Lors de l'achat de téléphones portables, de batteries externes ou de véhicules électriques, nous étions attirés par des slogans tels que « grande capacité de 20 000 mAh » et « autonomie de 400 km ». Cependant, en pratique, nous avons constaté que la capacité nominale était loin de la réalité. La clé réside dans la différence fondamentale entre capacité et énergie d'une batterie.
Capacité et énergie d'une batterie
La capacité d'une batterie est la quantité totale de charge stockée dans la batterie, mesurée en milliampères-heures (mAh) ou en ampères-heures (Ah). Par exemple, une batterie de 2 000 mAh peut être déchargée à un courant de 2 000 mA pendant une heure. Ce paramètre ne reflète que la capacité de stockage de charge et n'a rien à voir avec la tension.
L'énergie d'une batterie est l'énergie électrique totale libérée lorsqu'elle est complètement déchargée, mesurée en wattheures (Wh). La formule de calcul est la suivante : Énergie (Wh) = Capacité (Ah) × Tension (V). Par exemple, une batterie de téléphone portable de 3,7 V et 2 000 mAh a une énergie de 7,4 Wh. L’énergie combine les effets de la charge et de la tension et reflète directement l’énergie électrique réellement disponible.
Comment l’énergie est déterminée par la capacité et la tension ?
La tension est la variable principale du calcul de l’énergie. Prenons l’exemple des véhicules électriques : un modèle utilise une batterie de 400 V d’une capacité de 60 Ah, une énergie de 24 kWh et une autonomie d’environ 400 kilomètres. Si la tension est augmentée à 800 V, l'énergie double à capacité constante et l'autonomie peut atteindre 600 à 700 kilomètres (grâce à la réduction des pertes de courant).
Un autre exemple est la comparaison entre les batteries externes et les batteries d'ordinateur portable : une batterie externe de 20 000 mAh (5 V) a une énergie de 100 Wh, tandis qu'une batterie d'ordinateur portable de 10 000 mAh (11,1 V) a une énergie de 111 Wh. Cette dernière a une capacité plus faible, mais une énergie plus élevée.
Malentendus d'application pratique
Différences de tension des appareils : les appareils basse tension tels que les téléphones portables et les batteries externes sont généralement indiqués par l'indication mAh, car la tension est stable (par exemple, 3,7 V ou 5 V) ; Les appareils haute tension, tels que les véhicules électriques et les dispositifs de stockage d'énergie, sont généralement indiqués en Wh, ce qui facilite une comparaison intuitive de l'énergie totale.
Effet marginal : Augmenter aveuglément la capacité de la batterie peut entraîner une forte augmentation du coût et du poids, mais l'amélioration de la durée de vie de la batterie est limitée. Par exemple, la capacité de la batterie d'une certaine marque de véhicules électriques est passée de 56,5 kWh à 80,87 kWh, alors que la durée de vie réelle de la batterie n'a augmenté que de 490 km à environ 600 km, tandis que le prix d'achat de la voiture a augmenté de plusieurs dizaines de milliers de yuans.
Effets des basses températures et du vieillissement : Les basses températures accélèrent la chute de tension de la batterie et réduisent sa capacité disponible ; Les batteries vieillissantes ont une plateforme de décharge plus basse, et la décroissance énergétique réelle est évidente à capacité égale.
Logique d'étiquetage des fabricants et tendances du secteur
Appareils basse tension (tels que les téléphones portables) : le mAh est plus intuitif et permet aux utilisateurs de comparer l'autonomie des batteries sans conversion.
Appareils haute tension (tels que les véhicules électriques, les batteries de stockage d'énergie) : le Wh reflète plus directement l'énergie totale, et une conception haute tension peut réduire les pertes de courant et améliorer l'efficacité énergétique.
Innovation technologique : la densité énergétique des batteries est devenue un indicateur clé. Par exemple, la densité énergétique d'une batterie de téléphone portable d'une certaine marque est de 141,4 Wh/kg, et une capacité de 56,5 kWh permet d'atteindre une autonomie de 490 km ; La densité énergétique des batteries lithium-fer-phosphate a dépassé 200 Wh/kg, portant la durée de vie des batteries des véhicules à énergies nouvelles à 700 km.
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Appareils de même tension : comparer directement les mAh ; Plus la capacité est élevée, plus la batterie dure longtemps.
Appareils de différentes tensions : les Wh doivent être convertis. Par exemple, une batterie externe étiquetée 20 000 mAh (5 V) a une capacité de 100 Wh, tandis qu'une batterie d'ordinateur portable de 10 000 mAh (11,1 V) a une capacité plus élevée.
Attention au scénario d'utilisation : dans les environnements à basse température, les batteries supportant une large plage de températures (par exemple, -20 °C à 55 °C) sont préférables ; il est recommandé de conserver 50 % de la puissance pour les appareils inutilisés pendant une longue période.
Attention aux fausses capacités : les batteries externes classiques indiquent la capacité nominale (puissance réellement disponible), tandis que les produits faussement étiquetés peuvent afficher une capacité nominale des cellules, avec un taux de conversion réel inférieur à 70 %.
La capacité d'une batterie est le « volume d'eau » et l'énergie est le « volume d'eau × pression de l'eau ». Lors du choix d'une batterie, il est nécessaire de prendre en compte la tension, la capacité et les exigences de l'appareil. Par exemple, les utilisateurs de téléphones portables à la recherche de modèles fins et portables peuvent privilégier les batteries à haute densité énergétique ; tandis que les utilisateurs de véhicules électriques doivent prendre en compte l'énergie, le poids et le coût de la batterie. Seule la théorie du « mAh uniquement » permet de faire un choix éclairé.Trouvez la batterie qui vous convient.
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