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プイケルトの法則

1897
  • Wilhelm Peukert
Vintage laboratory with battery testing equipment illustrating Peukert's Law in electrical engineering.

(画像はイメージです)

放電速度が増加するにつれてバッテリーの利用可能な容量がどのように減少するかを記述する経験式。この法則は [latex]C_p = I^kt[/latex] と表され、[latex]C_p[/latex] は 1 アンペアの放電速度での容量、[latex]I[/latex] は放電電流、[latex]t[/latex] は放電時間、[latex]k[/latex] はバッテリーの種類に固有のプーカート定数です。これは、高負荷時の非効率性を定量化します。

プーケルトの法則は、通常、低放電率で規定される単純なアンペア時定格よりも、バッテリー容量をより正確に表します。この法則は、放電率が高い場合、バッテリーの効率が低下するという事実を考慮に入れています。この非効率性は、いくつかの要因に起因します。まず、バッテリーの内部抵抗により、エネルギーが熱として失われます。この損失は電流の二乗に比例して増加します([latex]P_{loss} = I^2R[/latex])。この無駄になったエネルギーは、負荷には利用できません。

第二に、電池内部の電気化学反応には有限の速度があります。放電速度が高い場合、化学反応が追いつかず、電解液中のイオン拡散がボトルネックとなります。これにより、電極表面付近の反応物質が枯渇し、電圧が早期に低下して、活性物質がすべて消費される前に放電が停止します。未使用の物質が存在するため、実際に供給される容量は低下します。

The Peukert constant, [latex]k[/latex], is determined empirically and reflects how much a battery is affected by high discharge rates. A value of [latex]k[/latex] close to 1 indicates an ideal battery that is not significantly affected by the discharge rate. Lead-acid batteries have a relatively high [latex]k[/latex] (typically 1.1 to 1.3), while modern lithium-ion batteries have a [latex]k[/latex] much closer to 1 (e.g., 1.05), indicating their superior performance under heavy loads.

UNESCO Nomenclature: 3305
電気工学

タイプ

抽象システム

混乱

実質的な

使用法

広く普及している

前駆物質

  • オームの法則と内部抵抗の概念
  • 鉛蓄電池のような実用的で大容量の電池の開発
  • 電気牽引や照明などの産業用途における予測可能な性能の必要性
  • バッテリー放電曲線に関する実験的研究

アプリケーション

  • 正確な充電状態推定のためのバッテリー管理システム(BMS)
  • オフグリッド太陽光発電システム向けバッテリーバンクの設計とサイズ決定
  • さまざまな運転条件下における電気自動車の航続距離を予測する
  • 無停電電源装置(UPS)におけるバッテリー性能のモデリング

特許:

NA

潜在的なイノベーションのアイデア

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関連キーワード:プーケルトの法則、バッテリー容量、放電率、充電状態、バッテリー管理システム、経験式、Cレート、内部抵抗。

歴史的背景

プイケルトの法則

1882-01-01
1886-04-23
1890
1897
1900
1900
1903-05-10
1881
1884
1890
1890
1899-01-01
1900
1903
1906

(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

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