汽车电瓶启动后需要多长时间充电?

电器工程 电池充电
2022-01-21 04:58:53

假设一个典型的 12 V 铅酸汽车电池(通常在 13 V 左右充满电),并且在 3 秒内启动发动机大约需要 500 A 电流,那么在任何给定的电量下给电池充电需要多长时间速度?

这是我对物理学的记忆中的尝试:

12.8 V * 500 A = 6400 W

超过 3 秒,即 19,200 焦耳。

所以,在一个所有电流都直接回到电池等等的完美世界中,我需要多长时间才能恢复我所有的焦耳并将它们放回我的电池中?

给定 2A 充电速率:

14 V(充电器输出?)* 2 A = 28 瓦

这是我有点动摇的地方。下一步是什么?将焦耳除以瓦数来获得时间?看起来是这么回事:

19,200 焦耳 / 28 瓦 = 11.4 分钟。

而已?2 A 时 11.4 分钟,所有 19,200 焦耳都回来了?似乎很难相信。我的充电器也有 10A 设置。所以这意味着在大约 2.5 分钟内,它将被“充电”。

那么,我的假设是否正确?你真的只是使用充电电压来计算这个吗,似乎你需要将充电电压与电池的容量/电压/其他相关。

4个回答

不,它不是焦耳输入 = 焦耳输出。第一个近似值是库仑输入 = 库仑输出。流经电路的电子参与电池内部的化学反应(但效率不是 100%)。

忘记能量/功率/电压计算,只需使充电的安培秒数等于放电的安培秒数,然后乘以一个软糖因子以解决效率低下的问题。

500A × 3s =1500 As = 2A × 750s = 10A × 150s

750 秒 = 12.5 分钟

图中大约 90% 的效率,所以 12.5 分钟 / 0.90 = 大约 14 分钟。

对于“足够接近”,您可以使用

T充电= T放电* (i放电/ i充电) * k

k 是无单位的电流效率因子,随电池化学成分、充电和放电率、电池充电状态和月相(有时是否今天是银行假日)而变化,对于

  • 铅酸电池:约1.1到1.2
  • 锂离子电池:约1.01
  • 镍金属氢化物 (NiMH):约 1.15 至 1.2

这只是说充电和放电时间与电流消耗乘以可变常数成反比。

“常数”因许多因素而变化。锂化学物质没有“消耗”电流输入的二次反应。NimH(和 NiCd)具有二次化学反应,会产生气体、热量和其他有趣的东西,并消耗一些供应的能量。


注意:流动比率能源费用比率不同。
充电时,流过内阻的电流会导致input 和 battery_proper 之间的电压下降,因此 V in 必须大于V battery_proper,因为内阻上的电流下降会丢失

放电时,内部电阻再次降低电压,但由于内部下降,V out现在将低于 V battery_proper 。所以你两败俱伤全面的,

(能源效率) = k * (V out,mean / V in,mean )

在大电流下(例如汽车启动启动马达),内部电阻上可能会下降多达一半的总电压。这意味着在启动过程中,未完全充电、状况不佳的 12 V 汽车电池可能会在端子处测量到 6 V。相同的电池在充电时需要高达 13.6&nbap;V 的电压。

因此,如果通过启动放电并在电池几乎完全充电时充电,电压效率等于 6 / 13.6 = ~44%。这是在上述铅酸的 90% 效率之后。
因此,例如,“有点累”的接近完全充电的铅酸电池可能管理 0.9 :* 0.44 = ~40% 的能量效率,放电能量超过充电能量。

即使你的电池提供500A,那是PEAK电流,当电机停止并且没有反电动势时,所以基本上电机是一个很小的电阻和电感。在电机开始旋转后,反电动势会降低电池消耗的电流。我猜这些巨大的电流只消耗了毫秒。

如果启动发动机需要 500 A 3 秒,则使用 1500 安培秒。如果电池以 1 A 充电,则需要 1500 秒(25 分钟)才能达到 1500 安培秒。