C-rate — это скорость, с которой аккумулятор может безопасно отдавать или принимать энергию относительно своей ёмкости. Батарея на 1C отдаёт всю ёмкость за час, на 2C справляется за 30 минут, на 0,5C растягивает разряд на два часа. Ниже разберём, где искать эту цифру в паспорте и как по ней посчитать ток для своей системы.
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 батареи в ампер-часах.
C-rate = Ток (А) / Ёмкость (А·ч)
Возьмём батарею на 100 А·ч. Разряд в 1C — это ток 100 А, при котором она полностью разрядится за час. При 0,2C ток всего 20 А, зато заряда хватит на 5 часов.
Шпаргалка по C-rate:
| C-rate | Время полного разряда | Где встречается |
|---|---|---|
| 0,1C–0,5C | от 10 до 2 часов | Солнечные накопители, резервное питание |
| 1C | 1 час | Стандартный заряд, бытовая электроника |
| 5C–10C | от 12 до 6 минут | Электроинструмент, электровелосипеды |
| 20C и выше | 3 минуты и меньше | Дроны, радиоуправляемые модели, другая техника с большими токами |
Таблица — ориентир, не правило. Разряд в 10C, который одна батарея спокойно выдерживает, другую с такой же номинальной ёмкостью может вывести из строя. Паспорт конкретной модели важнее любой таблицы.
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:
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.
От этой характеристики зависит, сколько мощности выдаст батарея, не перегреется ли она и как долго проживёт.
Мощность. Если C-rate батареи ниже, чем требует нагрузка, напряжение проседает: моторы тянут с трудом, электроника уходит в перезагрузку. Батарея, чей C-rate покрывает пиковое потребление, отдаёт полную мощность без провалов.
Безопасность. Если превысить паспортный C-rate, батарея 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 батарея, 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.
Четыре величины — ток (А), ёмкость (А·ч), C-rate (C) и время (ч) — связаны простыми формулами. По ним можно прикинуть время работы батареи или подобрать ёмкость под известный ток.
Основные расчёты:
Пример. Нужно питать прибор током 15 А в течение 2 часов.
Выбор батареи — это баланс между ёмкостью («насколько долго») и C-rate («насколько мощно»). Схема такая:
Для домашней или коммерческой системы на Deye проще пройти конфигуратор: он сам сверяет мощность инвертора с током заряда и числом батарей.
Домашние накопители живут в верхней части таблицы, в диапазоне 0,1–0,5C: их задача — отдавать энергию часами, а не минутами.
Возьмём низковольтную батарею SE-F5: 5,12 кВт·ч, 100 А·ч, 51,2 В. Для неё 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 батарею током до 135 А. С одной SE-F5 батарее придётся принимать 135 А / 100 А·ч = 1,35C. SE-F5 принимает максимум 100 А (1C), рекомендованный ток — 50 А. Значит, одна батарея 135 А не возьмёт: либо ограничиваем ток заряда в настройках инвертора до 100 А (лучше до 50), либо ставим две параллельно — тогда 135 А делятся на 200 А·ч, это примерно 0,68C, по 68 А на каждую. Так C-rate подсказывает, сколько батарей 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 одной батареей 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 батареями 240 А делятся на 628 А·ч — около 0,38C, по 120 А на модуль, комфортный режим для долгой службы.
Зимняя поправка: в холод BMS литий-железо-фосфатной батареи снижает допустимый ток заряда, а при отрицательной температуре многие BMS заряд не разрешают вовсе. Реальный C-rate зимой будет ниже паспортного, и это нормально. Что делать с батареей при −30 °C, разобрали отдельно.
Для домашнего накопителя C-rate сводится к одной проверке: ток заряда инвертора делим на суммарную ёмкость батарей в ампер-часах и сравниваем с продолжительным C-rate из паспорта. Если получилось больше, ток режем в настройках инвертора или добавляем батарею параллельно. Тогда система отдаёт полную мощность без просадок, а батарея не изнашивается раньше срока.
Источник: блог Deye (Battery C-Rate Explained: A Friendly Guide to Charging, Discharging, and Lifespan). Перевод и адаптация для российских условий — deye.shop.
Ток 50 А. На таком токе батарея полностью разрядится или зарядится примерно за 2 часа. Формулы: ток = C-rate × ёмкость, время ≈ ёмкость / ток.
Продолжительный C-rate — ток, который батарея держит долго и безопасно. Пиковый — кратковременный бросок на несколько секунд, например для пусковых токов. Батарею подбирают по продолжительному значению: крупная цифра на наклейке обычно пиковая.
Батарея перегревается. Страдают внутренние компоненты, корпус может вздуться, в тяжёлых случаях дело доходит до теплового разгона. Даже без аварии частая работа на высоких токах ускоряет износ: растёт внутреннее сопротивление, быстрее деградируют активные материалы.
Обычно 0,1–0,5C: солнечные накопители и резервное питание отдают энергию часами. Для SE-F5 на 100 А·ч это 10–50 А. Отдельный вопрос — ток заряда инвертора: если он выше допустимого для батареи, его ограничивают в настройках или ставят вторую батарею параллельно.
Конфигуратор посчитает инвертор и ёмкость накопителя по вашим цифрам, инженер ответит на вопросы.
