Tiempo de descarga de 12 V 8,4 Ah a 5 mA

Question

Tengo una batería de moto con una capacidad de 8,4 Ah (20 HR). También dice 8 Ah (10 HR) y no estoy seguro de cuál es la diferencia.

De todos modos, tengo un rastreador GPS instalado con un consumo nominal de 5 mA. Según esto fórmula Tengo que dividir la capacidad de la batería por el consumo:

8,4 Ah de batería / 0,005 A de consumo = 1680 horas (70 días)

¿Es esto correcto? La razón por la que estoy publicando esto es porque la batería dice 8,4 Ah, que es sólo el doble de muchas baterías de teléfonos móviles:

¿Por qué pesa tanto esta batería de moto si sólo tiene el doble de capacidad? ¿Es porque es de 12 V? Mis conocimientos en electrónica son nulos como puedes ver.

Answer 1

Tengo una batería de moto con una capacidad de 8,4Ah (20HR). También dice 8Ah (10HR) y no estoy seguro de cuál es la diferencia.

La capacidad disminuye a mayor velocidad de descarga. Las cifras indican que la corriente de descarga de \$ \frac {8.4 \ \text {Ah}}{20 \ \text h} = 0.42 \ \text A \$ durará 20 h y \$ \frac {8.0 \ \text {Ah}}{10 \ \text h} = 0.8 \ \text A \$ durará 10 h. Teniendo en cuenta esa duplicación de la tasa de descarga, la energía total extraída es en realidad sorprendentemente cercana.

8,4 de la batería / 0,005 de consumo = 1680 horas (70 días).

Método correcto. (No he comprobado tus números pero parecen correctos).

¿Por qué esta batería de moto es tan pesada entonces si sólo tiene el doble de capacidad? ¿Es porque es de 12 V?

Por dos razones:

• Como sospechas, los 12 V están relacionados. El energía almacenado en la batería viene dado por \$ V \times I \times t \$ por lo que una batería de 12 V tendrá el triple de almacenamiento de energía que una batería de 4 V. Su batería de 12 V tiene una capacidad de \$ 12 \times 0.42 \times 20 = 100 \ \text {VAh} = 100 \ \text {Wh}\$ .
• Química de la batería. La batería de su teléfono móvil es una batería a base de litio. Según Transporte ecológico :
  • La densidad energética del plomo-ácido es de 33 a 42 Wh/kg, por lo que cabría esperar que su batería pesara unos 3 kg.
  • La densidad energética de los iones de litio es de 100 a 265 Wh/kg, por lo que podríamos obtener el mismo almacenamiento de energía en una batería de 0,4 kg.

Figura 1. Densidad energética de varias tecnologías. Fuente: EPEC .

Answer 2

Desde aquí :

Si una batería tiene una calificación de 100AH @ 20Hr tasa, entonces esa batería se descargó durante 20 horas con una carga de 5 amperios. Las baterías de arranque, por de arranque, por otro lado, suelen tener una capacidad de 10 horas, ya que se porque se utilizan más rápido, por lo que la tasa de 20 horas no es tan importante.

Una batería tiene una resistencia interna en serie. Cuanto más rápido se descargue, mayores serán las pérdidas, y por eso proporcionan una capacidad diferente para una velocidad de descarga distinta.

En tu caso como descargas muy lentamente puedes tomar el primer valor.

Su fórmula es correcta. Sin embargo, las baterías también tienen una tasa de autodescarga que quizás quieras considerar si necesitas un periodo largo.

Hay que multiplicar la capacidad por el voltaje para saber la energía total almacenada, así que 8,4 Ah * 12 V = 100 Wh.

Una batería de 8,4 Ah y 5 V tendrá menos de la mitad de su capacidad.

También baterías de plomo-ácido (probablemente lo que usted tiene) son pesados y de baja densidad de potencia. Las baterías de iones de litio (como las de los teléfonos/portátiles) tienen una densidad de potencia mucho mayor, por lo que serán mucho más ligeras para la misma cantidad de energía almacenada.

Answer 3

Quería añadir esto como comentario al post de Transistor que era bastante bueno. Como alguien que mantuvo toneladas (literalmente) de baterías de plomo-ácido y que ha trabajado con EVs (vehículos eléctricos) siempre me ha sorprendido que el plomo-ácido y "todos los demás químicos" van por diferentes normas "C".

A pesar de las densidades de potencia (y mencionadas por otros) no he visto nada relacionado con la diferencia de descarga estándar entre las baterías de coche y otras químicas. Una tasa de descarga de "1C" significa que se descarga a un amperaje igual a la capacidad de amperios-hora de la batería. Para la mayoría de las baterías, el valor nominal de la batería (es decir, 8,4A-hr) es el amperaje con el que se descargan para obtener los 100 vatios-hora de energía (véase los mensajes anteriores). Sin embargo, el valor nominal de las baterías de plomo-ácido es de 0,1C (o 1/10 de su valor nominal) y deberías esperar que la energía nominal (12v*8,4A*1hr o unos 100Whrs) se entregue con una descarga de 0,1C (0,84Amps en tu caso). Desgraciadamente, las baterías de plomo-ácido forman una barrera gaseosa (olvida si es en el ánodo o en el cátodo) que crea mucha resistencia interna a altas tasas de descarga sostenida. Cuando esto sucede, gran parte de los 100Whrs se convierten en calor en la batería y se obtiene menos (IIRC alrededor del 55% a 1C).

Otros productos químicos suelen tener una capacidad de 1C y algunos incluso presumen de "velocidades de descarga de hasta 10C o 20C".

En tu caso, 0,005A es tan bajo (70 días para agotar la batería) que estás compitiendo con la tasa de autodescarga de la química del plomo-ácido, típicamente 0,5-1,0% por día.