Baterías

Las baterías son elementos que almacenan energía, en el libro “Batteries in a portable world” de Mr. Isidor Buchmann dice que la batería es un elemento que se comporta de manera caprichosa y desconocida, nada fuera de la realidad en mi experiencia. Hay ciertos parámetros comunes de las baterías, estos parámetros aplican independientemente del material o construcción de la batería.

Parámetro mAh

Seguramente habrás tenido la oportunidad de leer esto en alguna batería (especialmente si es recargable)

¿Que significa?, el parámetro mAh es un producto de consumo de amperes por tiempo, veamos un ejemplo.

Tenemos una batería de 3300 mAh (es decir 3.3 Ah) y queremos hacer funcionar un sistema que consume 10 A constantes, lo que da

T(tiempo en horas) = (3.3 Ah)/(10 A) = 0.33 Horas, aproximadamente 20 minutos.

En mi experiencia siempre espera menos tiempo, este calculo es influenciado por muchas cosas (número de ciclos de carga y descarga, edad de la batería, temperatura de carga/descarga, sobre corriente entre otros parámetros).

¿Como obtener el consumo de mi sistema?

Mi recomendación es que conectes a la batería todo lo que vas a usar (esto es especialmente crítico en robots donde el consumo de corriente aumenta cuando se le pone todo el peso que va a cargar) y hagas que el sistema se encuentre en su estado nominal (es decir condiciones normales o de uso continuo pero normal).

Como siguiente paso abres el circuito en la pata positiva de la batería y conectas un amperimetro (mi recomendación que comiences con la escala de Amperes).

circuito_medicion

La lectura del amperimetro es el valor que usamos en el calculo anterior.

De esto hay varias cosas que notar:

  • No siempre es posible ignorar el consumo de sistemas digitales (como por ejemplo Arduino): Algunos sistema digitales (como la Raspberry Pi) consumen mucha energía.
  • Reemplazar la batería por otra fuente de energía no garantiza el mismo comportamiento: Ya sea que usemos una fuente de poder conectada a la red eléctrica u otra batería de distintas cualidades, lo mejor es hacer la prueba con la batería que se va a usar.

Parámetro “30 C”, “20 C” o “C-rate”

El parámetro marcado como 30 C o en general C-rate (así es como lo encontrarás en inglés) es un parámetro que describe la corriente de descarga (y en ocasiones la  de carga) de la batería,  la cantidad de energía almacenada y la cantidad de corriente que puedes extraer de una batería son dos cosas muy diferentes.

Tomemos en cuenta esta batería de robodacta:

El parámetro es 10C, ¿Que significa?, significa que puedes demandar hasta 10 veces la corriente denotada en el valor de mAh, pero sin el producto de h. Esto da:

10C = 10 (1 A) =10 A

Esto significa una demanda máxima de 10 A, sobre pasar este nivel de corriente dañara la batería o acortará su vida útil (es decir disminuirá los ciclos de carga/descarga), si tuviéramos una batería de 3 Ah y 30C de descarga esto da 90 A de descarga máxima, lo que para muchas ocasiones realmente no representa un problema (a menos que estés construyendo un dron 😉 ).

Si tu batería es de Litio, ten cuidado con la sobre descarga (y sobre carga) de la batería, puede ir realmente mal si no cuidas este parámetro en tu sistema.

El video ofrece algunos consejos sobre este tipo de baterías, muy recomendable verlo.

Como verás, el parámetro mAh y C-rate son parámetros que definen una batería (independientemente de su material y construcción) y permiten tomar decisiones de que batería comprar, o en dado caso, saber que tiempos de trabajo podemos esperar.

Si quieres saber más el libro que puse al inicio “Batteries in a portable world” es un excelente libro, utiliza conceptos básicos de ingeniería y trata las baterías más comunes en el mercado.

Hay más parámetros que nos ayudan a determinar el comportamiento de una batería pero eso será para otra ocasión.

Cualquier duda, comentario o corrección pueden escribirla.

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