锂电池ah是什么意思 Ah和Wh傻傻分不清,到底哪个代表电池电量?

小编 2024-10-12 锂离子电池 23 0

Ah和Wh傻傻分不清,到底哪个代表电池电量?

前些天,我们在公众号上,转载了“42号车库”制作的视频。他们把一台已经开了57w公里的荣威e550 插电混动汽车的电池做了容量测试。

但是后台有朋友留言,说小编吃相难看,竟然说e550一台插混车有40度电

小编看到之后,真觉得有点哭笑不得。 视频中,清华的工程师测试的是电芯的Ah,即电池的容量。并不是电池的能量,我们常说的多少度电。

首先得感谢这位小伙伴,文章看的非常仔细。其次,也给我们提了个醒,虽然现在新能源汽车已经满街跑了,但大家对新能源技术还是不太了解,所以今天我们有必要给小伙伴们做一次科普,讲讲电池的两种参数,容量和能量。

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01 如何区分容量和能量?

其实容量和能量有个很简单的办法区分,就是看单位。

容量的单位是Ah。 大家可以看手机网站或者充电宝,都是用容量来衡量电池的大小 。常见的充电宝有5000-10000mAh,华为最新款Mate40Pro的电池有4400mAh。

而在新能源车上,我们却用能量这个指标来描述电池,单位是kWh。

比如说特斯拉Model 3长续航版本的电池能量是75kWh,也就是我们常说的75度电。国产后的标准续航版是52度电,切换到磷酸铁锂后又成了55度电。但是你应该从没听说说过Model 3的电池容量是多少Ah吧?

手机和车上都是电池,为什么没有统一常用单位?那到底什么时候用容量Ah,什么时候用能量kWh呢?

02 容量和能量的关系

其实看起来混乱的两个单位,能量与容量之间,是存在联系的——只要知道一块电芯的两个参数,就能计算得到第三个。这三个值又有什么含义呢?

我们先看最熟悉的——电压。

这个我们经常接触,不同的电池都有不同的电压。一节碱性电池是1.5V,铅酸电瓶12V,磷酸铁锂电芯3.2V,三元电芯3.7V左右。

但小飞哥要跟大家强调的是,这都是额定电压 。而实际不管哪种电芯,充满电和放光电的时候,电压是不一样的——满电状态电压高,亏电状态电压低。

我们再说说容量。

电池充放电的过程,实际是正负极之间带电离子移动的过程。充满电之后,能流动的离子越多,那电池的放电能力就越大。

那怎么测量一块电芯能放出多少电呢?

所以就像我们刚才说的,每时每刻的电芯电压都不一样的。所以工程师在开发的时候,需要用恒定电流的方式测试电芯容量,结果才能更准确。

用一定的电流,放电一定的时间,拼起来就是Ah,也就是容量的单位。

当一款电芯开发好之后,工程师就会用容量的大小对不同的电芯进行区分,久而久之形成了惯例。比如一块小米的电芯20000mAh;一块来自宁德时代的车用级电芯203Ah。

不管两者相差多少倍,道理都是一样的。像手机这种只用一块电芯的3C产品上, 习惯成自然,大家就直接用电池上印着的容量参数来称呼电池的大小。

但是,不是所有的电池,都只用一节电芯的。我们还可以通过串联或者并联的方式增加电芯数量。

初中物理我们都学过,串联可以增加电压,并联可以增加容量

通过调整串联和并联的数量,可以获得最终需要的电池能量 ,对应了我们刚刚说的公式。

新能源汽车的工作电压在300或400V ,甚至有更高的800V。而一个锂离子电芯的输出电压通常在4V左右 。这样我们就需要把100节左右的电芯 ,给串联起来,这时候容量不变,电压升到400V

我们拿上汽ER6的电池举例,它的电池包由96个203Ah的电芯串联而成, 没有额外并联。如果我们仍然用容量的角度来看,这块电芯是203Ah。但一块电芯,和96块电芯组成的电池包,都被称为203Ah,显然不合适,所以我们需要用能量来衡量。

一块电芯的额定电压是3.7V左右,乘以203Ah等于730Wh,是0.73度电。而ER6电池包,虽然电芯容量也是203Ah,但额定电压是351V,计算得到整个电池包能量为69.9kWh左右。这样就能轻松区分了。

这里教大家一个非常实用的小技巧,如果想带个很大的充电宝,比如2万mAh的,怎么知道能不能带上飞机呢?

根据《中国民用航空危险品运输管理规定》,在我国携带移动电源坐飞机,额定能量不超过100Wh时,可以无需批准直接上飞机。

这里规定是能量,不能直接比较,但可以用我们刚才的公式。

额定电压3.7V,乘以额定容量20000mAh,得到其能量为74Wh,小于规定的100Wh,就可以快速知道,这个充电宝能带上飞机了。

正规的充电宝,都会用一行小字,标上实际的能量,安检小哥每次掏出来看一下的,也正是这个值。

我们最后总结一下。工程师开发单个电芯 的时候,说的是容量 。因为身边3C产品,比如手机、充电宝用 的一般都是单个电芯,大家久而久之习惯了用容量来称呼电池。

但是电池包由很多个电芯并联用容量表示已经无法区分,对外表现出的衡量指标,是能量。

新能源汽车的电池,是典型的多电芯组成的电池包,所以我们用能量来衡量。

但归根到底,我们最关心的是电池能对外释放出的能量 ,这才是真正衡量电池“大小”的指标。下次不要搞错了哦。

锂电池的常见参数(一)

讲了这么多期的电池,大家对锂电池有没有更熟悉些了呢?小蒲目前都还是围绕着电芯在讲,因为电芯是电池中最核心的部分,也是发挥着主要作用。锂离子二次充电电池的组成是这样的:电芯+保护电路板。 充电电池去除保护电路板就是电芯了。他是充电电池中的蓄电部分。电芯的质量直接决定了充电电池的质量。电芯分为铝壳电芯、软包电芯(又称“聚合物电芯”)、圆柱电芯 三种。这些都是在之前内容中有讲到的。再来复习一遍三元锂电池里的圆柱型电池和方型电池,到底有什么区别?

关于电芯片的知识,就快给大家介绍完了,今天我们来看一下,锂电池都有哪些常见参数。也是特别重要的一个参考数据,又分别代表着什么,都是怎么工作的,并如何去进行推算。由于这一节的知识有点多,小蒲分上下两部分给大家讲解哦。废话不多说,直接进入正题。

1.容量

电池容易: 电池的容量由电池内活性物质的数量决定,通常用毫安时mAh或者是Ah表示。是指电池在一定的条件下(放电电流、放电截止电压、放电温度等),电池所放出的电荷量;

容量测试: 在常温环境下用0.5C的倍率恒流充电至4.2V(铁锂充电至3.65),后转为恒压充电,当电流降至0.02C时电池充满,将充满电的电池,以0.5C放电至2.75V(铁锂2.5V);记录其放电容量;

容量单位换算:1Ah=1000mAh;wh=V*Ah。

2.电压

标称电压: 电池正负极之间的电势差成为电池的标称电压。标称电压由正极材料的电极电位和内部的电解液的浓度决定。锂电池放电曲线图,是呈抛物线的,4.2V降到3.7V和3.7v降到3.0V,都是变化比较快的,唯有的3.7V左右放电时间是最长的,因此锂电池的标称电压是指维持放电时间最长的那段电压。

充电终止电压: 锂电池充满电时,负极片上活性物质已经到达饱和状态,再继续充电电池电压也不会上升,此时的电压称为充电终止电压,锂离子电池一般为4.2V,高电压电池为4.35V。

放电截止电压: 是指锂电池放电时候允许的最低电压,一般为3.0V(铁锂2.5V),最低不能超过2.5V(铁锂2.0V)。

开路电压: 开路电压是指电池在非工作状态下,即电路无电流流过时,电池正负极之间的电势差。工作电压又称端电压,是指电池在工作状态下即电路中有电流过时电池正负极之间电势差。

电压测试: 将万用表调至电压档,分别用红黑表笔接触电池正负极,显示屏上显示的电压就是电池当前电压。电压单位换算:1V=1000mV。

关于锂电池的常见参数,上期内容就给大家先介绍到这里,下期还会介绍到内阻、充放电倍率、循环寿命、自放电率的知识点部分。

如果你也对锂电池感兴趣,欢迎留言交流和小蒲一起探讨哦~或者有不懂电池的,也可以向小蒲咨询哦,毕竟小蒲是专业做电池的,能让你少走弯路哦!

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