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Calculadora de Duración de Batería / Tiempo de Funcionamiento

DesarrolladorMatemáticas

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APORTE

Proceso automático

Batería

Capacidad *

Tensión por celda *

Tensión nominal por celda. Li-ion ≈ 3,7 V, LiFePO4 ≈ 3,2 V, NiMH ≈ 1,2 V, ácido plomo ≈ 2,0 V.

Tensión del conjunto *

Tensión nominal del conjunto. Se utiliza para convertir la carga en corriente.

Celdas en serie

Las celdas en serie suman tensiones. La capacidad se mantiene igual.

Celdas en paralelo

Las celdas en paralelo suman capacidades. La tensión se mantiene igual.

Cargar

Consumo del dispositivo *

Ajustes

Profundidad de descarga (%): 80 Fracción utilizable de la capacidad antes de la corte. El Li-ion funciona de forma segura aproximadamente entre 80–90%, y el ácido plomo típicamente hasta 50%.

Eficiencia del sistema (%): 90 Toma en cuenta las pérdidas del convertidor / inversor / cableado. 90% es un valor adecuado por defecto para corriente continua; 80–85% para inversores de corriente alterna.

Exponente de Peukert: 1 Deje en 1,00 para Li-ion / LiFePO4 / NiMH. El ácido plomo típicamente tiene un valor de 1,1–1,3 (penaliza el alto consumo de corriente).

PROD.

Lado cliente

Conjunto y carga

Propiedad	Valor
Tensión del conjunto	-
Capacidad del conjunto (Ah)	-
Capacidad del conjunto (Wh)	-
Capacidad utilizable (después de DoD × η)	-
Potencia consumida	-
Corriente consumida	-

Tiempo estimado de funcionamiento

Tiempo de funcionamiento

Horas totales

Tiempo restante en el estado de carga

Estado de carga	Tiempo restante
100% (pleno)	-
80%	-
50%	-
20%	-

Introduzca los valores de la batería y de la carga para estimar el tiempo de funcionamiento.

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Guía

Calculadora de vida útil de batería / tiempo de funcionamiento

Calculadora de Duración de Batería / Tiempo de Funcionamiento

Estime durante cuánto tiempo una batería podrá alimentar un dispositivo a partir de su capacidad, tensión y carga. El calculador maneja entradas en mAh, Ah y Wh, arreglos en serie o paralelo de celdas, límites de profundidad de descarga, eficiencia del sistema y el exponente de Peukert para químicas de ácido plomo. La salida incluye totales del conjunto y el tiempo restante en estados de carga del 100%, 80%, 50% y 20%.

Cómo Usar

Elige la unidad de capacidad de la batería (mAh, Ah o Wh) y introduce el valor nominal del folleto técnico.
Para mAh o Ah, introduce la tensión nominal de la celda y cuántas celdas están conectadas en serie y en paralelo. Para Wh, introduce la tensión nominal del conjunto.
Introduce la carga — ya sea corriente (mA / A) o potencia (W) — que consume el dispositivo.
Ajusta los deslizadores de profundidad de descarga, eficiencia del sistema y exponente de Peukert para adaptarlos a su química y caso de uso.
Lee el resumen del conjunto, el tiempo total de funcionamiento y el tiempo restante en estados de carga más bajos.

Características

Tres unidades de capacidad – Cambia entre miliamperios-hora, amperios-hora y vatios-hora.
Tres unidades de carga – Introduce el consumo del dispositivo en miliamperios, amperios o vatios.
Celdas en serie y en paralelo – Calcula la tensión del conjunto y la capacidad total a partir de las especificaciones individuales de las celdas.
Deslizador de profundidad de descarga – Refleja el rango seguro de uso para su química.
Deslizador de eficiencia del sistema – Toma en cuenta las pérdidas del convertidor, inversor y cableado.
Exponente de Peukert – Aplica un factor de corrección para baterías de ácido plomo (1,0 = ideal, ~1,2 = típico de ácido plomo).
Desglose del estado de carga – Ve el tiempo restante en 100%, 80%, 50% y 20%.
Resultados actualizados automáticamente – Todos los resultados se recalculan mientras cambias las entradas, sin necesidad de un botón de generar.

Casos de uso común

IoT y embebidos – Dimensiona celdas LiPo o monedero para sensores con corriente de descanso y breves impulsos.
Solar y fuera de red – Dimensiona conjuntos de ácido plomo o LiFePO4 y aplica la corrección de Peukert.
Drones y RC – Verifica las hojas técnicas contra la potencia medida en vuelo.
UPS y energía de respaldo – Estima durante cuánto tiempo una UPS mantendrá a un servidor vivo bajo una carga dada.
Herramientas eléctricas y bicicletas eléctricas – Compara conjuntos de 18650 de diferentes arreglos en serie y paralelo.

 Preguntas frecuentes

¿Qué es la ley de Peukert y cuándo importa?

La ley de Peukert describe cómo la capacidad útil de una batería disminuye cuando el consumo de corriente aumenta. La relación utiliza un exponente k: una batería clasificada como 100 Ah a una descarga de 20 horas puede solo entregar entre 70 y 80 Ah cuando se descarga en una hora. Este efecto es dominante en baterías de ácido plomo y AGM (k ≈ 1,1–1,3) y es insignificante en baterías de litio-ion o LiFePO4, donde k es efectivamente 1,0.
¿Qué es la profundidad de descarga (DoD) y por qué reduce el tiempo de funcionamiento?

La DoD es el porcentaje de la capacidad nominal que permites descargar antes de recargar. La mayoría de las químicas no pueden descargarse hasta 0% de forma segura — los sistemas de gestión de baterías de litio-ion normalmente cortan a 10–20% para proteger las celdas, y el ácido plomo suele estar limitado a 50% para extender la vida útil de las ciclos. Multiplicar la capacidad nominal por DoD da la energía real que puedes extraer del conjunto en cada ciclo.
¿Cómo cambia el conjunto cuando se usan celdas en serie o en paralelo?

Las conexiones en serie suman tensiones mientras mantienen la capacidad en amperios-hora de una sola celda. Las conexiones en paralelo suman la capacidad en amperios-hora mientras mantienen la tensión constante. Un conjunto 4S2P de celdas de 3,7 V / 2.500 mAh produce 14,8 V a 5.000 mAh (74 Wh totales). La energía total en vatios-hora es la misma independientemente del arreglo, pero las características de tensión y corriente varían significativamente.
¿Por qué la eficiencia del convertidor debe incluirse en el cálculo?

La energía de la batería rara vez se consume a la tensión del conjunto. Los convertidores DC-DC, reguladores lineales e inversores disipan parte de la energía como calor. Un convertidor buck de 90% de eficiencia entrega solo 0,9 vatios a la carga por cada vatio extraído de la batería; un inversor de onda senoidal en fuera de red suele tener una eficiencia de 80–85%. Multiplicar la capacidad útil por este factor de eficiencia da una estimación realista del tiempo de funcionamiento.
¿Qué es la tasa de C y cómo se relaciona con el tiempo de funcionamiento?

La tasa de C expresa la corriente de descarga como un múltiplo de la capacidad nominal del conjunto. Una batería de 10 Ah descargada a 1C consume 10 A y se vacía en aproximadamente una hora; a 0,5C (5 A) dura dos horas. Las hojas técnicas suelen especificar la capacidad a una tasa particular de C (a menudo 0,2C o 0,05C). Descargar a una tasa de C mucho mayor que la de prueba especificada activa el efecto de Peukert y reduce la capacidad entregable.