2.9 电池容量串并联计算
我们把电池从开始放电到放电终止电压为止,电池所输出的电量称为电池的电容量。其计算的方法,通常都是用恒流放电的电流乘以放电时间得到的。放电时间就是从开始放电至电池端电压跌落到下限电压的时间。
容量的单位是安时,即安培·小时,用A·h表示。
1A·h=1A×1h=1C/s×3600s=3600C
电池的安时容量就是指电池的库仑电量,而与电池端电压无关。所以蓄电池的串联并没有增加其容量,只是增加了电池组的输出端电压。如果两个相同容量的电池并联,其容量就增加一倍。如果两个不同容量的电池串联,电池组的容量只能是依小容量为准。
图2-13 蓄电池容量的串联、并联
例如:在图2-13中,电池A同电池B串联。
①若A=20A·h,B=20A·h,则C=A+B=20A·h。
②若A=20A·h,B=10A·h,则C=A+B=10A·h。
在图2-13中,电池M和电池N并联。
①若M=20A·h,N=20A·h,则C=M+N=40A·h。
②若M=20A·h;N=10A·h,则C=M+N=30A·h。
用安时作单位不能表达电池的输出做功能力,为了表达电池的输出做功能力,其电能量用瓦时来表示,它等于电量乘以电池的平均工作电压。它同安时关系如下。
1W·h=1W×1h=1V×1A×1h=1V×360C
显然,用瓦时能更为全面地表达蓄电池的性能。如图2-13所示,电池在串并联使用条件下,其瓦时计算方法见下例。
①若A=20W·h,B=20W·h,则C=A+B=40W·h。
②若A=20W·h,B=10W·h,则C=A+B=20W·h,其内在含意是容量减少了一半,电压升高了一倍。
推导:C=A+B=20W·h+10W·h=(2V×10A·h)+(2V×5A·h)=(2V+2V)×(10A·h+5A·h)=20W·h
在图2-13中,并联工况时瓦时计算如下。
①若M=20W·h,N=20W·h,则C=M+N=40W·h。
②若M=20W·h,N=10W·h,则C=M+N=30W·h。
有的汽车司机,为了减少电池的消耗量,不致因一个单节损坏就报废整个电池,于是用2个6V、30A·h的电池串联代替一个12V、60A·h的电池。这样做显然是错误的,其结果因电池的容量减少了一半,损坏反倒加快了。
在串联的蓄电池组中,若有一个单节容量偏低,整组的可用于工作的蓄电池容量也只能以最低的容量为准。一个12V的汽车电池,有一个单格损坏,其余5个即使完好,整个电池也不能工作。
当说明一个蓄电池工厂的生产能力时,用kV·A·h,即千伏安时作单位。这里的电压值是指电池的标称电压,而不是指放电时的平均电压。如某工厂生产了12V、100A·h的电池1000个,就说生产了1200kV·A·h的电池。