ДГТУ Кафедра «Электротехника и электроника» Практическое

ДГТУ
Кафедра «Электротехника и электроника»
Практическое занятие №10 на тему:
«Расчет максимальной мощности,
выдаваемой аккумулятором»
по дисциплине «Электромобили»
Ростов-на-Дону
2012
Расчет даст достаточно приблизительные цифры, однако даже этих приблизительных
цифр хватит для оценки мощностных возможностей отдельного аккумулятора и принятия
решения о количестве аккумуляторных элементов в батарее.
Для начала вспомним закон Ома для полной цепи: "Сила тока в полной цепи равна
отношению ЭДС цепи к ее полному сопротивлению"
I = Ε/(R + r)
Согласно этой формуле, чем больше значение внутреннего сопротивления r, тем меньший
ток может отдавать аккумулятор. Так как ЭДС (Ε) можно принять как номинальное
напряжение (Uном) на аккумуляторе при разомкнутой цепи, то перепишем закон Ома для
полной цепи в следующем виде:
Uном = IR + Ir
Пока из этой формулы не совсем очевидно, как получить максимальную мощность,
выдаваемую аккумулятором. Однако вспомним про то, что аккумулятор может работать
только в определенном диапазоне напряжений. При нагрузке, из-за внутреннего
сопротивления, напряжение на аккумуляторе не должно упасть, ниже Umin. Зная закон Ома
для участка цепи (U=IR), можно отразить в нашей формуле следующим образом:
Uном = Umin + Ir
Используя полученный результат, уже уверенно можно получить значение максимального
тока, который может выдать аккумулятор:
I = (Uном - Umin)/r
Зная, что мощность, потребляемая участком цепи, равна произведению силы тока на
напряжение, подаваемое на этот участок, можно узнать максимальную мощность,
выдаваемую аккумулятором:
P = Umin*(Uном - Umin)/r
Для расчета максимальной мощности батареи необходимо умножить полученное значение
для одного аккумулятора на количество аккумуляторов в батарее.
Здесь приведен оценочный расчет мощности, выдаваемой при разряде – в начале разряда
аккумулятор может выдать больше мощности, чем в конце (смотри формулы). Второй
подводный камень – те потери мощности, которые происходят внутри аккумулятора из-за
наличия внутреннего сопротивления. Во время нагрузки идет разогрев аккумулятора
пропорционально квадрату силы тока и времени работы (Q=I2*r*Δt). Так как аккумулятор
имеет определенный рабочий температурный режим, требуется учитывать разогрев
аккумулятора при проектировании аккумуляторной батареи, и, при необходимости,
обеспечить правильную систему охлаждения.