Dung lượng Pin là gì? 4 Yếu tố làm giảm dung lượng Ắc quy

Dung lượng Pin là gì?

Dung lượng Pin (hay còn gọi là Dung lượng Ắc quy) là một chỉ số quan trọng đánh giá khả năng lưu trữ năng lượng ở từng loại thiết bị lưu trữ điện năng như pin hoặc ắc quy. Chỉ số này cho biết pin / ắc quy có thể cung cấp bao nhiêu năng lượng điện trong một đơn vị thời gian nhất định, và được đo bằng đơn vị Ah (ampere-giờ).

Nói một cách đơn giản, dung lượng ắc quy là đại lượng phản ánh khả năng cung cấp điện của một pin hoặc ắc quy. Dung lượng ắc quy càng lớn, pin càng khoẻ và có thể cung cấp được điện trong thời gian càng lâu. Đây là một trong những chỉ số có ý nghĩa quan trọng bậc nhất đối với các thiết bị lưu trữ điện năng như Bộ lưu điện – UPS.

Công thức tính dung lượng Ắc quy:

W = V x Ah

Trong đó:

• W: Năng lượng (tính bằng watt-giờ, Wh).
• $V$: Điện áp của ắc quy (thường là 12V hoặc 24V đối với ắc quy dành cho UPS).
• Ah: Dung lượng ắc quy.

Ví dụ: Một Bộ lưu điện có 4 ắc quy 12V, 7Ah sẽ có năng lượng lưu trữ là:

W = 12(V) × 7(Ah) x 4 (ắc quy) = 336 (Wh)

Đây cũng thường là mức năng lượng lưu trữ tối đa mà pin có thể cung cấp được theo lý thuyết. Ở các điều kiện sử dụng thực tế, dung lượng ắc quy thường thấp hơn tùy thuộc vào tốc độ xả (cường độ dòng điện rút ra). Khi dòng điện lớn hơn định mức, dung lượng ắc quy sẽ giảm do hiệu ứng nội trở và hiệu suất giảm. Không chỉ vậy, các thiết bị lưu trưc

Tầm quan trọng của chỉ số Dung lượng ắc quy

Dung lượng pin là một trong những chỉ số quan trọng nhất giúp đánh giá chất lượng và hiệu quả của ắc quy. Cụ thể, tầm quan trọng của chỉ số dung lượng pin được thể hiện qua 3 mục chính sau:

1. Dung lượng ắc quy tăng thời gian hoạt động của pin và thiết bị

Dung lượng càng lớn, thời gian hoạt động của ắc quy càng cao, ảnh hưởng đến thời gian hoạt động dự phòng của các thiết bị sử dụng pin như Bộ lưu điện – UPS.

Ví dụ, Một Bộ lưu điện – UPS với 8 ắc quy 12V – 9Ah có thể duy trì một thiết bị công suất 300W trong khoảng thời gian:

Trên thực tế, kích thước và trọng lượng của các thiết bị luôn có giới hạn do chúng phải được thiết kế phù hợp nhất với nhu cầu sử dụng của người tiêu dùng và doanh nghiệp. Từ đó, số lượng pin / ắc quy được trang bị cũng luôn phải chịu giới hạn. Để tăng được thời gian sử dụng cho thiết bị, cách duy nhất đó là cải tiến công nghệ pin, giúp tăng dung lượng ắc quy tối đa.

Điều này có ý nghĩa vô cùng quan trọng, nhất là ở các Bộ lưu điện có công suất lớn với mức tiêu thụ năng lượng cực cao. Nếu ắc quy không thể cung cấp đủ năng lượng cho các thiết bị để chúng vận hành an toàn và tắt nguồn đúng quy cách trong trường hợp xảy ra sự cố điện, thì khả năng hoạt động của Bộ lưu điện lúc này trở lên hoàn toàn vô nghĩa.

2. Dung lượng ắc quy tăng Số lượng ắc quy

Thông thường ắc quy với thông số cố định sẽ được cung cấp bởi các thương hiệu hàng đầu với dây truyền sản xuất pin số lượng lớn, đưa ra thị trường các sản phẩm chất lượng cao giá thành phù hợp. Các hãng sản xuất thiết bị cần sử dụng pin sẽ hợp tác với các thương hiệu này để đảm bảo đưa ra được sản phảm có chất lượng và giá thành cạnh tranh nhất.

Ngay cả các thương hiệu hàng đầu thế giới về UPS như Hyundai cũng sẽ hợp tác với các thương hiệu pin khác ở một vài phân khúc sản phẩm. Do vậy, để đáp ứng nhu cầu của đa dạng các tải tiêu thụ khác nhau, nhà sản xuất có thể lắp ráp nối tiếp một hoặc nhiều ắc quy để có được dung lượng pin cần thiết. Dung lượng ắc quy càng cao, số lượng ắc quy sẽ càng giảm.

3. Dung lượng ắc quy Tác động đến kích thước và trọng lượng thiết bị

Số lượng ắc quy giảm do dung lượng pin tăng lên sẽ làm giảm kích thước và trọng lượng cho thiết bị. Nhất là đối với những Bộ lưu điện công suất lớn như Bộ lưu điện Mô-đun (Modular UPS) hay Bộ lưu điện công nghiệp với số lượng ắc quy có thể lên đến hàng chục, thì việc tăng dung lượng ắc quy có thể trực tiếp giảm số lượng ắc quy cần thiết, từ đó giảm kích thước và trọng lượng thiết bị.

Đo lường dung lượng Ắc quy như nào?

Dung lượng ắc quy được đo bằng cách xác định lượng năng lượng mà ắc quy có thể cung cấp trong một khoảng thời gian nhất định, thường được biểu thị bằng ampere-giờ (Ah). Việc đo dung lượng này có thể được thực hiện thông qua các phương pháp thực tế hoặc bằng các thiết bị chuyên dụng.

Dưới đây là 4 phương pháp đo lường dung lượng ắc quy trong thực tế:

1. Phương pháp xả tải thực tế (Discharge Test):

Đây là cách chính xác nhất để đo dung lượng ắc quy với quy trình thực hiện gồm 4 bước:

1. Sạc đầy ắc quy đến mức điện áp định mức.
2. Kết nối ắc quy với một tải cố định (thường là tải điện trở).
3. Xả ắc quy đến khi điện áp giảm xuống mức cắt (Cut-off Voltage) do nhà sản xuất quy định.
4. Ghi lại thời gian xả và cường độ dòng điện.

Sau khi có được thời gian xả và cường độ dòng điện, dung lượng ắc quy được tính như sau:

Dung lượng (Ah) = Dòng điện xả (A) x Thời gian xả (Ah)

Ví dụ: Nếu ắc quy xả dòng điện 12A trong 45 phút (0.75 giờ), dung lượng ắc quy đo được là 12×0.75=9 Ah.

2. Phương pháp sử dụng máy đo chuyên dụng (Battery Analyzer):

Sử dụng các thiết bị đo dung lượng ắc quy tự động, thường được sử dụng trong các phòng thí nghiệm hoặc xưởng bảo trì.

• Quy trình: Máy sẽ tự động sạc và xả ắc quy theo chu kỳ, đồng thời đo đạc dòng điện và thời gian để tính toán dung lượng thực tế.
• Ưu điểm: Tiết kiệm thời gian, giảm thiểu sai số do con người, và có thể thực hiện nhiều thông số đo lường khác nhau (như nội trở, điện áp).

3. Phương pháp đo nội trở (Impedance Testing):

Phương pháp này không đo trực tiếp dung lượng mà sử dụng mối quan hệ giữa nội trở và tình trạng dung lượng của ắc quy. Dùng thiết bị đo nội trở để kiểm tra mức độ suy giảm của ắc quy. Nội trở cao thường tương ứng với dung lượng giảm.

Ưu điểm: Phương pháp này nhanh và không làm hỏng ắc quy, phù hợp để kiểm tra bảo trì định kỳ.

4. Kiểm tra trạng thái nạp/xả bằng thiết bị thông minh:

Các hệ thống UPS hiện đại hoặc xe điện thường có phần mềm tích hợp để đo dung lượng ắc quy. Phần mềm này dựa vào lịch sử sử dụng, trạng thái sạc và dòng điện để ước tính dung lượng còn lại. Đối với các thiết bị UPS Online của Hyundai hiện đang được phân phối trên hệ thống của Minh Phát Tech, có thể sử dụng phần mềm Winpower để đo và đánh giá dung lượng ắc quy còn lại.

Các yếu tố ảnh hưởng đến dung lượng ắc quy

Dung lượng ắc quy là chỉ số không cố định và sẽ giảm dần theo thời gian sử dụng ắc quy. Dưới đây là 4 yếu tố chính khiến dung lượng ắc quy giảm nhanh theo thời gian:

1. Nhiệt độ hoạt động: Nhiệt độ cao (>25°C) làm giảm tuổi thọ ắc quy, trong khi nhiệt độ thấp làm giảm hiệu suất và dung lượng tức thời.
2. Tuổi thọ ắc quy: Theo thời gian, dung lượng ắc quy giảm do quá trình lão hóa, thậm chí khi không sử dụng.
3. Chế độ sạc: Sạc không đúng cách (quá tải hoặc sạc chưa đủ) có thể làm giảm dung lượng và tuổi thọ của ắc quy.
4. Tần suất sử dụng: Việc sử dụng UPS thường xuyên hoặc xả sâu (xả đến mức gần hết dung lượng) làm giảm tuổi thọ của ắc quy.

Cách tối ưu dung lượng ắc quy

Chúng ta đều biết dung lượng ắc quy phụ thuộc vào tuổi thọ của ắc quy, và sẽ giảm dần theo thời gian sử dụng pin. Tuy nhiên, nếu tuân thủ đúng 5 yêu cầu dưới đây, bạn có thể tối ưu dung lượng ắc quy, giúp ắc quy duy trì được thông số này tốt nhất:

1. Sạc đầy trước khi sử dụng: Đảm bảo ắc quy được sạc đầy trước khi dùng lần đầu hoặc sau thời gian dài không sử dụng.
2. Tránh xả cạn: Không để ắc quy xả đến mức cạn kiệt, vì điều này có thể gây hỏng hoặc giảm dung lượng lâu dài.
3. Bảo quản ở nhiệt độ ổn định: Nhiệt độ lý tưởng để bảo quản ắc quy là 20-25°C. Tránh để ắc quy ở môi trường nhiệt độ cao hoặc ẩm ướt.
4. Kiểm tra định kỳ: Thường xuyên kiểm tra mức sạc và tình trạng ắc quy để đảm bảo nó luôn hoạt động hiệu quả.
5. Thay thế đúng thời điểm: Tuổi thọ của ắc quy thường từ 2-5 năm. Khi dung lượng giảm đáng kể hoặc ắc quy không giữ được sạc, nên thay thế để đảm bảo hoạt động ổn định của UPS.

Trên đây là một số thông tin cơ bản về Dung lượng ắc quy cùng một số yếu tố gây giảm thiểu dung lượng pin cùng cách phòng tránh. Nếu bạn đang gặp vấn đề với ắc quy có trong bộ lưu điện của mình, hãy liên hệ ngay đến hotline 0964.160.888 của Minh Phát Tech để được nhận bảo hành miễn phí.