Fórmulas de Bateria
As fórmulas de baterias permitem-lhe prever a autonomia, estimar a capacidade utilizável e converter entre a taxa-C e a corrente consumida. Estas calculadoras ajudam-no a dimensionar packs para uma autonomia-alvo e a compreender o comportamento de descarga. São vitais para o orçamento de energia de equipamentos portáteis, fora da rede e de IoT.
Calculadoras de Fórmulas de Bateria
- Autonomia da Bateria t = Capacidade / Corrente Battery Capacity 50 mAh, Load Current (mA) 0.1 mA → Runtime = 500 h
- Energia da Bateria E = V × Capacidade Voltage 0.33 V, Capacity 0.2 Ah → Energy = 0.2376 kJ
- Tensão da Bateria sob 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
- Tempo de Carga da Bateria t = Capacidade / Icharge Battery Capacity 50 mAh, Charge Current 0.1 mA → Charge Time = 500 h
- Autodescarga da Bateria Crem = C0 × (1 − rate)^days Remaining Capacity 50 mAh, Initial Capacity 110 mAh, Daily Self-Discharge Rate 2.5 % → Days = 31.14
- Desclassificação da Bateria por Temperatura Ceff = Cnom × factor Nominal Capacity 110 mAh, Derating Factor 2.5 % → Effective Capacity = 2.75 mAh
- Corrente de Equilíbrio de Células Ibal = ΔV / Rbal Voltage Difference 10 mV, Balance Resistor 1 Ω → Balancing Current = 10 mA
- Estado de Carga (Contagem de Coulomb) 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
- Resistência Interna da Bateria Rint = (Voc − Vload) / I Open-Circuit Voltage 3.3 V, Loaded Voltage 1.55 V, Load Current 20 mA → Internal Resistance = 87.5 Ω
- Bateria em Série-Paralelo Vpack = Ns × Vcell, Qpack = Np × Qcell Series Cells 0.025, Cell Voltage 0.33 V, Cell Capacity 50 mAh → Parallel Cells = 0.00825
- Degradação de Capacidade por Ciclos de Vida da Bateria 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
- Taxa C para Corrente I = C_rate × Q C-Rate 0.025, Battery Capacity 50 mAh → Current = 1.25 mA
- Queda de Tensão da Bateria 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 resolvido para cada fórmula de Bateria
| Fórmula | Expressão | Resultado resolvido |
|---|---|---|
| Autonomia da Bateria | t = Capacidade / Corrente | Battery Capacity 50 mAh, Load Current (mA) 0.1 mA → Runtime = 500 h |
| Energia da Bateria | E = V × Capacidade | Voltage 0.33 V, Capacity 0.2 Ah → Energy = 0.2376 kJ |
| Tensão da Bateria sob 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 |
| Tempo de Carga da Bateria | t = Capacidade / Icharge | Battery Capacity 50 mAh, Charge Current 0.1 mA → Charge Time = 500 h |
| Autodescarga da Bateria | Crem = C0 × (1 − rate)^days | Remaining Capacity 50 mAh, Initial Capacity 110 mAh, Daily Self-Discharge Rate 2.5 % → Days = 31.14 |
| Desclassificação da Bateria por Temperatura | Ceff = Cnom × factor | Nominal Capacity 110 mAh, Derating Factor 2.5 % → Effective Capacity = 2.75 mAh |
| Corrente de Equilíbrio de Células | Ibal = ΔV / Rbal | Voltage Difference 10 mV, Balance Resistor 1 Ω → Balancing Current = 10 mA |
| Estado de Carga (Contagem de Coulomb) | 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 |
| Resistência Interna da Bateria | Rint = (Voc − Vload) / I | Open-Circuit Voltage 3.3 V, Loaded Voltage 1.55 V, Load Current 20 mA → Internal Resistance = 87.5 Ω |
| Bateria em Série-Paralelo | Vpack = Ns × Vcell, Qpack = Np × Qcell | Series Cells 0.025, Cell Voltage 0.33 V, Cell Capacity 50 mAh → Parallel Cells = 0.00825 |
| Degradação de Capacidade por Ciclos de Vida da Bateria | 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 |
| Taxa C para Corrente | I = C_rate × Q | C-Rate 0.025, Battery Capacity 50 mAh → Current = 1.25 mA |
| Queda de Tensão da Bateria | 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 |
Variáveis usadas nas fórmulas de Bateria
- t — Autonomia em horas (h)
- Capacidade — Capacidade da bateria em miliampere-hora (mAh)
- Corrente — Corrente média de carga em miliamperes (mA)
- E — Energia em watt-hora (Wh)
- V — Tensão nominal da bateria (V)
- Vload — Tensão aos terminais sob carga (V)
- Voc — Tensão em circuito aberto (V)
- I — Corrente de carga (A)
- Rint — Resistência interna da bateria (Ω)
- Icharge — Corrente de carga (mA)
- Crem — Capacidade restante após armazenamento (mAh)
- C0 — Capacidade inicial (mAh)
- rate — Taxa de autodescarga diária (decimal)
- days — Número de dias em armazenamento
- Ceff — Capacidade utilizável efetiva à temperatura de operação (mAh)
- Cnom — Capacidade nominal a 25°C (mAh)
- factor — Fator de desclassificação por temperatura (0 a 1)
- Ibal — Corrente de equilíbrio através da resistência de descarga (A)
- ΔV — Diferença de tensão entre a célula mais alta e a célula alvo (V)
- Rbal — Valor da resistência de equilíbrio (Ω)
- SoC_init — Estado de carga inicial (rácio, p. ex., 0,5 para 50%)
- Q — Capacidade nominal da bateria (Ah, introduza na unidade base mAh ou Ah)
- R_int — Resistência interna (Ω)
- V_oc — Tensão em circuito aberto, sem carga (V)
- V_load — Tensão aos terminais sob carga (V)
- Ns — Número de células em série (adimensional)
- Np — Número de cadeias em paralelo (adimensional)
- V_cell — Tensão nominal de uma célula (V)
- Q_cell — Capacidade de uma célula (Ah ou mAh)
- Qₙ — Capacidade restante após n ciclos (Ah)
- Q₀ — Capacidade inicial (Ah)
- fade — Perda fracionária de capacidade por ciclo (p. ex., 0,0002 para 0,02%/ciclo)
- n — Número de ciclos de carga-descarga
- C_rate — Multiplicador da taxa C (adimensional, p. ex., 0,5, 1, 2)
Perguntas frequentes sobre Bateria
- Battery derating factor — Desclassificação da Bateria por Temperatura
- Soc calculation formula using coulomb counting — Estado de Carga (Contagem de Coulomb)
- Battery capacity fade value — Degradação de Capacidade por Ciclos de Vida da Bateria
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