ضریب تخلیه باتری (C-rate) چیست؟

ضریب تخلیه باتری (C-rate) چیست؟

در مقاله «اصطلاحات رایج باتری‌ها» با انواع پارامترهای باتری آشنا شدید. باتری به عنوان یک منبع تغذیه کارآمد و پرکاربرد، پارامترهای مختلفی برای بیان ویژگی‌ها و کارایی خود دارد. پارامترهایی مثل ولتاژ، ظرفیت، توان، جریان و… . یکی از این پارامترهای مهم، ضریب تخلیه یا همان C-rate است. در این مقاله، به معرفی کامل ضریب تخلیه باتری، عوامل تأثیرگذار روی آن و نحوه محاسبه آن می‌پردازیم. با باتری بازار همراه باشید.

 

 

معرفی ضریب تخلیه باتری

نرخ شارژ یا نرخ تخلیه(دشارژ) یا نرخ C، همگی نام‌های ضریب تخلیه باتری هستند. نرخ تخلیه باتری، بیانگر میزان جریان تخلیه الکتریکی باتری (میزان شارژ و دشارژ) در واحد زمان است. در واقع مقدار شارژ و دشارژ باتری با C-rate محاسبه و کنترل می‌شود.

 

 

نماد ضریب تخلیه باتری

ضریب تخلیه باتری (C-rate)، به صورت Cx نمایش داده می‌شود. مثل C1، C2، C10 و…

شاخص C، مقدار سرعت دشارژ مداوم یک باتری است. و به جای x، عدد ضریب تخلیه، نوشته می‌شود. یک باتری با ضریب تخلیه C5، سریع‌تر از یک باتری با ضریب تخلیه C2 تخلیه می‌شود. و انرژی بیشتری در زمان یکسان آزاد می‌کند.

 

 

نحوه خواندن ضریب تخلیه باتری

ضریب تخلیه اکثر باتری‌ها، C1 است. نرخ C1، به دشارژ 1 ساعته معروف است.

نرخ C1 به این معنی است: یک باتری با شارژ کامل، که ظرفیت 1 آمپرساعتی دارد؛ باید 1 آمپر جریان را به مدت 1 ساعت تحویل دهد. همچنین شارژ شدن باتری با ضریب تخلیه C1، 1 ساعت زمان می‌برد.

برای مثال: یک باتری 1000 میلی آمپری با نرخ C1، باید 1000 میلی آمپر جریان را در زمان 1 ساعت فراهم کند. همچنین این باتری برای شارژ شدن کامل نیز، 1 ساعت زمان نیاز خواهد داشت.

به این ترتیب، همین باتری در C2، باید 2000 میلی آمپر(2 آمپر) جریان در عرض نیم ساعت تحویل دهد. و در C0.5 یا C/2 ، باید 500 میلی آمپر جریان را در زمان 2 ساعت تحویل دهد. به همین دلیل به C/2، دشارژ 2 ساعته می‌گویند.

در جدول زیر، ضریب C های مختلف و زمان C هر کدام را، برای یک باتری 1000 میلی آمپری (1آمپر) آورده‌ایم.

ضریب تخلیه باتری (C-rate) زمان تخلیه
C5 12 دقیقه
C2 30 دقیقه
C1 1 ساعت
C0.5 یا C/2 2 ساعت
C0.2 یا C/5 5 ساعت
C0.1 یا C/10 10 ساعت
C0.05 یا C/20 20 ساعت

همچنین در جدول زیر نشان داده شده است؛ که هر نرخ تخلیه باتری، برای شارژ و دشارژ های مختلف، چه مقدار زمان نیاز دارد.

جدول ضریب تخلیه باتری

 

 

نحوه محاسبه ضریب تخلیه باتری

نحوه-محاسبه-ضریب-تخلیه-باتری

نرخ تخلیه باتری یا میزان انرژی که باتری می‌تواند نگه دارد را می­­‌توان به وسیله دستگاه پاور آنالایزر، اندازه گیری کرد. دستگاه پاورآنالایزر، باتری را در یک جریان کالیبره، دشارژ  کرده؛ و کل زمان تخلیه را اندازه‌گیری می‌کند.

تولیدکنندگان، نرخ‌های مختلف C را هنگام دشارژ باتری با آنالایزر، اعمال می‌کنند. هر چه مقدار C بالاتر باشد، ظرفیت باتری کمتر خوانده می‌شود. و برعکس. در حالت عادی، یک باتری با ظرفیت 1 آمپر ساعت، در هنگام دشارژ با C2، باید در مدت زمان 30 دقیقه ظرفیت کامل خود را تحویل دهد. اما هیچگاه چنین نخواهد شد. زیرا باتری هم مانند تمام وسایل الکتریکی، اتلاف انرژی دارد. یعنی مقداری از ظرفیت باتری در حین عملکرد باتری، بر اثر افزایش مقاومت داخلی باتری، به گرما تبدیل شده، و هدر می‌رود.

به همین دلیل در کارخانه‌های باتری سازی، هنگام آزمایش باتری‌ها با آنالایزر، با پایین ترین مقدار C، باتری را ارزیابی می‌کنند. برای مثال باتری‌های قلیایی و سرب اسید را با C0.05 یا تخلیه 20 ساعته که دمای باتری بسیار پایین باشد، تست می‌کنند. که ظرفیت واقعی باتری اندازه گیری شود. حتی با این نرخ تخلیه آهسته، باتری اسید سرب به ظرفیت 100 خود نمی‌رسد. به همین خاطر تولید کنندگان، اینگونه باتری‌ها را با جبران ظرفیت روانه بازار می‌کنند. تا اگر مصرف کننده با نرخ تخلیه بالاتر باتری را دشارژ کرد، مغایرت ظرفیت زیادی مشاهده نشود.

باتری‌های شارژی مبتنی بر نیکل، منگنز و فسفات، می‌توانند نرخ تخلیه تا C10 داشته باشند. در حالی که مدار کنترلر و حفاظتی باتری شارژی لیتیومی، برای آسیب نرسیدن به باتری، مانع دشارژ بالاتر از نرخ C1 باتری لیتیومی می‌شود.

در نمودار زیر، نرخ تخلیه یک باتری سرب اسید و زمان تخلیه آن در بارهای مختلف را مشاهده می‌کنید.

نمودار ضریب تخلیه باتری سرب اسید

دستگاه پاورآنالایزر چیست؟

دستگاه پاورآنالایزر و ضریب تخلیه باتری

پاور آنالایزر، یک دستگاه تجزیه و تحلیل کننده انرژی الکتریسیته است. این دستگاه، تمام پارامترهای یک وسیله تولید کننده الکتریسیته، ذخیره کننده الکتریسیته، تبدیل کننده الکتریسیته یا تغییر دهنده الکتریسیته را اندازه گیری می‌کند.

از پاور آنالایزر،  برای سنجش پارامترهای باتری مثل انرژی، توان، ظرفیت، ولتاژ و نرخ تخلیه باتری استفاده می‌شود.

 

 

ضریب تخلیه باتری و جریان خروجی باتری

ضریب تخلیه باتری و جریان خروجی باتری

جریان شارژ و دشارژ یک باتری شارژی، از مقدار نرخ تخلیه باتری بدست می‌آید.

پارامتر نرخ تخلیه یا نرخ C، می‌تواند قدرت خروجی باتری را نشان دهد. با کمک نرخ C، مقدار جریان مجازی که می‌توان از باتری گرفت؛ و همینطور مقدار جریانی که می‌توان وارد باتری کرد را محاسبه می‌کنند. به عبارتی دیگر، به وسیله نرخ C، می‌توان ماکزیمم جریانی که بدون آسیب دیدن باتری، می‌توان از آن کشید را بدست آورد:

حداکثر جریان عبوری = ظرفیت  x  نرخ C

 

 

رابطه ضریب تخلیه باتری و افزایش عمر باتری

رابطه ضریب تخلیه باتری و افزایش عمر باتری

باتری‌های شارژی با ضریب تخلیه بالاتر از حد مجاز، دچار افت ظرفیت و کاهش عمر مفید می‌شوند. همانطور که در مقاله «راه های افزایش عمر باتری ابزار شارژی» گفتیم، نرخ تخلیه باتری با حداکثر ظرفیت باتری رابطه عکس دارد. به طوریکه هر چه ظرفیت باتری بیشتر باشد، نرخ تخلیه آن کمتر خواهد بود.

به این ترتیب، اگر باتری شارژی خود را بیشتر از نرخ C آن شارژ و دشارژ کنید، از میزان ظرفیت و در نتیجه عمر مفید باتری کاسته خواهد شد.

اگر نرخ تخلیه باتری خود را نمی‌دانید. با نرخ C1 آن را شارژ و دشارژ کنید. نرخ تخلیه C1 برای همه باتری‌های شارژی ایمن است. و سلامت باتری را به خطر نمی‌اندازد. باتری‌های شارژی جدید که فناوری شارژ سریع باتری (فست شارژ) دارند، نرخ تخلیه بالاتری نیز دارند.

 

چرا ضریب تخلیه بالا، از عمر مفید باتری می‌کاهد؟

آمپراژ بیشتر از مقدار مجاز، از باتری نگیرید. این‌کار امکان پذیر هست. اما باعث افزایش مقاومت داخلی باتری و در نتیجه افزایش دمای باتری و آسیب به سلول‌ها می‌شود. به این دلیل است که می‌گوییم نرخ تخلیه زیاد، از عمر باتری می‌کاهد.

بنابراین، باتری خود را با ضریب تخلیه خودش یا حتی کمتر از آن شارژ کنید. زیرا نرخ C درج شده روی باتری‌ها، عموما تبلیغاتی هستند. و بهتر است با ضریب تخلیه‌ای کمتر از آن، باتری را شارژ و دشارژ کنید.

 

 

ضریب تخلیه باتری های مختلف

باتری‌های شارژی مختلف، میزان ضریب تخلیه مختلفی نیز دارند. به عنوان مثال؛ ضریب تخلیه باتری‌های لیتیومی، عموما C1 است. و ضریب تخلیه باتری‌های سرب اسید، C0.05 است.

 

 

نکات مهم ضریب تخلیه باتری

  • بعد از تخلیه باتری شارژی، بلافاصله آن را شارژ نکنید. زیرا در حین تخلیه، دمای باتری در اثر بالا رفتن مقاومت داخلی، افزایش پیدا می‌کند. بنابراین بهتر است باتری شارژی را دقیقا بعد از تخلیه، که دمای آن هنوز بالاست، به شارژ نزنید. اینکار عمر مفید باتری را به شدت کاهش می‌دهد.

در مقاله «راهنمای خرید و نگهداری باتری شارژی» به طور کامل در مورد نکات شارژ صحیح باتری شارژی، توضیح داده‌ایم. پیشنهاد می‌کنم این مقاله را از دست ندهید.

  • همچنین باتری شارژی را به مدت طولانی با شارژ پر ، بلااستفاده نگه ندارید. همچنین باتری با شارژ صفر درصد را هم بلااستفاده نگذارید. با اینکار، از ظرفیت باتری کاسته می‌شود. و در نتیجه باتری در فرایند شارژ و دشارژ دچار مشکل خواهد شد. و ضریب تخلیه بهینه آن از بین می‌رود.

 

 

کلام آخر

تمام وسایل الکتریکی، ویژگی‌هایی دارند؛ که برای افزایش طول عمر وسایل، باید به آن‌ها توجه کرد. نرخ تخلیه باتری هم پارامتر مهمی در تعیین قدرت شارژ و دشارژ باتری است. در این مقاله از سایت باتری بازار، سعی کردیم به طور کامل ضریب تخلیه باتری و نکات مهم آن را برایتان توضیح دهیم. اگر هر گونه سوالی در این رابطه داشتید، حتما از طریق قسمت نظرات از ما بپرسید.

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

اسکرول به بالا