降到设定的电压。

上述所谓设定的电压是指终止电压（单位V）。

终止电压可以简单的理解为：放电时电池电压下降到不至于造成损坏的最低限度值。

终止电压值不是固定不变的，它随着放电电流的增大而降低，同一个蓄电池放电电流越大，终止电压可以
越低，反之应该越高。

也就是说，大电流放电时容许蓄电池电压下降到较低的值，而小电流放电就不行，否则会造成损害。

电池在工作中的电流强度还常常使用倍率来表示，写做NCh。

N是一个倍数，C代表容量的安时数，h表示放电时率规定的小时数。

在这里h的数值仅作为提示相关电池是属于那种放电时率，所以在具体描述某个时率的电池时，倍率常常写成NC的形式而不写下标。

倍数N乘以容量C就等于电流A。

比如20Ah电池采用0.5C倍率放电，0.5×20=10A。

换一个角度举例：某汽车启动蓄电池容量54Ah，测得输出电流为5.4A，那么它此时的放电倍率N为5.4/ 54=0.1C。

下图是某20小时率的电池产品在不同放电倍率下的终止电压和放电时间的关系，这些数值对通常的铅酸蓄电池具有代表性
UPS电源蓄电池容量与放电率影响的总分析
(2017-11-24 09:47:13)
(1)电池容量
UPS电源蓄电池的极板在制造过程中，对生极板进行充电化成，便正极板上的铅变成二氧化铅，负极板上的铅变为海绵状铅，但是制造厂商对极板进行化成的时间有限，不可能将所有的物质均转化成活性物质，为此，国家标准规定新电池达到90%容量为合格，只有在随后的日常使用中，容量逐渐达到正常值，安装两年后要求达到100%。

电池组的额定容量是在规定的放电率下得出的，
放电率(1/H)=放电电流(A)/电池额定容量(Ah)
例如，UPS电源中所用的小型蓄电池的典型规格之一是l2V、6Ah/2Ohv，此规格定义为输出直流电压l2V，标称容量为6Ah，放电率条件为20hr。

具体含意是:把输出直流电压l2V的电池组置于以20H恒放电率条件下进行放电，一直放到其输出电压由l2V降到l0.5V时，所测到的总安时数应为6Ah。

我国、日本、德国工业用电池采用10小时率(表示为C10)，美国工业用电池标准为8小时率(表示为C8，)。

在实际使用时，其放电率并不等于标准容量规定的放电率，当实际放电率大于标称容量规定的放电率时，其实际输出的容量要小于标称容量。

我国电力、邮电标准规定，10小时率电池，当采用1小时率放电时，其容量为标称容量的55%，即0.55C10。

日本工业标准规定2V/10小时率电池，1小时率时容量为0.65C10，6V、12V，10小时率电池，1小时率容量为0.6C10。

20小时率电池，10小时率容量为0.93C20，1小时率容量为0.56C20。

UPS电源蓄电池的寿命有两种表达方法:一种为深循环使用的电池，另一种为浮充使用的"备用电源"电池。

深循环使用的电池以深循环次数来表示其使用寿命，以0.8C10深度充放电循环使用的电池，其寿命达到1200次以上，而浮充使用的电池，年限可达到10~20年。

蓄电池只有80%容量时认为寿命终止。

实际使用寿命与设计使用寿命有很大差别，这主要取决于电池中水的损失情况。

在设计条件下使用可达到设计寿命，而当外部条件如温度、充电电压、放电深度等变化超出设计要求时，实际使用寿命会大大低于设计寿命，实际使用容量也会低于设计容量。

(2)放电率对电池实际可输出容量的影响
电池容量C(Ah)等于放电电流(A)与电池电压达到下限值的放电时间(h)的乘积，而放电率(1/h)是实际放电电流(A)与电池标称容量(Ah)的比值。

在UPS的实际运行中，市电掉电后，要求电池逆变承担全部的负载功率，放电率视后备时间的不同而有很大差别，例如标机在1Omin左右，维持时间很短，放电率很大，长延时机可达4h或8h，放电率很小。

所以蓄电池的实际放电率并非蓄电池规格定义中的放电率，图5-1
所示的放电曲线反映了不同的放电率对电池容量的影响。

由图5-1中曲线可知，屯池的实际放电电流越小，电池的电压能维持的稳定时间越长，反之亦然。

例如，对1OOHR电池组而言，当放电电流为5A时，放电率为0.O5C，其输出电压维持在12V以上的时间长达10h以上，当电池电压下降到临界电压10.5V时，放电时间可达2Oh，电池释放的容量基本上是它的标称容量。

若将放电电流增大至1OOA，放电率为1C，则输出电压维持在l2V以上的时间不到1Omin。

当电池电压下降到临界电压时，可维持放电时间超过3Omin，实际放出的容量为58.3.M左右，远低于标称容量1OOAh。

电池组允许的放电临界电压值和实际可供利用的容量(AM都弓电池的放电电流大小有密切的关系。

蓄电池所允许放电时间为电池在实际放电电流下进行放电时，电池电压从额定值下降到它所允许的临界电压时所用的时间。

蓄电池可供使用的效率为它在实际放电电流下所能释放出的实际最大容量与它的额定容量的比值。

要注意在不同的放电率情况下，电池端电压下降的临界值也在变化，放电率低时，例如0.01C时，实际释放的容量接近标称容量，所允许的电池端电压下降也高(10.5V)，放电率大时例如1C，实际释放的容量小，但允许的电池端电压也可以低些(8V)。