Na každé baterii do aku nářadí najdete dvě až tři čísla: napětí ve voltech (18V, 20V MAX), kapacitu v ampérhodinách (2Ah, 5Ah) a stále častěji i energii ve watthodinách (54Wh). Každé z nich říká něco jiného. V článku vysvětlíme, co přesně znamenají, proč jsou 18V a 20V MAX ve skutečnosti stejné napětí a co se uvnitř baterie změní, když místo 2Ah koupíte 5Ah.
Napětí, kapacita a energie: tři různé veličiny
Baterii si můžete představit jako nádrž s vodou. Napětí (V) odpovídá tlaku, kterým voda tlačí do hadice. Kapacita (Ah) říká, jak dlouho dokáže baterie dodávat určitý proud: 1Ah znamená proud 1A po dobu jedné hodiny, nebo 2A po půl hodiny. Energie (Wh) udává, kolik energie baterie skutečně pojme, a spojuje oba předchozí údaje.
- V (volt): určuje, do kterého nářadí baterie patří. Baterie 18V do 12V nářadí nepasuje a nesmí se tam používat.
- Ah (ampérhodina): srovnávací údaj jen v rámci jednoho napětí. Dvě baterie 18V lze podle Ah porovnat přímo.
- Wh (watthodina): jediný údaj, podle kterého porovnáte baterie s různým napětím. Ve Wh se také počítají limity pro přepravu lithiových baterií.
Jak se počítají watthodiny: Wh = V × Ah
Energie baterie ve watthodinách je součin jmenovitého napětí a jmenovité kapacity v ampérhodinách. Stejnou definici používá i letecká asociace IATA v pravidlech pro přepravu lithiových baterií. Pozor na jednotky: kapacitu v mAh musíte nejdřív vydělit tisícem (3000mAh = 3,0Ah).
| Baterie | Výpočet | Energie |
|---|---|---|
| 18V 2,0Ah | 18 × 2,0 | 36Wh |
| 18V 3,0Ah | 18 × 3,0 | 54Wh |
| 18V 4,0Ah | 18 × 4,0 | 72Wh |
| 18V 5,0Ah | 18 × 5,0 | 90Wh |
| 14,4V 2,6Ah (typická baterie do vysavače) | 14,4 × 2,6 | 37,44Wh |
Z tabulky je vidět, proč samotné Ah mezi různými napětími klamou. Baterie 14,4V 2,6Ah má víc ampérhodin než 18V 2,0Ah, a přesto v ní je jen o málo víc energie. Na štítku originální baterie Makita BL1830B najdete všechny tři údaje: 18V, 3,0Ah a 54Wh. Výpočet přesně sedí.
18V a 20V MAX: stejná baterie, jiný způsob počítání
Baterie do nářadí se skládá z Li-ion článků zapojených za sebou (do série). Napětí článků se sčítá. Běžné články 18650 a 21700 mají jmenovité napětí kolem 3,6V (podle výrobce 3,6 až 3,65V), plně nabitý článek má 4,20V. Pět článků v sérii, tedy zapojení 5S, dává:
- 18V jmenovitě (5 × 3,6V), tedy průměrné napětí během vybíjení,
- 21,0V plně nabito (5 × 4,20V) hned po sejmutí z nabíječky,
- 20V MAX je zaokrouhlené maximální napětí bez zátěže, v přepočtu 4,0V na článek. Uvádějí ho výrobci, kteří na štítek dávají právě toto číslo.
Výrobce DeWALT u svých baterií 20V MAX výslovně uvádí, že maximální počáteční napětí bez zátěže je 20V a jmenovité napětí 18V. Baterie označená „18V“ a baterie „20V MAX“ tedy patří do stejné napěťové třídy (typicky pět článků v sérii), liší se hlavně tím, které číslo dal výrobce na štítek. Neznamená to ale, že jsou mezi sebou zaměnitelné. Každý systém nářadí má vlastní tvar šachty, kontakty a komunikaci s nabíječkou.
Podrobněji o napětí jednoho článku a o tom, co prozrazuje o stavu nabití, píšeme v článku /blog/napeti-li-ion-clanku-stav-nabiti/.
2Ah, nebo 5Ah: co je uvnitř
Napětí 18V je u všech baterií jednoho systému stejné, takže základem je obvykle pět článků v sérii. Vyšší kapacita se získá dvěma způsoby: buď kapacitnějšími články, nebo přidáním další řady článků zapojené paralelně (vedle sebe). Při paralelním zapojení se kapacity sčítají a napětí zůstává.
| Zapojení | Počet článků | Kapacita článku | Výsledek |
|---|---|---|---|
| 5S1P | 5 ks | 2,0Ah | 18V 2,0Ah = 36Wh |
| 5S1P | 5 ks | 3,0Ah | 18V 3,0Ah = 54Wh |
| 5S2P | 10 ks | 2,5Ah | 18V 5,0Ah = 90Wh |
| 5S1P (články 21700) | 5 ks | 5,0Ah | 18V 5,0Ah = 90Wh |
Označení „5S2P“ čtěte jako pět článků v sérii a dvě takové řady paralelně, celkem deset článků. Tabulka ukazuje typické možnosti, ne složení konkrétního výrobku. Výrobci nářadí zapojení na štítku většinou neuvádějí. Obecně o sériovém a paralelním zapojení píšeme v článku /blog/co-znamena-4s2p-10s4p-zapojeni-clanku/.
Za zmínku stojí poslední řádek. Větší článek EVE INR21700/50E má typickou kapacitu 5000mAh, takže stejnou kapacitu jako deset menších článků zvládne pět kusů. Baterie pak bývá menší a lehčí, ale celý proud nářadí teče přes jedinou řadu článků.
Hmotnost: každý článek něco váží
Článek 18650 určený pro nářadí váží podle datasheetů nejvýš 45 až 48 g. Samsung INR18650-25R má nejvýš 45,0 g, EVE INR18650-25P nejvýš 48,0 g. Článek 21700 EVE 50E váží kolem 69 g. Z toho plyne hrubý odhad samotných článků:
- 5S1P z článků 18650: 5 × 48 g = asi 240 g,
- 5S2P z článků 18650: 10 × 48 g = asi 480 g,
- 5S1P z článků 21700: 5 × 69 g = asi 345 g.
K tomu se přičítá plastové pouzdro, propojky, elektronika a kontakty. Pro srovnání: originální Makita BL1830B (18V 3,0Ah) váží podle výrobce 0,64 kg. Baterie 5Ah je v ruce znát hlavně u práce nad hlavou nebo u lehkého šroubováku. Na drobné šroubování proto často stačí menší baterie, na pilu nebo úhlovou brusku se vyplatí větší.
Výkon: proč větší baterie nářadí „táhne“ líp
Kapacita neurčuje jen dobu provozu. Výkonné nářadí, jako je úhlová bruska nebo okružní pila, odebírá velký proud. U zapojení 5S1P ho musí dodat každý článek celý, u 5S2P se proud rozdělí na dvě řady a každý článek nese polovinu.
Ilustrační příklad: kdyby nářadí v zátěži odebíralo 30A, každý článek baterie 5S1P by musel dodávat 30A. To je nad maximálním trvalým proudem 20A, který Samsung uvádí pro článek INR18650-25R. V baterii 5S2P by na každý článek připadlo 15A. Méně zatížený článek se méně zahřívá, méně mu klesá napětí pod zátěží a obvykle déle vydrží. Proto se výkonné stroje dodávají spíš s většími bateriemi.
U článků se proudová zatížitelnost vyjadřuje v ampérech nebo jako násobek kapacity (C). Vysvětlení najdete v článku /blog/vybijeci-proud-c-rate-high-drain/.
Příklad výpočtu: jak dlouho baterie vydrží
Doba provozu se dá orientačně spočítat z watthodin a příkonu nářadí ve wattech:
doba (h) = energie baterie (Wh) / průměrný příkon (W)
Řekněme, že nářadí při práci odebírá v průměru 300W:
- baterie 18V 3,0Ah = 54Wh: 54 / 300 = 0,18 h, tedy asi 11 minut čistého chodu,
- baterie 18V 5,0Ah = 90Wh: 90 / 300 = 0,30 h, tedy asi 18 minut čistého chodu.
Ve skutečnosti vyjde čas o něco kratší. Část energie se mění v teplo v článcích, v elektronice i v motoru, a elektronika baterii odpojí dřív, než se úplně vybije. Výpočet se hodí hlavně k porovnání dvou baterií mezi sebou: baterie 5Ah vydrží v tomtéž nářadí zhruba o dvě třetiny déle než 3Ah, protože má o dvě třetiny víc energie.
Shrnutí: jak číst štítek baterie do nářadí
- Napětí musí odpovídat systému nářadí. 18V a 20V MAX jsou stejná třída (5 článků v sérii), ale baterie různých značek zaměnitelné nejsou.
- Ah porovnávejte jen mezi bateriemi se stejným napětím.
- Wh = V × Ah je skutečné množství energie. Pokud údaj nesedí s výpočtem, něco na štítku nehraje.
- 2Ah a 3Ah bývají 5S1P: lehčí, vhodné na šroubování a drobnou práci.
- 5Ah bývá 5S2P nebo 5S1P z článků 21700: těžší, ale vydrží déle. Zapojení 5S2P navíc rozloží velký odběr na dvojnásobný počet článků.
Jestli zvažujete originální, nebo kompatibilní baterii, přečtěte si i článek /blog/baterie-do-aku-naradi-originalni-vs-kompatibilni/.
V našem e-shopu najdete náhradní AKU baterie, například kompatibilní baterii 18V pro nářadí Makita LXT, a také samostatné Li-ion články 18650 a 21700. Pokud si nejste jistí, jaká baterie se k vašemu nářadí hodí, napište nám na obchod@baterie-roznov.cz nebo zavolejte na +420 735 346 075.