Calculadora de batería: autonomía y potencia

La autonomía parte de una relación sencilla: dividir la capacidad en miliamperios-hora entre la corriente media en miliamperios. Una batería de 3,000 mAh que alimenta una carga constante de 500 mA tiene una autonomía ideal de seis horas. Los sistemas reales normalmente no aprovechan cada miliamperio-hora indicado, por lo que esta calculadora multiplica primero la capacidad por el porcentaje útil. Con un 85 por ciento útil, el mismo ejemplo da 2,550 mAh y unas 5.1 horas. El porcentaje reúne varios efectos prácticos en un único factor de planificación. La protección puede desconectar antes de vaciar la celda, los reguladores pierden energía, las altas tasas de descarga reducen la capacidad disponible y el envejecimiento disminuye la capacidad original. La temperatura también influye: el frío puede reducir temporalmente la entrega, mientras el calor acelera la degradación a largo plazo. Entre 80 y 90 por ciento es una estimación inicial razonable para muchos sistemas en buen estado, pero el valor correcto debe proceder de las curvas de descarga y de la eficiencia medida del convertidor. El consumo debe ser una media ponderada por tiempo, no simplemente el valor máximo de la ficha técnica. Los equipos suelen alternar entre suspensión, reposo, procesamiento, transmisión de radio, accionamiento de motores y pantalla. Multiplica la corriente de cada estado por la fracción de tiempo que ocupa y suma las contribuciones. Por ejemplo, un sensor que consume 100 mA durante el diez por ciento del tiempo y 1 mA durante el noventa por ciento promedia 10.9 mA. La corriente pico sigue siendo importante para la caída de voltaje y la selección de componentes, aunque su ciclo de trabajo sea pequeño. El voltaje no cambia la relación de autonomía basada en mAh cuando la corriente de batería y de carga se mide en el mismo lado eléctrico. Se incluye para calcular la energía en vatios-hora y la potencia media. Los Wh útiles son los mAh útiles multiplicados por el voltaje y divididos entre 1,000. La potencia de carga es la corriente en amperios multiplicada por el voltaje. Si un convertidor cambia el voltaje, compara energía y potencia en vez de corrientes de entrada y salida directamente, e incluye la eficiencia del convertidor. Las etiquetas de las baterías indican valores nominales medidos en condiciones de laboratorio especificadas. Los paquetes de ion-litio y las baterías alcalinas, de níquel-metal hidruro y de plomo-ácido tienen comportamientos de descarga distintos. La capacidad puede variar con el voltaje de corte, el perfil de carga, la química, el emparejamiento de celdas y el historial de carga. Un sistema de gestión de batería también puede reservar energía para mejorar la seguridad y la vida en ciclos. Usa el resultado para seleccionar equipos y planificar tiempos, y verifica el diseño mediante mediciones. Registra la corriente en ciclos representativos, prueba a las temperaturas previstas, incluye la autodescarga y las pérdidas en espera, y deja margen para el envejecimiento. Los sistemas de baterías requieren cargadores, protecciones, cableado, fusibles y gestión térmica adecuados. El cálculo de autonomía no sustituye los requisitos de seguridad del fabricante ni las directrices de diseño eléctrico.