阅读是最好的习惯

为什么电池容量一般用安时(Ah)作为单位,这不科学呀,为什么不用瓦时(Wh)?

为什么电池容量一般用安时(Ah)作为单位,这不科学呀,为什么不用瓦时(Wh)?

你对未来三年有哪些忠告?

韬光养晦,厚积薄发。接下来世界大概率要进入萧条和通缩期,这种时候不建议折腾,以保守和务实为主要行动原则。保住现有工作,保证一份固定收入。少投资,多储蓄。创业的话慎重点,能缓则缓。利用这段时间使劲学东西,在自己专业之外多学一门外语、一种新技术、一门编程语言、一些金融知识和管理方法,不管什么时候跨领域技能都能给你多一分优势。好好搞搞自己的portfolio,就是体现自己工作成果的东西,比如自己的网站、作品集、设计项目、管理案例等等。机会来的时候随时可以拿出手,不用临时抱佛脚。同时也是对自己既往工作的 更多

选择复读还是走专科?

先给你分析一下大学学习氛围对个人发展的重要性吧,我是从普通本科考研985,我们宿舍一战考上4个985和1个211,我们班考研的人差不多20个,一战考上985、211的占90%左右。如果你的最终成绩在低于本科线100分以内的话,放心复读,复读一年考上本科远远比专升本性价比高。本科与专科毕竟还是天壤之别,环境氛围以及接触到的人差别很大,多花一年却赢了一生,这是真的。虽然说学历贬值了,但是说的都是一本二本,专科就是专科,是最低等级的高等教育,考公务员都会被歧视。只要你踏踏实实去学,多请教老师同学,课外 更多

安时Ah从名字就可以看出,它是电流×时间。考虑到电流 = 电量(电子的数目)/时间。所以Ah就是可移动电子的数量。根据电荷守衡,安时Ah也就是锂电池可用于充放电的锂离子数量

请注意,这是一个“物质的量”。根据物质守恒定律,锂离子作为一种物质,无论是快充还是慢充,无论在什么温度下放电,它的量是不会发生变化的。除非发生电池衰减或低温放不出电,那也只是可用于充放电的锂离子变少了,而不是湮灭了。

Wh则不同,它是Ah × V,表示的是能量。能量具体是多少,与锂离子移动时那一瞬间的电压有关。打个比方,你拿一盆水往下波,水的量相同时,从高处泼的杀伤力会更大一些。

根据锂电池的电化学特性,它的电压是SOC的稳定函数,可以说是开路电压稳定。但锂电池有内阻,在快放与慢放时的端电压是不同的;温度也会影响内阻,导致端电压不同;因此放出的能量也不同。能量的差值,就变成了锂电池的内部生热

如此以来,Wh就是一个依赖充放电条件的量,而Ah相对Wh来说并不那么依赖充放电条件(并不是完全不依赖)。

所以,用Ah来做单位的时候,就可以省略一句话“在0.01C的放电条件下,此电池的容量是xx Wh”,相对来说更简便一些。

但是在组成电动汽车电池包之后,每家公司的电池包电压不同,用Ah来表示的话,就难以区分真实大小。 比如800V 100Ah的电池,看起来比400V 150Ah的电池小,但实际上的储存能量大啊!

所以 ,在电动汽车或其它电压不同的应用场合,大家就用kWh作为通用单位。

这有一个前提,这个kWh的值必须是按照国标来测出来 —— 因为国标的存在,它规定了测试Wh的放电条件 ,从而使得Wh也和Ah一样,也成为了一个“不需要表述放电条件”的物理量了,一样很方便。

补充:有人疑惑,不同测试条件下,Ah数也不一定相同。确实如此,但咱们为了区别Ah与Wh,只需要找到一个Ah相同而Wh不同的标准试验,例如:

设计一个试验1,相同温度下,以x C的倍率放电,在后段逐渐降低到电流至0.01C,然后到相同的截止电压Vmin截止。 设x = 1、2、3,做三次试验会发现:Ah数相同,Wh数不同

还有人质疑:既然你可以设计一个试验让Ah相同而Wh不同,那我也可以设计一个试验让Wh相同,而Ah不同啊?例如:

设计一个试验2,相同温度下,以xC的倍率放电,在后段逐渐降低到电流至0.01C,然后到Vmin的电压截止。 设x = 1、2、3,做三次试验,然后精巧地选择截止电压Vmin1、Vmin2、Vmin3,总能找到,Ah数不同,而Wh数相同。

是的,的确如此,但你应该可以轻易看出来,试验1是一个标准试验,而试验2是一个精挑细选参数Vmin才能成立的偶然试验。这两个试验的说服力是不一样的,从中你应该可以感受到Ah与Wh对充放电条件依赖程度的不同。

新能源行业兴起了,肯定会有更多新人问这个问题,业内人给新晋工程师们一个解释:

我们家庭常用的xxx度电、xxxkWh一般是从负载角度考虑的,关心的是我用了多少度电,需要付多少钱,家用电器只要在安全范围内,无论给多少输入电压,最终到负载上都会被稳压在固定值(5v、12v等),因此基本的Q=U*I*t即可得到一定时间内消耗的能量,其中频繁变化的仅电流值I,因此容易积得负载消耗能量,即我的电视一小时消耗xxkWh。

而从电池角度考虑,我们关心的是电池还能用多久,而不是负载会消耗多少能量,因为同一个电池可以给多种负载使用。就像你用的电视机,不会在搬家的时候考虑到我的电视会不会把当地的电网给拖垮了。而且电池一般没法用尽,剩余的1%电由于电池电压功率都已经达不到负载要求,会被舍弃,这一部分能量属于“低质量”能量,也许直接短路还能引起一次小爆炸,但已经带不动你的遥控器了,这一部分该算多少Wh呢。

电池最重要的特性是自身的电化学属性,直接反映在电池能提供的瞬时功率上。而这个属性和电池剩余容量值直接挂钩。

如果你玩动力电池(航模、电车等),就知道电池除了有容量还有放电能力参数,例如一块1000mAh的锂离子电池标注了放电能力为0.5C,就是指它在容量1000mAh的时候正常工作最大只允许放出500mA电流,即使你短路它,也不能长时超过500mA。一旦电流超过1000mA,电池电压则可能骤降到极低的值进而引起电池永久损坏。同理,当电池被用到只剩500mAh时,它最大放电能力也会随之降低(非线性)。在电池容量降低的过程里,电压也会逐渐降低,这两者有模糊的正比例关系(取极限低压作参考零点),所以很多低端商品直接从电池电压值来判断电池剩余容量。而手机、车辆等计算电池剩余容量的方式是通过测得电路中的电流对时间进行滤波积分,同时配合其此时的静态动态电压等参数来计算电池剩余容量。简单地理解即用电池的额定容量(Ah)减去已经用掉的容量(Ah),即可得到剩余容量(Ah),也就知道如果继续按目前的电流运行,电池还能挺多久。

总而言之,因为视角不同,关注点也不同,大家看电视不会关注你们小区的电网还够你看多久,用遥控器也不会关注我的遥控器消耗了几度电。但是你们小区的供电局会考虑每个用户的供需情况,生产电池的厂家也会关心生产一批电池我要冲进去多少度电。两个单位都会用,应用场景不同罢了。

还有个重要概念,把一千节100mAh的1.5v干电池串联,会变成100mAh的1500v电池,容量都是100mAh,能量却是干电池的1000倍;若并联,则变成容量100000mAh的1.5v电池,能量同样是干电池的1000倍。

这个问题的核心是,我们知晓能量或者容量的目的是什么?

比如给你一块电池,说它有5度电,或者说有50Ah,其实没有太大的实际意义(当然,非要较真的话,5kWh的一块儿电池,炸起来应该很猛……- -!)。

于实际使用而言,关键是怎么去衡量它的剩余电量?

这就涉及到你怎么用这个电,大用?小用?急用?慢用?

只有评估清楚了才能知道剩余电量还能撑多久。

因此,应该从计算剩余电量的角度去思考这个问题。

我以电动汽车举例:

电量即能量,单位是瓦时Wh(也是伏安时VAh),涉及电压V、电流A、时间h三个物理量,其中电流、时间在整车上是可以较为精准地、直接采集的物理量(电流已经是频繁变化的了……),而电压因为电池的电化学特性,在不同充放电条件下也会频繁变化,大大增加了计算难度和误差(引入了ADC等),对于准确估算余电非常不利。所以采用容量(电流与时间的乘积,安时)的概念,方便充放电过程中安时积分计算,由此评估荷电状态SOC(或者说剩余容量)。

当然,如果一辆车只告诉你电池容量,不告诉你电池电量,你就很难推测他的续航能力。毕竟,百公里电耗是和电量直接挂钩的。如果你知道这辆车的续航,也知道容量。那么,基于容量的剩余SOC基本就等价于剩余里程了,这时,你知不知道整车电量(能量)也就无所谓了。

因此,电动汽车的电池包铭牌,一般都会标注额定容量(Ah)和额定电量(kWh)。

WH或者VAH作为容量单位更加合理。

电量=电压x电流x时间,WH就是这个意思。

而AH缺少了电压参数,无法完整代表电量。

但在电池行业中,仅仅用WH难以区分出电池的电压参数,比如手机领域用3.7V电池,电动两轮车用36V、48V、60V、72V等等。

AH只是在一些特定的同类的产品领域,如前面提到的手机产品,都用的3.7V供电,在电压相同的前提下,AH大小就反映了总电量的相对大小。

再如新国标电动车,规定了电压上限48V,所以各品牌的型号基本上都是48V电池,在同样的48V电压规格下,可以用电池的AH数作为比较电量、续航大小的一个衡量参数。

电池是V和Ah

因为用电器对电压有要求,所以电压要单独写出来。所以再知道电量就行了。

你应该问为什么电量不用库伦C而用Ah。

谢邀。

安是电流单位,电流是流过的电量除以时间,所以安时是电量的单位。一个电池有多少安时,说明它有多少正负电荷位于正极负极,即一个电极上电荷不平衡的程度。放电的过程就是正负电荷流动的过程,最终两个电极上电荷都平衡了,也就无法再放电了。随便你在什么条件下放电,可流动的电荷就这么多,在初始状态就确定了。因此,一个电池有多少安时是个完全精确的指标。

另一方面,瓦是功率单位,瓦时是能量单位。在不同的条件(如电流、温度)下放电,产生的总电功是不同的,所以无法精确地说一个电池有多少瓦时。

这个使用方式和场景有关系。

举一个不恰当的例子,同样的都是网络流量:

如果你是使用移动网络的话,你更关心的是一个月5元30G的这个总量;

如果你使用WiFi的话,你更关心的每秒多少Mb。

瓦时没有明确电压。标明电压就不需要瓦时,安时就够了,瓦时不仅重复,而且让人困惑。

.

不管是4.4还是3.6v,过了1117都变成3.3v,但是1117不能改变电流大小。

手机电池的输出电压是固定的3.7V。所以手机电池用AH做单位其实是问题不大。

但是充电宝和蓄电池不应该用AH做单位。因为充电协议有很多种。现在2021年,20w、40W、65W还有15-20W无线充电。甚至一台充电宝支持多种协议。多种不同的电压输出模式。这个时候用AH表达电量就不严谨。可能只是相对于手机电池,充电宝用AH表达电量只是为了方便比较自己能充满多少块手机电池。但是正确的的单位确实应该是wh。

我这里手上一块七年前充电宝,5W标准充是5V/1A ,10W快充5V/2A,其输出电压都不是3.7。那这么来说你标的20000mAh完全就不能做参考了啊。

你说我快充口其实只有12800mAh。那我消费者可能就认为你20000mAh是虚标。实际上没有。抛去传输折损,总能量都是差不多的。

直接用wh不方便吗。。。换算来换算去,麻不麻烦。

我不同意前面两位的观点。电池放电的实际Ah值(理论值意义不大)是随着放电条件不同而变化的,如温度、电流等等。所以Ah在实际使用中并不是一个“完全精确的指标”。电池是用来存储能量的,而能量的单位之一是瓦时。所以瓦时更能简单明确的表示一个电池组是储能能力。当然不同的放电条件下放出的能量不同,但是可以进一步的描述为标准状态下或者特点状态下的放电能力。君不见现在表示电动汽车储能指标都是在用kwh吗!笔记本电脑的电池也早就是用Wh来表示啦。而讲Ah还要乘以电压后才能比较。可见瓦时的表示方法更科学。

之所以这样是因为电池的测试方法决定的。

在手机上的电池,都是用毫安时表示的。毫安时这个单位是一个电池容量的指标,Wh这个单位是电池能量的指标。

一个很简单的公式就可以揭示出两者的关系:

电压(V)×容量(Ah)=能量(Wh)

容量和能量,也就是Ah和Wh其实是可以换算的。

手机电池厂商在生产电池的时候,为了准确测试电池到底能够放出多少电,都是采用恒定电流在一定单位时间内到底放出多少电量的方法。

我们都知道Q=It,电流×时间就是容量,也就是Ah,这种测试方法就决定了,手机电池都是采用Ah作为单位。

很简单的道理,我用这个方法测试出来的电池容量就是Ah,直接用这个单位也方便,久而久之,就成为一个约定俗成的做法。

那为什么在新能源汽车的电池上却又用Wh作为单位?

要解释这个问题,就需要复习一下初中物理:

大家记住这一点。

以特斯拉为例,特斯拉使用的电池是18650或者21700,其单个电池电压3.7V,特斯拉所需要的工作电压是几百V,所以,特斯拉汽车就需要把所有的18650或者21700电池串联起来。

如此一来,如果再用容量就不合适了,因为在串联电路中电流相等,再用计算一定时间能够放出多少电量的方法测试电池容量,如果仍然用Ah作为单位的话,就会出现一块电池跟整个电池包的Ah相等的情况。

很明显,这样显然是不行的。

问题就是这么简单。

Ah=A*h

Wh=V*A*h

可以看出它们的差距在于,一个没考虑电压,一个考虑了电压。一个是容量单位,一个是能量单位。

然后看下的规律:5号、7号镍氢电池,汽车的电瓶等都是用的Ah,而5号锂电池、电动车电池、笔记本电池等都逐渐使用Wh了。可以看出,早期的技术指标偏向于Ah,而较新的技术指标偏向于Wh。

因为早期的电器,对于电压的适应性是非常差的,使用2节5号电池的随身听,使用1节就动不了,使用3节可能就会烧掉,所以在严格的匹配限制之下,反而不需要过多考虑电压的影响。而且早年的电器,受制于成本和DC-DC技术的限制,所用的电压经常是以内部所需电压最高的模块为标准的,而低压部分模块则通过三端稳压器甚至直接串联电阻降压。但是这种降压技术有个问题,就是电能利用率很低,是通过耗散来降压的。比如使用外接12V电源的录音机,某个模块只需要3V,那么可能会采用7805来降压,在满足3V模块0.5A的需求下,剩余9V0.5A就以发热的形式消耗掉了。所以在这种情况下,确实使用Ah更能体现电池容量,因为实际使用中,无论你是12V0.5A输入还是11V0.5A输入,确实都只用到了0.5A,电压高低不影响工作时间,只影响发热量。

而随着技术进步,DC-DC转换效率提升和成本降低,才让电能的利用变得值得考虑电压了,也让衡量指标回归到更合适的能量单位而不是容量单位。还是以12V输入举例,此时如果用电器使用3V0.5A,那么一个转换效率85%的DC-DC模块就只需要输入3*0.5/0.85/12=0.1470588235,也就是只需要输入12V0.15A就够了。所以只有当按功率转换的技术普及之后,使用功率单位来计量才有意义,而按容量消耗的电器,则更适用于按容量来衡量。

最后,由于技术的发展有传承和延迟,所以目前处于容量与能量并存的时期,现在确实也可以看到很多电池会同时标注容量与能量了,当然你也可以根据实际用电的设备和场合,选择合适的单位来进行转换计算。

我感觉大家的意思就是锂电池电压比较恒定,就可以用mah或者Ah来作为容量单位,但是这毫无意义啊?

一个容量度量的最大作用不应该是,在我知道了容量消耗的速度以后,我可以简单计算剩余使用时间吗?

例如我的一个小本本容量是50wh,假如我的系统功耗调到10w,那么他的使用时间应该>=五个小时,如果我把功耗调到25w,那就只能用两个小时。

相对应的,例如我的手机是5000mah的电池,那么手机在5000ma的电流下面应该只能用一个小时,但是电子产品的大家关心和标定的一般都是功率,而非电流,虽然功率也是电流计算出来的,也许这个才是主要原因?减少一道计算流程?

因为化学电势能一般是“稳定的”组成的电池组一般是固定用途,电压也是标定的。用Ah好测。

你看现在新能源车,各家电压不统一了,不就都标Wh

你对未来三年有哪些忠告?

韬光养晦,厚积薄发。接下来世界大概率要进入萧条和通缩期,这种时候不建议折腾,以保守和务实为主要行动原则。保住现有工作,保证一份固定收入。少投资,多储蓄。创业的话慎重点,能缓则缓。利用这段时间使劲学东西,在自己专业之外多学一门外语、一种新技术、一门编程语言、一些金融知识和管理方法,不管什么时候跨领域技能都能给你多一分优势。好好搞搞自己的portfolio,就是体现自己工作成果的东西,比如自己的网站、作品集、设计项目、管理案例等等。机会来的时候随时可以拿出手,不用临时抱佛脚。同时也是对自己既往工作的 更多

选择复读还是走专科?

先给你分析一下大学学习氛围对个人发展的重要性吧,我是从普通本科考研985,我们宿舍一战考上4个985和1个211,我们班考研的人差不多20个,一战考上985、211的占90%左右。如果你的最终成绩在低于本科线100分以内的话,放心复读,复读一年考上本科远远比专升本性价比高。本科与专科毕竟还是天壤之别,环境氛围以及接触到的人差别很大,多花一年却赢了一生,这是真的。虽然说学历贬值了,但是说的都是一本二本,专科就是专科,是最低等级的高等教育,考公务员都会被歧视。只要你踏踏实实去学,多请教老师同学,课外 更多

赞(0) 打赏
未经允许不得转载:微精选 » 为什么电池容量一般用安时(Ah)作为单位,这不科学呀,为什么不用瓦时(Wh)?
分享到: 更多 (0)

评论 抢沙发

  • 昵称 (必填)
  • 邮箱 (必填)
  • 网址

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

微信扫一扫打赏