Как рассчитать ёмкость аккумулятора

Ёмкость считают от энергии, которую заберёт техника: мощность умножить на часы. Потом делят на напряжение и делают две поправки — на долю ёмкости, которую можно забрать без вреда, и на потери. Ниже формула, короткое правило для 12 В и пять готовых примеров.

Формула расчёта ёмкости

ёмкость, А·ч = мощность, Вт × часы ÷ напряжение, В ÷ глубина разряда ÷ КПД

• Мощность и часы — из паспорта техники и вашей задачи. Если в паспорте ток, а не мощность, начните сразу с ампер-часов: ток × часы.
• Напряжение — реальное, а не с этикетки: у литиевой LiFePO4 на 12 В это 12,8 В, у свинцовой — 12 В.
• Глубина разряда — какую долю ёмкости можно забрать без вреда: 0,9 у LiFePO4 и 0,5 у свинцовой AGM. Отсюда главная разница между ними.
• КПД — потери в плате защиты, клеммах и проводах, около 5 %. Если нагрузка на 220 В, добавьте инвертор: его КПД около 92 %.

Для батареи на 12 В формула сводится к одному делению: ампер-часы LiFePO4 = ватт-часы ÷ 10,9, ампер-часы свинцовой AGM = ватт-часы ÷ 5,7. Получилось дробное число — берите ближайшую ёмкость сверху.

Пять готовых примеров

Всё посчитано по формуле выше для батареи на 12 В. В последнем столбце — сколько ампер-часов пришлось бы взять у свинцовой AGM, чтобы получить ту же полезную энергию.

Ток лодочного мотора на среднем ходу — около 45 % от полного, третья скорость из пяти. Отопитель большую часть ночи работает ниже максимума, так что пример с запасом. Свинцовой на большом токе — инвертор, мотор — нужно ещё больше: на таком токе она отдаёт меньше паспортной ёмкости.

Готовые батареи LiFePO4 на 12 В: 12 В 50 А·ч — от 17 500 ₽, 12 В 100 А·ч — от 29 500 ₽, 12 В 150 А·ч — от 41 500 ₽. Ёмкость каждой сборки проверяем на электронной нагрузке.

Посчитать батарею под мою нагрузку

Ёмкость аккумулятора для ИБП и инвертора

Нагрузку на 220 В считают от батареи с поправкой на инвертор: 1 000 Вт на выходе — это около 1 087 Вт от батареи. Вторая проверка — ток: от 12 В такой инвертор берёт около 85 А, и под него нужна плата защиты на 100 А и провод нужного сечения.

Если ток выходит за 100–120 А, выгоднее поднять напряжение: на 24 В при той же мощности ток вдвое меньше. Инвертору 2 кВт на час работы от 24 В нужна LiFePO4 на 100 А·ч — например, 24 В 100 А·ч. Как выбрать сам инвертор — в статье какой мощности нужен инвертор, подключение к ИБП — внешний аккумулятор к ИБП.

Газовому котлу с циркуляционным насосом нужно около 80 Вт. На ночь и половину дня без света — LiFePO4 12 В на 100 А·ч; свинцовой пришлось бы взять вдвое больше. Подробно — аккумулятор для ИБП газового котла.

Поправка на мороз

На холоде любая батарея отдаёт меньше. Для техники, которая работает на морозе ниже −10 °C, — эхолот на льду, автономка в палатке — ёмкость берут примерно на треть больше: в примере с эхолотом это множитель 1,35. Заряжать LiFePO4 на морозе нельзя: батарею заряжают в тепле или ставят плату с подогревом. Что ещё меняется зимой — в статье как заряжать LiFePO4.

Если нужно в ватт-часах

Ватт-часы удобнее ампер-часов: в них сразу видно, сколько энергии в батарее, а напряжение не мешает сравнивать. 100 А·ч на 12 В и 50 А·ч на 24 В — одна и та же энергия, 1 280 Вт·ч. Перевод в обе стороны и таблица — в статье ампер-часы в ватт-часы.

Где ошибаются при расчёте

• Берут всю ёмкость свинцовой батареи. AGM без вреда отдаёт около половины — поэтому её ампер-часов нужно вдвое больше, чем у LiFePO4.
• Забывают про инвертор. Его КПД около 92 %, а на малой нагрузке ниже: инвертор потребляет и сам, даже когда к нему ничего не подключено.
• Считают по пусковой мощности. Пусковые токи насоса или холодильника влияют на выбор инвертора и платы защиты, а не на ёмкость: ёмкость считают по средней мощности.
• Не проверяют ток платы BMS. Батарея нужной ёмкости, но с платой на 50 А, отключится под инвертором на 1 кВт. Как подобрать плату — на странице плата BMS.

Проверить расчёт и сразу увидеть вес и цену сборки можно в калькуляторе аккумулятора: там те же формулы, что в этой статье. Обратная задача — сколько проработает уже купленная батарея — разобрана в статье на сколько хватит аккумулятора.