Pomocí naší kalkulačky doby nabíjení baterie snadno odhadnete, jak dlouho bude trvat úplné nabití baterie.
Kalkulačka doby nabíjení baterie
Odhadovaná doba nabíjení:
Tip: Pokud nabíjíte baterii solárně, můžete mnohem přesněji odhadnout dobu jejího nabíjení pomocí naší kalkulačky doby nabíjení solární baterie.
Jak používat tuto kalkulačku
1. Zadejte kapacitu baterie a vyberte její jednotky ze seznamu. Možnosti jednotek jsou miliampérhodiny (mAh), ampérhodiny (Ah), watthodiny (Wh) a kilowatthodiny (kWh).
2. Zadejte nabíjecí proud vaší nabíječky baterií a vyberte její jednotky ze seznamu. Možnosti jednotek jsou miliampéry (mA), ampéry (A) a watty (W).
3. Pokud si to kalkulačka vyžádá, zadejte napětí baterie nebo nabíjecí napětí. V závislosti na kombinaci jednotek, které jste vybrali pro kapacitu baterie a nabíjecí proud, vás může kalkulačka požádat o zadání napětí.
4. Vyberte typ baterie ze seznamu.
5. Volitelné: Zadejte stav nabití baterie v procentech. Pokud je například baterie nabitá na 20 %, zadáte číslo 20. Pokud je baterie vybitá, zadáte 0. (Pokud si nejste jisti, zde je několik způsobů, jak zkontrolovat stav nabití baterie. )
6. Kliknutím na «Vypočítat dobu nabíjení» získáte výsledky.
3 Vzorce pro výpočet doby nabíjení baterie
Pro ty, kteří se zajímají o základní matematiku, jsou zde 3 vzorce pro výpočet doby nabíjení baterie. Začínám nejjednodušším a nejméně přesným vzorcem a končím nejsložitějším, ale nejpřesnějším.
Formula 1
Vzorec: doba nabíjení = kapacita baterie ÷ nabíjecí proud
Přesnost: Nejnižší
Složitost: Nejnižší
Nejjednodušší, ale nejméně přesný způsob, jak odhadnout dobu nabíjení, je vydělit kapacitu baterie nabíjecím proudem.
Nejčastěji bude kapacita baterie udávána v ampérhodinách (Ah) a nabíjecí proud vaší nabíječky bude udán v ampérech (A). Takže tento vzorec často uvidíte napsaný s těmito jednotkami:
doba nabíjení = kapacita baterie (Ah) ÷ nabíjecí proud (A)
Kapacita baterie však může být také vyjádřena v miliampérhodinách (mAh), watthodinách (Wh) a kilowatthodinách (kWh). A vaše nabíječka baterií vám může sdělit svůj výstupní výkon v miliampérech (mA) nebo wattech (W) spíše než v ampérech. Můžete tedy také vidět vzorec napsaný s různými kombinacemi jednotek.
doba nabíjení = kapacita baterie (mAh) ÷ nabíjecí proud (mA) doba nabíjení = kapacita baterie (Wh) ÷ rychlost nabíjení (W)
A někdy se vaše jednotky neshodují. Kapacita baterie může být uvedena ve watthodinách a rychlost nabíjení v ampérech. Nebo mohou být uvedeny v miliampérhodinách a wattech.
V těchto případech musíte převádět jednotky, dokud nebudete mít „odpovídající“ pár – například ampérhodiny a ampéry, watthodiny a watty nebo miliampérhodiny a miliampéry.
Pro informaci uvádíme vzorce, které potřebujete převést mezi nejběžnějšími jednotkami pro kapacitu baterie a rychlost nabíjení. Většina z nich odkazuje na naši příslušnou kalkulačku konverzí.
Převod jednotek kapacity baterie:
- watthodiny = ampérhodiny × volty
- ampérhodiny = watthodiny ÷ volty
- miliampérhodiny = ampérhodiny × 1000
- ampérhodiny = miliampérhodiny ÷ 1000
- watthodiny = miliampérhodiny × volty ÷ 1000
- miliampérhodiny = watthodiny ÷ volty × 1000
- kilowatthodiny = ampérhodiny × volty ÷ 1000
- ampérhodiny = kilowatthodiny ÷ volty × 1000
- watthodiny = kilowatthodiny × 1000
- kilowatthodiny = watthodiny ÷ 1000
Převody jednotek sazby poplatků:
- ampéry = miliampéry ÷ 1000
- miliampéry = ampéry × 1000
- watty = volty × ampéry
- ampéry = watty ÷ volty
Samotný vzorec je jednoduchý, ale zohlednění všech možných konverzí může být trochu zahlcující. Pojďme si tedy projít několik příkladů.
Příklad 1: Kapacita baterie v ampérhodinách, nabíjecí proud v ampérech
Řekněme, že máte následující nastavení:
- Kapacita baterie: 100 ampérhodin
- Nabíjecí proud: 10 zesilovače
Pro výpočet doby nabíjení pomocí tohoto vzorce jednoduše vydělíte kapacitu baterie nabíjecím proudem.
100Ah ÷ 10A = 10 hod
V tomto scénáři je odhadovaná doba nabíjení 10 hodin.
Tip: Jakou kapacitu baterie potřebujete, můžete odhadnout pomocí obráceného vzorce: ampéry × hodiny = ampérhodiny.
Příklad 2: Kapacita baterie ve watthodinách, rychlost nabíjení ve wattech
Podívejme se nyní na tento scénář:
Protože se vaše jednotky opět „hodí“, pro výpočet doby nabíjení opět jednoduše vydělíte kapacitu baterie rychlostí nabíjení.
1200Wh ÷ 150W = 8 hod
V tomto scénáři je odhadovaná doba nabíjení 8 hodin.
Příklad 3: Kapacita baterie v miliampérhodinách, rychlost nabíjení ve wattech
Podívejme se na následující scénář, kde se jednotky neshodují.
Nejprve se musíte rozhodnout, na kterou sadu odpovídajících jednotek chcete převést. Berete v úvahu watthodiny za kapacitu baterie a watty za rychlost nabíjení. Ale nemůžete najít napětí baterie, které musíte převést miliampérhodiny na watthodiny.
Víte, že výstupní napětí nabíječky je 5 voltů, takže se spokojíte s ampérhodinami pro kapacitu baterie a ampéry pro rychlost nabíjení.
Když je rozhodnuto, nejprve vydělíte watty volty, abyste získali nabíjecí proud v ampérech.
10W ÷ 5V = 2A
Dále převedete kapacitu baterie z miliampérhodin na ampérhodiny vydělením miliampérhodin číslem 1000.
3000mAh ÷ 1000 = 3Ah
Nyní máte kapacitu baterie a nabíjecí proud v „odpovídajících“ jednotkách. Nakonec vydělíte kapacitu baterie nabíjecím proudem, abyste získali dobu nabíjení.
3Ah ÷ 2A = 1.5 hod
V tomto příkladu je odhadovaná doba nabíjení baterie 1.5 hodiny.
Formula 2
Vzorec: doba nabíjení = kapacita baterie ÷ (nabíjecí proud × účinnost nabíjení)
Přesnost: Střední
Složitost: Střední
Žádné nabíjení a vybíjení baterie se 100% účinností. Část energie se ztratí kvůli neefektivitě během procesu nabíjení.
Tento vzorec navazuje na předchozí tím, že zohledňuje účinnost nabíjení/vybíjení, která se liší podle typu baterie.
Zde jsou rozsahy účinnosti hlavních typů dobíjecích baterií (zdroj):
Poznámka: Skutečná účinnost nabíjení není pevná a mění se v průběhu nabíjecího procesu na základě řady faktorů, včetně rychlosti nabíjení a stavu nabití baterie. Čím rychlejší je nabíjení, tím je obvykle méně účinné.
Příklad 1: Olověná baterie
Předpokládejme, že máte následující nastavení:
Chcete-li vypočítat dobu nabíjení pomocí Formule 2, musíte nejprve vybrat hodnotu účinnosti nabíjení pro vaši baterii. Olověné baterie mají obvykle energetickou účinnost kolem 80-85%. Baterii nabíjíte rychlostí 0.1 C, což není tak rychlé, takže předpokládáte, že účinnost bude kolem 85 %.
S vybraným procentem účinnosti stačí zapojit hodnoty do vzorce.
100Ah ÷ (10A × 85%) = 100Ah ÷ 8.5A = 11.76 hod.
V tomto příkladu je odhadovaná doba nabíjení 11.76 hodiny.
Připomeňme, že při použití Formule 1 jsme odhadli dobu nabíjení pro toto nastavení na 10 hodin. Jen při zohlednění účinnosti nabíjení se náš časový odhad zvýšil o téměř 2 hodiny.
Příklad 2: Baterie LiFePO4
Předpokládejme, že máte opět následující nastavení:
Na základě lithiové baterie a relativně nízké rychlosti nabíjení předpokládáte účinnost nabíjení 95 %. Díky tomu můžete své hodnoty zapojit do Formule 2.
1200Wh ÷ (150W × 95%) = 1200Wh ÷ 142.5W = 8.42 hod.
V tomto příkladu je odhadovaná doba nabíjení 8.42 hodiny.
Při použití Formule 1 jsme odhadli, že toto stejné nastavení má dobu nabíjení 8 hodin. Vzhledem k tomu, že lithiové baterie jsou účinnější, zohlednění účinnosti nabíjení neovlivňuje náš odhad tolik, jako tomu bylo u olověných baterií.
Příklad 3: Lithium-iontová baterie
Znovu se podívejme na stejné nastavení jako předtím:
Nejprve musíte předpokládat účinnost nabíjení. Na základě lithiové baterie a relativně rychlého nabíjení předpokládáte, že účinnost nabíjení je 90 %.
Stejně jako dříve je třeba ‚spárovat‘ jednotky, takže nejprve převedete nabíjecí proud na ampéry.
10W ÷ 5V = 2A
Poté převedete kapacitu baterie z miliampérhodin na ampérhodiny.
3000mAh ÷ 1000 = 3Ah
S podobnými jednotkami nyní můžete vše zapojit do vzorce pro výpočet doby nabíjení.
3Ah ÷ (2A × 90 %) = 3Ah ÷ 1.8A = 1.67 hodiny
V tomto příkladu je odhadovaná doba nabíjení 1.67 hodiny.
Formula 3
Vzorec: doba nabíjení = (kapacita baterie × hloubka vybití) ÷ (nabíjecí proud × účinnost nabíjení)
Přesnost: Nejvyšší
Složitost: Nejvyšší
2 výše uvedené vzorce předpokládají, že je vaše baterie zcela vybitá. Technicky je to vyjádřeno tvrzením, že baterie je ve 100% hloubce vybití (DoD). Můžete to také popsat jako stav nabití 0 % (SoC).
Formule 3 obsahuje DoD, abyste mohli odhadnout dobu nabíjení bez ohledu na to, jak je vaše baterie nabitá.
Příklad 1: 50% DoD
Vraťme se k tomuto nastavení, ale tentokrát předpokládejme, že naše olověná baterie má 50% DoD. (Většina olověných baterií by se měla vybíjet maximálně na 50 %, aby se prodloužila životnost baterie.)
Stejně jako dříve předpokládejme účinnost nabíjení 85 %.
Máme všechny informace, které potřebujeme, takže jen zapojíme čísla do Formule 3.
(100 Ah × 50 %) ÷ (10 A × 85 %) = 50 Ah ÷ 8.5 A = 5.88 hodin
V tomto příkladu je odhadovaná doba nabíjení baterie 5.88 hodiny.
Příklad 2: 80% DoD
Pro tento příklad si představte, že máte následující nastavení:
Stejně jako dříve budeme předpokládat, že účinnost nabíjení je 95 %.
S ohledem na to je zde výpočet, který byste provedli pro výpočet doby nabíjení.
(1200 Wh × 80 %) ÷ (150 W × 95 %) = 960 Wh ÷ 142.5 W = 6.74 hodin
V tomto příkladu bude úplné nabití baterie z 6.7 % DoD trvat asi 80 hodiny.
Příklad 3: 95% DoD
Řekněme, že baterie vašeho telefonu je na 5 %, což znamená, že je vybitá na 95 %. A baterie a nabíječka vašeho telefonu mají následující specifikace:
Stejně jako dříve musíme převést kapacitu a rychlost nabíjení na podobné jednotky. Nejprve převedeme kapacitu baterie na ampérhodiny.
3000mAh ÷ 1000 = 3Ah
Dále převedeme nabíjecí proud na ampéry.
10W ÷ 5V = 2A
Protože rychlost nabíjení C je relativně vysoká, budeme opět předpokládat účinnost nabíjení 90 % a poté vše zapojíme do Formule 3.
(3 Ah × 95 %) ÷ (2 A × 90 %) = 2.85 Ah ÷ 1.8 A = 1.58 hodin
Nabití baterie telefonu z 1.6 % na plnou kapacitu bude trvat asi 5 hodiny.
Proč žádný z těchto vzorců není dokonale přesný
Žádný z těchto vzorců doby nabíjení baterie nevystihuje skutečnou složitost nabíjení baterie. Zde je několik dalších faktorů, které ovlivňují dobu nabíjení:
- Vaše baterie může něco napájet. Pokud ano, část nabíjecího proudu se odebere, aby bylo možné zařízení nadále napájet. Čím více energie zařízení spotřebovává, tím déle bude trvat, než se baterie plně nabije.
- Nabíječky baterií ne vždy poskytují maximální rychlost nabíjení. Mnoho nabíječek baterií využívá nabíjecí algoritmy, které upravují nabíjecí proud a napětí podle toho, jak je baterie nabitá. Některé nabíječky baterií například drasticky zpomalí rychlost nabíjení, jakmile baterie dosáhne přibližně 70–80 % nabití. Tyto nabíjecí algoritmy se liší v závislosti na nabíječce a typu baterie.
- Stárnutím ztrácejí baterie kapacitu. Starší baterie bude mít menší kapacitu než stejná nová baterie. Vaše 100Ah LiFePO4 baterie může mít kapacitu pouze kolem 85Ah po 1000 cyklech. A rychlost stárnutí baterií závisí na řadě faktorů.
- Lithiové baterie mají systém správy baterií (BMS). Kromě malé spotřeby energie může BMS upravit nabíjecí proud, aby chránil baterii a optimalizoval její životnost. Telefony iPhone mají funkci zvanou Optimalizované nabíjení baterie, která zpožďuje nabíjení baterie telefonu o více než 80 %, dokud ji nebudete muset použít.
- Nabíječky olověných akumulátorů mají obvykle fázi časované absorpce. Po nabití na přibližně 70–80 % mnoho nabíječek olověných baterií (a solárních regulátorů nabíjení) vstoupí do časované fáze „absorpce“ po zbytek nabíjecího cyklu, který je nezbytný pro zdraví baterie. Obvykle jsou to pevné 2–3 hodiny, bez ohledu na to, jak velkou máte baterii nebo jak rychlá je vaše nabíječka.
Stručně řečeno, baterie jsou velmi složité a přesné vypočítat dobu nabíjení baterie není snadný úkol. Je samozřejmé, že jakákoli doba nabíjení, kterou vypočítáte pomocí výše uvedených vzorců – nebo naší kalkulačky doby nabíjení baterie – by měla být považována za odhad.
