バッテリーの公称電圧、開路電圧、終端電圧、中間点電圧とは何ですか。

バッテリー電圧の特性は、バッテリーの化学的性質やバッテリーの種類によって大きく異なります。

公称電圧 - 放電サイクルの大部分でバッテリーが機能する平均電圧を公称電圧と呼びます。電池を分類するために規格化された値です。一般的なバッテリーの化学的性質には次のものがあります。

リチウムイオン電池 - 公称電圧はセルあたり約 3.7 ～ 3.8 ボルトです。

アルカリ電池 - 公称電圧はセルあたり 1.5 ボルトです。

鉛蓄電池 - 公称電圧はセルあたり 2 ボルトです。たとえば、6 セルのバッテリーは 12 ボルト、3 セルの鉛蓄電池は 6 ボルトです。

開回路電圧 - 負荷が接続されていないときのバッテリーの電圧が開回路電圧です。バッテリーに電流が流れていないときの最大電圧を示します。バッテリーの温度や充電状態によって変化が生じる可能性があります。 3.7V リチウムイオン電池の開回路電圧は約 4.2 ボルトになることがあります。

終了電圧 - バッテリーが完全に空乏化または放電したと言われる電圧レベルが終了電圧です。電圧しきい値が低いため、有害なバッテリの過放電が確実に回避されます。たとえば、3.7V リチウムイオン電池の終端電圧は 2.5V または 3.0V に設定されています。

中間点電圧 - バッテリーの容量が約 50% に達するレベルが中間点電圧です。これは、バッテリーの充電状態を測定するときの基準点として機能します。 3.7V リチウムイオン バッテリーの場合、中間電圧は約 3.6V になります。

バッテリーの公称電圧はどれくらいですか?

バッテリー電圧の分類に使用される標準化された値は、公称電圧として知られています。これは、放電サイクル中にバッテリーが機能する平均電圧を表します。実際のバッテリ電圧は充電状態やバッテリの化学的性質などの要因に応じて変化する可能性があるため、通常、公称電圧は四捨五入された値になります。

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さまざまなバッテリーの化学的性質に対する一般的な公称電圧は次のとおりです。

アルカリ電池 - 通常、単セルアルカリ電池の公称電圧は 1.5 ボルトです。アルカリ電池は、より高い電圧を達成するために複数のセルが必要なデバイスで直列に使用されます。

リチウムイオン電池 - リチウムイオン電池の場合、公称電圧は約 3.7 ～ 3.8 ボルトです。ただし、特定のメーカーやバッテリーの化学的性質によっては異なる場合があります。より高い電圧を達成するために、複数セルのリチウムイオン電池が直列に使用されます。

鉛蓄電池 - 単セル鉛蓄電池の場合、公称電圧は 2 ボルトです。一般的な鉛蓄電池は 12V のことが多いです。必要な電圧を実現するために、6 つの 2V セルが直列に接続されています。

ニッケル水素 (NiMH) バッテリー - 通常、NiMH バッテリーの公称電圧は 1.2 ボルトです。アルカリ電池と同様に、これも高電圧が必要な場合に直列で使用されます。

公称電圧は基準点として使用されますが、実際のバッテリー電圧は放電サイクル中に変化する可能性があります。負荷条件と温度はバッテリーの電圧に影響を与える可能性があります。安全で信頼性の高い動作を実現するには、保護回路を設計し、適切な電圧調整を行う必要があります。

バッテリーの公称電圧はどのようにして決定しますか?

公称電圧の決定には、バッテリーの化学的性質と構造が使用されます。バッテリーセル内で起こる化学反応の特性は、メーカーがさまざまなバッテリーに公称電圧を割り当てる基準となります。バッテリーの公称電圧を決定するには次の方法があります。

バッテリーの化学的性質を特定します - 公称電圧はバッテリーの化学的性質によって異なります。一般的なバッテリーの化学的性質には次のものがあります。

セルあたり公称電圧が 1.5 ボルトのアルカリ電池。

セルあたり公称電圧が 3.7 ～ 3.8 ボルトのリチウムイオン電池。

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セルあたり公称電圧が 2 ボルトの鉛蓄電池。

セルあたり公称電圧が 1.2 ボルトのニッケル水素バッテリー。

セルを数えます - メーカーはバッテリーの単一セルに電圧を提供します。直列に接続された複数のセルを使用するバッテリーの場合、全セルのすべての公称電圧の合計が公称電圧となります。

メーカーの仕様をお読みください。バッテリーのパッケージにあるラベルに、公称電圧に関する仕様が記載されています。ほとんどの場合、公称電圧が明確に示されています。

DC 電圧を測定できる十分なマルチメータを持っている場合は、マルチメータを使用してバッテリ電圧を測定できます。これにより、公称電圧に近い開回路電圧も測定できますが、温度とバッテリーの充電状態に基づいてわずかに変化する可能性があります。

業界標準を参照してください。さまざまなバッテリタイプの公称電圧は、多くの場合、業界標準および慣例で指定されています。この規格により、バッテリーの仕様とラベルの一貫性が保証されます。

バッテリーの開路電圧を定義します。

負荷が接続されておらず、端子間に電流が流れていないときに測定されるバッテリー電圧は、開回路電圧と呼ばれます。開回路電圧は、デバイスまたは回路が接続されていないときのバッテリー電圧です。負荷に接続されていないとき、または完全に充電されているときにバッテリーによって提供される最大電圧は、OCV で表されます。

これは、バッテリーのエネルギー残量レベルまたは充電状態を示し、重要なパラメーターとなります。

完全充電状態 - バッテリーが完全に充電されると、最高の OCV が表示されます。 3.7V リチウムイオン バッテリーの場合、OCV は約 4.2V です。

充電状態 - 開回路電圧は、バッテリーの充電状態を推定するための基準点として機能します。完全充電時と放電サイクル中のバッテリーの OCV を比較すると、バッテリーがまだどのくらいのエネルギーを保持しているかを概算できます。

電圧の変動 - OCV は、バッテリの使用年数、化学的性質、温度などの要因に基づいて変動する可能性があります。 OCV 測定値を解釈する際には、これらの要因を考慮する必要があります。

放電曲線 - 電圧は、放電サイクル中に OCV からより低いレベルまで減少します。電圧降下は負荷条件とバッテリーの化学的性質によって決まります。

安全性への配慮 - 動作中にバッテリーの OCV を確認することが不可欠です。 OCV が極端に低い場合はバッテリーが消耗していることを示し、OCV が極端に高い場合は過充電を示している可能性があります。

OCV の測定 - これは、負荷が接続されていない、または電流が引き込まれていないときに、マルチメータまたは電圧計を使用して実行できます。

バッテリーテストでの使用 - バッテリーの状態の評価において、OCV はバッテリーのテストと診断に使用されます。

結論

バッテリー電圧は、バッテリーを取り扱う際に考慮すべき重要な要素です。バッテリー電圧の値は、バッテリーの化学的性質、特定のモデル、メーカーによって異なります。使用するバッテリーに関してメーカーが提供するガイドラインと仕様に従うことが重要です。安全性とバッテリーの寿命を確保するには、安全な充電と放電の手順に従う必要があります。