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Calculadora de Duração de Bateria / Tempo de Funcionamento

DesenvolvedorMatemática

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ENTRADA

Processo Automático

Bateria

Capacidade *

Tensão por célula *

Tensão nominal por célula. Li-ion ≈ 3,7 V, LiFePO4 ≈ 3,2 V, NiMH ≈ 1,2 V, ácido sulfúrico ≈ 2,0 V.

Tensão do pacote *

Tensão nominal do pacote. Usada para converter a carga em corrente.

Células em série

Células em série somam as tensões. A capacidade permanece a mesma.

Células em paralelo

Células em paralelo somam as capacidades. A tensão permanece a mesma.

Carregar

Consumo do dispositivo *

Ajustes

Profundidade de descarga (%): 80 Fração utilizável da capacidade antes do corte. A Li-ion opera com segurança em ~80–90%, o ácido sulfúrico tipicamente em 50%.

Eficiência do sistema (%): 90 Leva em conta as perdas do conversor / inversor / fiação. 90% é um valor padrão para corrente contínua; 80–85% para inversores de corrente alternada.

Expoente de Peukert: 1 Deixe em 1,00 para Li-ion / LiFePO4 / NiMH. O ácido sulfúrico geralmente é de 1,1–1,3 (penaliza o consumo de corrente elevado).

SAÍDA

Lado cliente

Pacote e carga

Propriedade	Valor
Tensão do pacote	-
Capacidade do pacote (Ah)	-
Capacidade do pacote (Wh)	-
Capacidade utilizável (após DoD × η)	-
Consumo de potência	-
Corrente consumida	-

Tempo estimado de funcionamento

Tempo de funcionamento

Horas Totais

Tempo restante no estado de carga

Estado de carga	Tempo restante
100% (cheio)	-
80%	-
50%	-
20%	-

Insira os valores da bateria e da carga para estimar o tempo de funcionamento.

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Guia

Calculadora de vida útil da bateria / tempo de funcionamento

Calculadora de Duração de Bateria / Tempo de Funcionamento

Estime por quanto tempo uma bateria poderá alimentar um dispositivo com base em sua capacidade, tensão e carga. O calculador aceita entradas em mAh, Ah e Wh, configurações de células em série/paralelo, limites de profundidade de descarga, eficiência do sistema e o expoente de Peukert para químicas de ácido sulfúrico. A saída inclui totais do pacote e o tempo restante em estados de carga de 100%, 80%, 50% e 20%.

Como usar

Escolha a unidade da capacidade da bateria (mAh, Ah ou Wh) e insira o valor nominal do catálogo.
Para mAh ou Ah, insira a tensão nominal da célula e quantas células estão ligadas em série e paralelo. Para Wh, insira a tensão nominal do pacote.
Insira a carga — seja corrente (mA / A) ou potência (W) — consumida pelo dispositivo.
Ajuste os sliders de profundidade de descarga, eficiência do sistema e expoente de Peukert para corresponder à sua química e uso específico.
Leia a resumo do pacote, o tempo total de funcionamento e o tempo restante em estados de carga mais baixos.

Características

Três unidades de capacidade – Alternar entre miliamperes-hora, ampere-hora e watt-hora.
Três unidades de carga – Insira o consumo do dispositivo em miliamperes, amperes ou watts.
Células em série e paralelo – Calcule a tensão do pacote e a capacidade total com base nas especificações individuais das células.
Slider de profundidade de descarga – Reflete a faixa de uso segura para sua química.
Slider de eficiência do sistema – Leva em conta as perdas do conversor, inversor e fiação.
Expoente de Peukert – Aplica um fator de correção para ácido sulfúrico (1,0 = ideal, ~1,2 = típico para ácido sulfúrico).
Desdobramento do estado de carga – Veja o tempo restante em 100%, 80%, 50% e 20%.
Resultados atualizados automaticamente – Todos os resultados são recalculados conforme você altera as entradas, sem botão de gerar.

Casos de uso comuns

IoT e embarcados – Dimensione células LiPo ou de moeda para sensores com corrente de descanso e curtos períodos.
Solar e off-grid – Dimensione pacotes de ácido sulfúrico ou LiFePO4 e aplique a correção de Peukert.
Drones e RC – Verifique as fichas técnicas com a potência medida durante o voo.
UPS e energia de reserva – Estime por quanto tempo uma UPS manterá um servidor ativo sob uma carga específica.
Ferramentas elétricas e bicicletas elétricas – Compare pacotes 18650 de diferentes configurações de série/paralelo.

 Perguntas frequentes

O que é a Lei de Peukert e em que situações ela importa?

A Lei de Peukert descreve como a capacidade útil de uma bateria diminui à medida que o aumento da corrente de descarga. A relação utiliza um expoente k: uma bateria classificada como 100 Ah em descarga de 20 horas pode apenas entregar 70–80 Ah quando descarregada em uma hora. O efeito é dominante para ácidos sulfúricos e AGM (k ≈ 1,1–1,3) e negligenciável para químicas de lítio-ion ou LiFePO4, onde k é efetivamente 1,0.
O que é profundidade de descarga (DoD) e por que ela reduz o tempo de funcionamento?

A DoD é a porcentagem da capacidade nominal que você permite descarregar antes de recarregar. A maioria das químicas não pode ser descarregada até 0% de forma segura — os sistemas de gerenciamento de baterias de lítio-ion geralmente cortam em 10–20% para proteger as células, e o ácido sulfúrico é tipicamente limitado a 50% para prolongar a vida útil do ciclo. Multiplicar a capacidade nominal pela DoD dá a energia real que você pode extrair do pacote em cada ciclo.
Como a configuração em série ou paralelo de células altera o pacote?

As ligações em série somam as tensões, mantendo a capacidade de ampere-hora de uma célula individual. As ligações em paralelo somam a capacidade de ampere-hora, mantendo a tensão constante. Um pacote 4S2P de células de 3,7 V / 2.500 mAh produz 14,8 V em 5.000 mAh (74 Wh totais). A energia total em watt-hora é a mesma independentemente da configuração, mas as características de tensão e corrente diferem significativamente.
Por que a eficiência do conversor deve ser incluída no cálculo?

A energia da bateria raramente é consumida na tensão do pacote. Conversores DC-DC, reguladores lineares e inversores dissipam parte da energia como calor. Um conversor buck de 90% eficiente entrega apenas 0,9 watts para a carga por cada watt retirado da bateria; um inversor de onda senoidal off-grid é geralmente de 80–85% de eficiência. Multiplicar a capacidade utilizável por esse fator de eficiência dá uma estimativa real do tempo de funcionamento.
O que é a taxa C e como ela se relaciona com o tempo de funcionamento?

A taxa C expressa a corrente de descarga como um múltiplo da capacidade nominal do pacote. Uma bateria de 10 Ah descarregada em 1C consome 10 A e esvazia em aproximadamente uma hora; em 0,5C (5 A) dura duas horas. As fichas técnicas geralmente especificam a capacidade em uma determinada taxa C (geralmente 0,2C ou 0,05C). Descarregar em uma taxa C muito superior à testada especificada ativa o efeito de Peukert e reduz a capacidade entregável.