C-rate аккумулятора: что это такое, как считать и на что влияет

Коротко

• C-rate = ток (А) / ёмкость (А·ч). При 1C аккумулятор отдаёт всю ёмкость за час, при 0,5C — за два часа, при 2C — за 30 минут.
• В паспорте обычно два значения: продолжительный и пиковый C-rate. Подбирают по продолжительному, а крупная цифра на наклейке чаще всего пиковая.
• Домашние накопители работают в диапазоне 0,1–0,5C: энергию они отдают часами, а не минутами.
• Проверка для своей системы: ток заряда инвертора делят на суммарную ёмкость аккумуляторов в ампер-часах и сравнивают с продолжительным C-rate из паспорта. Если вышло больше, ток режут в настройках инвертора или ставят параллельно ещё один аккумулятор.

Что такое C-rate

Скорость заряда и разряда (C-rate) показывает, насколько быстро энергия проходит через аккумулятор. Считается просто: ток заряда или разряда в амперах делят на полную ёмкость аккумулятора в ампер-часах.

C-rate = Ток (А) / Ёмкость (А·ч)

Возьмём аккумулятор на 100 А·ч. Разряд в 1C — это ток 100 А, при котором он полностью разрядится за час. При 0,2C ток всего 20 А, зато заряда хватит на 5 часов.

Шпаргалка по C-rate:

Таблица — ориентир, не правило. Разряд в 10C, который один аккумулятор спокойно выдерживает, другой с такой же номинальной ёмкостью может вывести из строя. Паспорт конкретной модели важнее любой таблицы.

Как C-rate указывают в паспорте

Производители пишут C-rate по-разному. В спецификации это отдельные строки, а на этикетке чаще стоит компактный код вроде 3S 2200mAh 45C. Расшифровывается так: 2200 мА·ч (2,2 А·ч) означает ёмкость, 3S — три ячейки последовательно, 45C — заявленный максимальный C-rate разряда.

У большинства аккумуляторов таких значений два:

1. Продолжительный (continuous) C-rate — ток, который аккумулятор отдаёт долго и безопасно, например 20C.
2. Пиковый (peak, pulse) C-rate — кратковременный бросок, например 45C в течение 10 секунд. Нужен для пусковых токов и разгона.

Крупная надпись «45C» на наклейке сбивает с толку: это пик, а продолжительный ток обычно заметно ниже. Смотреть надо оба числа в даташите.

Допустимые скорости заряда и разряда зависят и от химии: литий-железо-фосфат (LiFePO4) и обычный литий-ион терпят ток по-разному, а со свинцом разница ещё больше.

Почему C-rate важен

От этой характеристики зависит, сколько мощности выдаст аккумулятор, не перегреется ли он и как долго проживёт.

Мощность. Если C-rate аккумулятора ниже, чем требует нагрузка, напряжение проседает: моторы тянут с трудом, электроника уходит в перезагрузку. Аккумулятор, чей C-rate покрывает пиковое потребление, отдаёт полную мощность без провалов.

Безопасность. Если превысить паспортный C-rate, аккумулятор греется сильнее, чем заложено конструкцией. Сначала страдают внутренние компоненты, потом корпус вздувается, а в худшем случае дело доходит до теплового разгона и возгорания.

Ресурс. Разряд на очень высоких C-rate и слишком быстрый заряд ускоряют износ: растёт внутреннее сопротивление, активные материалы деградируют намного быстрее, чем при щадящих циклах. Чем мягче C-rate, тем дольше живёт аккумулятор, поэтому выбирают самый низкий, который ещё закрывает потребность в мощности и времени работы. Про связь C-rate с циклами и глубиной разряда есть отдельная статья.

Подберём систему под вашу задачу

Оставьте телефон — инженер перезвонит в рабочее время, ответит на вопросы по статье и подберёт оборудование. Бесплатно.

Смотреть в каталоге: купить гибридный инвертор Deye · все солнечные инверторы · аккумуляторы Deye

SUN-6K-SG05LP1159 000 ₽ · в наличии→

Перезвоните мне

Вопрос у инженера. Ответим в будни с 9:00 до 18:00 по Москве.

Нажимая «Перезвоните мне», вы даёте согласие на обработку персональных данных.

Как посчитать ток, время работы и ёмкость

Четыре величины — ток (А), ёмкость (А·ч), C-rate (C) и время (ч) — связаны простыми формулами. По ним можно прикинуть время работы аккумулятора или подобрать ёмкость под известный ток.

Основные расчёты:

• Ток: Ток (А) = C-rate × Ёмкость (А·ч). Например, 5C от сборки на 4 А·ч = 20 А.
• Время работы: Время (ч) ≈ Ёмкость (А·ч) / Ток (А). Например, 4 А·ч / 20 А = 0,2 ч, то есть 12 минут при 5C. На больших токах доступная ёмкость уменьшается (эффект Пейкерта), так что оценка выйдет слегка оптимистичной.
• Подбор ёмкости: Ёмкость (А·ч) = Ток (А) × Время (ч). Затем остаётся проверить, что C-rate выбранного аккумулятора не ниже расчётного: C-rate = Ток / Ёмкость.

Пример. Нужно питать прибор током 15 А в течение 2 часов.

1. Требуемая ёмкость = 15 А × 2 ч = 30 А·ч.
2. Берём один аккумулятор на 30 А·ч: нужный C-rate составит 15 А / 30 А·ч = 0,5C.
3. Если под рукой только аккумулятор на 10 А·ч, ему придётся отдавать 15 А / 10 А·ч = 1,5C. Тогда в паспорте должно стоять минимум 1,5C продолжительного разряда.

Как выбрать под задачу

Выбор аккумулятора — это баланс между ёмкостью («насколько долго») и C-rate («насколько мощно»). Схема такая:

1. Сколько берёт нагрузка: продолжительный и пиковый ток, а также время работы.
2. По формулам выше считаем минимальные ёмкость и C-rate.
3. Аккумулятор должен проходить по обоим числам, причём в даташите смотрим продолжительный C-rate, а не пиковый.
4. Компромисс: аккумулятор с высоким C-rate для электроинструмента может иметь меньшую плотность энергии, чем медленный аккумулятор для кемпинга, даже при одинаковом запасе Вт·ч.

Для домашней или коммерческой системы на Deye проще пройти конфигуратор: он сам сверяет мощность инвертора с током заряда и числом аккумуляторов.

Что это значит для домашнего накопителя

Домашние накопители живут в верхней части таблицы, в диапазоне 0,1–0,5C: их задача — отдавать энергию часами, а не минутами.

Возьмём низковольтный аккумулятор SE-F5: 5,12 кВт·ч, 100 А·ч, 51,2 В. Для него 1C означает ток 100 А, 0,5C — 50 А, 0,2C — 20 А. При 20 А заряд от солнца займёт около 5 часов, и для крыши с панелями это нормальный режим.

Теперь инвертор. Гибрид SUN-6K-SG05LP1 на 6 кВт (однофазный, 220 В) умеет заряжать аккумулятор током до 135 А. С одним SE-F5 ему придётся принимать 135 А / 100 А·ч = 1,35C. SE-F5 принимает максимум 100 А (1C), рекомендованный ток — 50 А. Значит, один аккумулятор 135 А не возьмёт: либо ограничиваем ток заряда в настройках инвертора до 100 А (лучше до 50), либо ставим два параллельно — тогда 135 А делятся на 200 А·ч, это примерно 0,68C, по 68 А на каждый. Так C-rate подсказывает, сколько аккумуляторов нужно под конкретный инвертор, а не только «сколько часов проживёт дом».

С трёхфазным SUN-12K-SG04LP3 (12 кВт, 380 В) логика та же, только ток заряда до 240 А. С одним аккумулятором SE-F16 на 16 кВт·ч (314 А·ч, макс. заряд 160 А) все 240 А не пройдут — ток в инверторе режем до 160 А, это ≈0,5C. С двумя аккумуляторами 240 А делятся на 628 А·ч — около 0,38C, по 120 А на модуль, комфортный режим для долгой службы.

Зимняя поправка: допустимый ток заряда зависит от температуры, так указано в паспортах Deye, а ниже 0 °C BMS большинства аккумуляторов без подогрева заряд не разрешает вовсе. Реальный C-rate зимой будет ниже паспортного, и это нормально. Что делать с аккумулятором при −30 °C, разобрали отдельно.

Итог

Для домашнего накопителя C-rate сводится к одной проверке: ток заряда инвертора делим на суммарную ёмкость аккумуляторов в ампер-часах и сравниваем с продолжительным C-rate из паспорта. Если получилось больше, ток режем в настройках инвертора или добавляем аккумулятор параллельно. Тогда система отдаёт полную мощность без просадок, а аккумулятор не изнашивается раньше срока.