Fórmulas de Batería
Las fórmulas de baterías te permiten predecir el tiempo de funcionamiento, estimar la capacidad utilizable y traducir entre la tasa C y el consumo de corriente. Estas calculadoras te ayudan a dimensionar packs para una autonomía objetivo y a entender el comportamiento de descarga. Son vitales para el presupuesto energético de dispositivos portátiles, fuera de red e IoT.
Calculadoras de fórmulas de Batería
- Autonomía de la batería t = Capacidad / Corriente Battery Capacity 50 mAh, Load Current (mA) 0.1 mA → Runtime = 500 h
- Energía de la batería E = V × Capacidad Voltage 0.33 V, Capacity 0.2 Ah → Energy = 0.2376 kJ
- Tensión de la batería bajo carga Vload = Voc − I × Rint Open-Circuit Voltage 0.726 V, Load Current 2 mA, Internal Resistance 0.1 mΩ → Loaded Voltage = 0.726 V
- Tiempo de carga de la batería t = Capacidad / Icharge Battery Capacity 50 mAh, Charge Current 0.1 mA → Charge Time = 500 h
- Autodescarga de la batería Crem = C0 × (1 − rate)^days Remaining Capacity 50 mAh, Initial Capacity 110 mAh, Daily Self-Discharge Rate 2.5 % → Days = 31.14
- Reducción de la batería por temperatura Ceff = Cnom × factor Nominal Capacity 110 mAh, Derating Factor 2.5 % → Effective Capacity = 2.75 mAh
- Corriente de balanceo de celdas Ibal = ΔV / Rbal Voltage Difference 10 mV, Balance Resistor 1 Ω → Balancing Current = 10 mA
- Estado de carga (conteo de culombios) SoC = SoC_init + (I × t / Q) × 100 Initial SoC 0.5 %, Charge Current 2 mA, Charge Time 6 min, Nominal Capacity 0.2 Ah → SoC = 0.6
- Resistencia interna de la batería Rint = (Voc − Vload) / I Open-Circuit Voltage 3.3 V, Loaded Voltage 1.55 V, Load Current 20 mA → Internal Resistance = 87.5 Ω
- Pack de baterías serie-paralelo Vpack = Ns × Vcell, Qpack = Np × Qcell Series Cells 0.025, Cell Voltage 0.33 V, Cell Capacity 50 mAh → Parallel Cells = 0.00825
- Degradación de capacidad por ciclos de la batería Qn = Q0 × (1 − fade)^n Capacity After n Cycles 50 mAh, Initial Capacity 110 mAh, Fade Rate per Cycle 2.5 % → Number of Cycles = 31.14
- Tasa C a corriente I = C_rate × Q C-Rate 0.025, Battery Capacity 50 mAh → Current = 1.25 mA
- Caída de tensión de la batería Vsag = Voc − Crate × Q × Rint Open-Circuit Voltage 0.33 V, C-Rate 0.025, Battery Capacity 50 mAh, Internal Resistance 0.1 mΩ → Vsag = 0.33
Resultado resuelto para cada fórmula de Batería
| Fórmula | Expresión | Resultado resuelto |
|---|---|---|
| Autonomía de la batería | t = Capacidad / Corriente | Battery Capacity 50 mAh, Load Current (mA) 0.1 mA → Runtime = 500 h |
| Energía de la batería | E = V × Capacidad | Voltage 0.33 V, Capacity 0.2 Ah → Energy = 0.2376 kJ |
| Tensión de la batería bajo carga | Vload = Voc − I × Rint | Open-Circuit Voltage 0.726 V, Load Current 2 mA, Internal Resistance 0.1 mΩ → Loaded Voltage = 0.726 V |
| Tiempo de carga de la batería | t = Capacidad / Icharge | Battery Capacity 50 mAh, Charge Current 0.1 mA → Charge Time = 500 h |
| Autodescarga de la batería | Crem = C0 × (1 − rate)^days | Remaining Capacity 50 mAh, Initial Capacity 110 mAh, Daily Self-Discharge Rate 2.5 % → Days = 31.14 |
| Reducción de la batería por temperatura | Ceff = Cnom × factor | Nominal Capacity 110 mAh, Derating Factor 2.5 % → Effective Capacity = 2.75 mAh |
| Corriente de balanceo de celdas | Ibal = ΔV / Rbal | Voltage Difference 10 mV, Balance Resistor 1 Ω → Balancing Current = 10 mA |
| Estado de carga (conteo de culombios) | SoC = SoC_init + (I × t / Q) × 100 | Initial SoC 0.5 %, Charge Current 2 mA, Charge Time 6 min, Nominal Capacity 0.2 Ah → SoC = 0.6 |
| Resistencia interna de la batería | Rint = (Voc − Vload) / I | Open-Circuit Voltage 3.3 V, Loaded Voltage 1.55 V, Load Current 20 mA → Internal Resistance = 87.5 Ω |
| Pack de baterías serie-paralelo | Vpack = Ns × Vcell, Qpack = Np × Qcell | Series Cells 0.025, Cell Voltage 0.33 V, Cell Capacity 50 mAh → Parallel Cells = 0.00825 |
| Degradación de capacidad por ciclos de la batería | Qn = Q0 × (1 − fade)^n | Capacity After n Cycles 50 mAh, Initial Capacity 110 mAh, Fade Rate per Cycle 2.5 % → Number of Cycles = 31.14 |
| Tasa C a corriente | I = C_rate × Q | C-Rate 0.025, Battery Capacity 50 mAh → Current = 1.25 mA |
| Caída de tensión de la batería | Vsag = Voc − Crate × Q × Rint | Open-Circuit Voltage 0.33 V, C-Rate 0.025, Battery Capacity 50 mAh, Internal Resistance 0.1 mΩ → Vsag = 0.33 |
Variables usadas en las fórmulas de Batería
- t — Autonomía en horas (h)
- Capacidad — Capacidad de la batería en miliamperios-hora (mAh)
- Corriente — Corriente de carga media en miliamperios (mA)
- E — Energía en vatios-hora (Wh)
- V — Tensión nominal de la batería (V)
- Vload — Tensión en los terminales bajo carga (V)
- Voc — Tensión de circuito abierto (V)
- I — Corriente de carga (A)
- Rint — Resistencia interna de la batería (Ω)
- Icharge — Corriente de carga (mA)
- Crem — Capacidad restante tras el almacenamiento (mAh)
- C0 — Capacidad inicial (mAh)
- rate — Tasa de autodescarga diaria (decimal)
- days — Número de días en almacenamiento
- Ceff — Capacidad utilizable efectiva a la temperatura de funcionamiento (mAh)
- Cnom — Capacidad nominal a 25°C (mAh)
- factor — Factor de reducción por temperatura (0 a 1)
- Ibal — Corriente de balanceo a través de la resistencia de descarga (A)
- ΔV — Diferencia de tensión entre la celda más alta y la celda objetivo (V)
- Rbal — Valor de la resistencia de balanceo (Ω)
- SoC_init — Estado de carga inicial (relación, p. ej., 0,5 para 50%)
- Q — Capacidad nominal de la batería (Ah, introducir en la unidad base mAh o Ah)
- R_int — Resistencia interna (Ω)
- V_oc — Tensión de circuito abierto, sin carga (V)
- V_load — Tensión en los terminales bajo carga (V)
- Ns — Número de celdas en serie (adimensional)
- Np — Número de cadenas en paralelo (adimensional)
- V_cell — Tensión nominal de una sola celda (V)
- Q_cell — Capacidad de una sola celda (Ah o mAh)
- Qₙ — Capacidad restante tras n ciclos (Ah)
- Q₀ — Capacidad inicial (Ah)
- fade — Pérdida fraccional de capacidad por ciclo (p. ej., 0.0002 para 0.02%/ciclo)
- n — Número de ciclos de carga-descarga
- C_rate — Multiplicador de tasa C (adimensional, p. ej., 0.5, 1, 2)
Preguntas frecuentes sobre Batería
- Battery derating factor — Reducción de la batería por temperatura
- Soc calculation formula using coulomb counting — Estado de carga (conteo de culombios)
- Battery capacity fade value — Degradación de capacidad por ciclos de la batería
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