آمپر ساعت (Ah) یک واحد اندازه‌گیری برای بار الکتریکی یا ظرفیت ذخیره‌سازی شارژ در باتری‌ها است. در دنیای خودروهای برقی (EVs) و هیبریدی، این واحد در کنار واحدهایی مانند کیلووات ساعت (kWh) برای توصیف توانمندی‌های باتری خودروی برقی به کار می‌رود، به‌خصوص در سطح سلول‌ها یا ماژول‌های تشکیل‌دهنده پک باتری. درک مفهوم آمپر ساعت برای فهم دقیق‌تر مشخصات فنی باتری و نحوه عملکرد آن ضروری است.
تعریف آمپر ساعت (Ah)
یک آمپر ساعت به مقدار بار الکتریکی گفته می‌شود که در اثر عبور جریان ثابت یک آمپر (A) به مدت یک ساعت (h) منتقل می‌شود. به عبارت دیگر، باتری با ظرفیت ۱ آمپر ساعت می‌تواند جریان ۱ آمپر را به مدت ۱ ساعت یا جریان نیم آمپر را به مدت ۲ ساعت (به صورت تئوری و در شرایط ایده‌آل) تأمین کند.
فرمول پایه برای محاسبه بار الکتریکی بر حسب آمپر ساعت:
این واحد به ما می‌گوید که یک باتری چه مقدار بار الکتریکی را می‌تواند در خود ذخیره کند و با چه سرعتی (جریان) می‌تواند این بار را تخلیه (دشارژ) کند تا انرژی به مدار الکتریکی (مانند موتور خودروی برقی) برسد.
آمپر ساعت در مقابل کیلووات ساعت (kWh)
مهم است که بین آمپر ساعت (Ah) و کیلووات ساعت (kWh) تمایز قائل شویم. در حالی که آمپر ساعت ظرفیت شارژ باتری را نشان می‌دهد، کیلووات ساعت ظرفیت انرژی آن را بیان می‌کند. انرژی ذخیره شده در باتری نه تنها به مقدار بار الکتریکی (آمپر ساعت)، بلکه به ولتاژ (V) باتری نیز بستگی دارد.
رابطه بین انرژی (بر حسب وات ساعت یا کیلووات ساعت)، ولتاژ و بار الکتریکی (بر حسب آمپر ساعت) به صورت زیر است:
یا
در خودروهای برقی، پک باتری از تعداد زیادی سلول تشکیل شده که به صورت سری و موازی به هم متصل می‌شوند تا ولتاژ و ظرفیت نهایی پک را تعیین کنند. ولتاژ کلی پک باتری در خودروهای برقی معمولاً بسیار بالاتر از ولتاژ یک سلول تکی است (اغلب در محدوده ۴۰۰ تا ۸۰۰ ولت یا بیشتر). در حالی که ظرفیت سلول‌ها معمولاً بر حسب آمپر ساعت بیان می‌شود، ظرفیت کلی پک باتری (که مستقیماً بر برد خودروی برقی تأثیر می‌گذارد) اغلب بر حسب کیلووات ساعت اعلام می‌گردد، زیرا کیلووات ساعت تصویر کامل‌تری از انرژی قابل دسترس برای پیشرانه خودرو ارائه می‌دهد.
به عنوان مثال، یک سلول باتری با ظرفیت ۱۰۰ آمپر ساعت به تنهایی نمی‌تواند انرژی لازم برای حرکت یک خودروی برقی را فراهم کند. اما اگر صدها یا هزاران عدد از این سلول‌ها در یک پک با ولتاژ ۴۰۰ ولت سری و موازی شوند، ظرفیت کلی پک (بر حسب آمپر ساعت در آن ولتاژ) و در نتیجه انرژی کلی (kWh) آن بسیار بالا خواهد بود.
اهمیت آمپر ساعت در خودروهای برقی
اگرچه مصرف‌کنندگان معمولاً بیشتر با واحد کیلووات ساعت برای مقایسه برد خودروهای برقی آشنا هستند، اما آمپر ساعت برای مهندسان و متخصصان باتری خودروی برقی در مراحل طراحی و تولید اهمیت فراوانی دارد. ظرفیت آمپر ساعت سلول‌های باتری یکی از مشخصات کلیدی است که تعیین‌کننده اندازه فیزیکی، وزن و توان خروجی بالقوه سلول‌ها در یک ولتاژ مشخص است. همچنین، این واحد در مدیریت سیستم مدیریت باتری (BMS) نیز کاربرد دارد، زیرا BMS باید میزان شارژ ورودی و خروجی را بر حسب آمپر در واحد زمان اندازه‌گیری و مدیریت کند تا وضعیت شارژ (State of Charge – SOC) باتری را تخمین بزند.
ظرفیت آمپر ساعت اسمی باتری در شرایط استاندارد (مانند نرخ دشارژ C/20 یا جریان ثابت در ۲۰ ساعت) اندازه‌گیری می‌شود. در عمل، ظرفیت قابل استفاده ممکن است به دلیل نرخ دشارژ بالا، دمای محیط، و سلامت کلی باتری (State of Health – SOH) کمتر باشد.
آمپر ساعت در بازار خودروی ایران
برای خریداران و علاقه‌مندان به خودروهای برقی وارداتی به ایران، دانستن مفهوم آمپر ساعت می‌تواند در درک عمیق‌تر مشخصات فنی باتری خودروی برقی کمک کند. اگرچه در بروشورهای تبلیغاتی بیشتر بر ظرفیت پک باتری بر حسب کیلووات ساعت تأکید می‌شود، ممکن است در منابع فنی یا هنگام بررسی جزئیات ساختار باتری، به ظرفیت سلول‌ها بر حسب آمپر ساعت برخورد کنید. این اطلاعات به شما کمک می‌کند تا ابعاد فنی باتری خودروی برقی را بهتر درک کرده و تفاوت بین انواع مختلف سلول‌های باتری (مانند سلول‌های استوانه‌ای، کیسه‌ای یا منشوری) را از نظر ظرفیت پایه متوجه شوید.
نتیجه‌گیری
آمپر ساعت (Ah) واحدی اساسی برای اندازه‌گیری ظرفیت ذخیره بار الکتریکی در باتری‌ها است. در زمینه خودروهای برقی، این واحد به طور خاص برای توصیف ظرفیت سلول‌ها و ماژول‌های باتری خودروی برقی به کار می‌رود، در حالی که کیلووات ساعت (kWh) واحد رایج‌تر برای بیان ظرفیت کلی انرژی پک باتری و تخمین برد خودروی برقی است. درک رابطه بین آمپر ساعت، ولتاژ و کیلووات ساعت برای هر علاقه‌مند به فناوری باتری در خودروهای برقی ضروری است و به فهم بهتر مشخصات فنی خودروهای برقی و هیبریدی موجود در بازار ایران کمک می‌کند.
