Cálculo de la autonomia en baterias de gel y plomo ácido
Adrian Ramiro
Por Roberto Villaverde
Probablemente todos sepamos, ya sea por haberlo oido o experimentado en “carne propia”, que la autonomia, mejor dicho, capacidad, de las baterias recargables, fundamentalmente, en las de plomo-ácido (por ejemplo la de los vehículos) y selladas de gel como las que usamos en modelos de RC, se reduce drásticamente a medida que aumentamos el consumo, esto es, la corriente que solicitamos de las mismas.
Obviamente no nos referimos al simple cálculo algebraico de dividir la capacidad nominal o “de fábrica” por el consumo, lo cual solamente existiria en una bateria ideal, que solo es producto de la imaginación! Por ejemplo, si tenemos una bateria de 4AH (4 amperes-hora), podríamos tentarnos de afirmar que “si consumo 1 A, me durará 4 horas, si consumo 2A, 2 horas, si le pido 4A, 1 hora, etc. En la práctica, sabemos que esto no es así.
Las baterias de plomo-ácido, que tampoco escapan a este problema, ya existian desde el siglo XIX, y el problema ya tenia a varios científicos pensando. Un alemán, W. Peukert (pronúnciese póikert), estableció, en 1897 (sí, 1897) una fórmula que, casi sin alterar es la que ha estado utilizando hasta el dia de hoy, y permite calcular con mucha aproximación la capacidad real, o bien, el tiempo de autonomia, de una bateria de plomo-ácido o de gel sellada, en función de la autonomia nominal y el consumo al que la sometemos.
En cuanto a la fórmula en cuestión, se las presento:
Que nos da el tiempo en horas de autonomia en función de cómo varia la capacidad según el consumo. Los parámetros son:
t: es el tiempo en horas de autonomia que nos da la fórmula.
C: es la capacidad de la bateria en AH (amperes-hora) indicada por el fabricante, durante un tiempo de consumo determinado, que es el siguiente parámetro:
H: es el tiempo en horas indicado por el fabricante que indica en qué base de tiempo está calculada la capacidad nominal. Ejemplo: una de 6V 4AH, si además en la bateria se indica 20H (en general son todas así), significa que durante 20 horas puede entregar el equivalente a 4 amperes en una hora, o sea, 200mA o 0,2 A durante 20 horas. Esto es porque son diseñadas para backup en caso de corte de energia y mantener el suministro de alimentación a circuitos electrónicos o eléctricos de bajo consumo, como alarmas, UPS (fuentes para PC), etc. En general, si no está impreso en la bateria, podemos suponer que el valor normalmente es de 20 horas.
I: es la intensidad de corriente que solicitaremos de la bateria, en A (amperes), el cual debemos conocerlo midiendo el consumo a velocidad promedio del modelo con un amperímetro conectado en serie con el motor.
k: es el exponente de Peukert y es un valor inherente al tipo de bateria y en general debe ser indicado por el fabricante, aunque generalmente esto no es así. No obstante, en general se puede afirmar que este valor está comprendido entre 1.1 (para baterias de gel de buena calidad) y 1.3 (para las de plomo-ácido). Si existiera una bateria ideal, el exponente seria 1, cosa que sencillamente no existe. Cuanto menor sea, mejor rendimiento tendremos de la bateria.
Veamos un ejemplo:
Supongamos que tenemos una bateria de 6V 4AH, y nuestro modelo consume 2A (supongamos un consumo constante promediándolo), supongamos también que la bateria entrega 4AH equivalente en 20H (salvo se especifique lo contrario); tomemos también 1.1 como exponente de Peukert para las baterias de gel, entonces tenemos:
Lo que nos da 1.59 horas, o sea, 1 hora y 35 minutos, aprox. Si jugamos con la fórmula aumentando el consumo, vemos como desciende el tiempo de autonomia drásticamente. También se acelera el deterioro de la bateria ya que como sabemos no están diseñadas para nuestro uso en motores de gran consumo. Esto suele compensarse con el relativo bajo costo de las mismas, en comparación con las de NiCad o NiMH.
Puedo citar otro ejemplo más cercano: en un test que hicimos con Gustavo y Daniel en el piletón, con una bateria (12V) de :
C: 1,2AH
H: 20 horas
I: 1300 mA o 1,3A
k: estimado en 1.1
En este caso la fórmula nos da 0,68 horas, que equivale a 40 minutos aprox. Resulta que esa mañana, tomando tiempos con cronómetro, y promediando el consumo, el test nos arrojó como resultado práctico… entre 35 y 40 minutos!
SaludosFuente: http://www.camne.com.ar/taller/calculoautonomiabaterias/calculoautonomiabaterias.htm
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Adrian
Victor
saludos!
Víctor Ocanto
IT Specialist
Graphic designer
Metalworking Technician
Linux user # 518362.
msn: vig...@gmail.com
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Gracias por compartir.
El 25/08/11, Victor <vig...@gmail.com> escribió:
> Gracias Adrian por el link que pasaste ayer y esta info! Me fueron muy
> útiles, cuando tenga los cálculos sobre las baterías que necesitaré y cuando
> me decida entre gel y ciclo profundo por la relación
> precio/beneficio/durabilidad pondré las conclusiones como ejemplo por si a
> alguien le surgen dudas sobre que elegir.
>
>
> saludos!
>
> Víctor Ocanto
> IT Specialist
> Graphic designer
> Metalworking Technician
> Linux user # 518362.
> msn: vig...@gmail.com
>
>
> 2011/8/25 Adrian Ramiro <adri...@gmail.com>
>
>> Aplicación de la fórmula y exponente de Peukert
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>> *Por Roberto Villaverde*
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>> Que nos da el tiempo en horas de autonomia en función de cómo varia la
>> capacidad según el consumo. Los parámetros son:
>>
>> *t*: es el tiempo en horas de autonomia que nos da la fórmula.
>>
>> *C*: es la capacidad de la bateria en AH (amperes-hora) indicada por el
>> fabricante, *durante un tiempo de consumo determinado*, que es el
>> siguiente parámetro:
>>
>> *H*: *es el tiempo en horas indicado por el fabricante que indica en qué
>> base de tiempo está calculada la capacidad nominal.* Ejemplo: una de 6V
>> 4AH, si además en la bateria se indica 20H (en general son todas así),
>> significa que durante 20 horas puede entregar el equivalente a 4 amperes
>> en
>> una hora, o sea, 200mA o 0,2 A durante 20 horas. Esto es porque son
>> diseñadas para backup en caso de corte de energia y mantener el suministro
>> de alimentación a circuitos electrónicos o eléctricos de bajo consumo,
>> como
>> alarmas, UPS (fuentes para PC), etc. En general, si no está impreso en la
>> bateria, podemos suponer que el valor normalmente es de 20 horas.
>>
>> *I*: es la intensidad de corriente que solicitaremos de la bateria, en A
>> (amperes), el cual debemos conocerlo midiendo el consumo a velocidad
>> promedio del modelo con un amperímetro conectado en serie con el motor.
>>
>> *k*: es el exponente de Peukert y es un valor inherente al tipo de bateria
>> y en general debe ser indicado por el fabricante, aunque generalmente esto
>> no es así. No obstante, en general se puede afirmar que este valor está
>> comprendido entre 1.1 (para baterias de gel de buena calidad) y 1.3 (para
>> las de plomo-ácido). Si existiera una bateria ideal, el exponente seria 1,
>> cosa que sencillamente no existe. Cuanto menor sea, mejor rendimiento
>> tendremos de la bateria.
>>
>> Veamos un ejemplo:
>>
>> Supongamos que tenemos una bateria de 6V 4AH, y nuestro modelo consume 2A
>> (supongamos un consumo constante promediándolo), supongamos también que la
>> bateria entrega 4AH equivalente en 20H (salvo se especifique lo
>> contrario);
>> tomemos también 1.1 como exponente de Peukert para las baterias de gel,
>> entonces tenemos:
>>
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Adrian Ramiro
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Adrian
On 25/08/2011 10:27, Victor wrote:
Gracias Adrian por el link que pasaste ayer y esta info! Me fueron muy �tiles, cuando tenga los c�lculos sobre las bater�as que necesitar� y cuando me decida entre gel y ciclo profundo por la relaci�n precio/beneficio/durabilidad pondr� las conclusiones como ejemplo por si a alguien le surgen dudas sobre que elegir.
saludos!
V�ctor Ocanto
IT Specialist
Graphic designer
Metalworking Technician
Linux user # 518362.� �
msn: vig...@gmail.com� � � �
2011/8/25 Adrian Ramiro <adri...@gmail.com>
Aplicaci�n de la f�rmula y exponente de Peukert
Por Roberto Villaverde
Probablemente todos sepamos, ya sea por haberlo oido o experimentado en �carne propia�, que la autonomia, mejor dicho, capacidad, de las baterias recargables, fundamentalmente, en las de plomo-�cido (por ejemplo la de los veh�culos) y selladas de gel como las que usamos en modelos de RC, se reduce dr�sticamente a medida que aumentamos el consumo, esto es, la corriente que solicitamos de las mismas.
Obviamente no nos referimos al simple c�lculo algebraico de dividir la capacidad nominal o �de f�brica� por el consumo, lo cual solamente existiria en una bateria ideal, que solo es producto de la imaginaci�n! Por ejemplo, si tenemos una bateria de 4AH (4 amperes-hora), podr�amos tentarnos de afirmar que �si consumo 1 A, me durar� 4 horas, si consumo 2A, 2 horas, si le pido 4A, 1 hora, etc. En la pr�ctica, sabemos que esto no es as�.
Las baterias de plomo-�cido, que tampoco escapan a este problema, ya existian desde el siglo XIX, y el problema ya tenia a varios cient�ficos pensando. Un alem�n, W. Peukert (pron�nciese p�ikert), estableci�, en 1897 (s�, 1897) una f�rmula que, casi sin alterar es la que ha estado utilizando hasta el dia de hoy, y permite calcular con mucha aproximaci�n la capacidad real, o bien, el tiempo de autonomia, de una bateria de plomo-�cido o de gel sellada, en funci�n de la autonomia nominal y el consumo al que la sometemos.
En cuanto a la f�rmula en cuesti�n, se las presento:
Que nos da el tiempo en horas de autonomia en funci�n de c�mo varia la capacidad seg�n el consumo. Los par�metros son: �
t: es el tiempo en horas de autonomia que nos da la f�rmula. �
C: es la capacidad de la bateria en AH (amperes-hora) indicada por el fabricante, durante un tiempo de consumo determinado, que es el siguiente par�metro: �
H: es el tiempo en horas indicado por el fabricante que indica en qu� base de tiempo est� calculada la capacidad nominal. Ejemplo: una de 6V 4AH, si adem�s en la bateria se indica 20H (en general son todas as�), significa que durante 20 horas puede entregar el equivalente a 4 amperes en una hora, o sea, 200mA o 0,2 A durante 20 horas. Esto es porque son dise�adas para backup en caso de corte de energia y mantener el suministro de alimentaci�n a circuitos electr�nicos o el�ctricos de bajo consumo, como alarmas, UPS (fuentes para PC), etc. En general, si no est� impreso en la bateria, podemos suponer que el valor normalmente es de 20 horas. �
I: es la intensidad de corriente que solicitaremos de la bateria, en A (amperes), el cual debemos conocerlo midiendo el consumo a velocidad promedio del modelo con un amper�metro conectado en serie con el motor. �
k: es el exponente de Peukert y es un valor inherente al tipo de bateria y en general debe ser indicado por el fabricante, aunque generalmente esto no es as�. No obstante, en general se puede afirmar que este valor est� comprendido entre 1.1 (para baterias de gel de buena calidad) y 1.3 (para las de plomo-�cido). Si existiera una bateria ideal, el exponente seria 1, cosa que sencillamente no existe. Cuanto menor sea, mejor rendimiento tendremos de la bateria.
Veamos un ejemplo: �
Supongamos que tenemos una bateria de 6V 4AH, y nuestro modelo consume 2A (supongamos un consumo constante promedi�ndolo), supongamos tambi�n que la bateria entrega 4AH equivalente en 20H (salvo se especifique lo contrario); tomemos tambi�n 1.1 como exponente de Peukert para las baterias de gel, entonces tenemos:
�
Lo que nos da 1.59 horas, o sea, 1 hora y 35 minutos, aprox. Si jugamos con la f�rmula aumentando el consumo, vemos como desciende el tiempo de autonomia dr�sticamente. Tambi�n se acelera el deterioro de la bateria ya que como sabemos no est�n dise�adas para nuestro uso en motores de gran consumo. Esto suele compensarse con el relativo bajo costo de las mismas, en comparaci�n con las de NiCad o NiMH. �
Puedo citar otro ejemplo m�s cercano: en un test que hicimos con Gustavo y Daniel en el pilet�n, con una bateria (12V) de :
C: 1,2AH
H: 20 horas
I: 1300 mA o 1,3A
k: estimado en 1.1
En este caso la f�rmula nos da 0,68 horas, que equivale a 40 minutos aprox. Resulta que esa ma�ana, tomando tiempos con cron�metro, y promediando el consumo, el test nos arroj� como resultado pr�ctico� entre 35 y 40 minutos!
Saludos
Fuente: http://www.camne.com.ar/taller/calculoautonomiabaterias/calculoautonomiabaterias.htm
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