Una pregunta sobre el cálculo de la duración de la batería

El amperaje por hora significa que la batería supuestamente puede entregar 50 amperios por una hora. Tenga en cuenta que esto podría ser de 25 A durante 2 horas, 5 amperios durante 10 horas, etc. En otras palabras, está en unidades de carga.

La clasificación de voltaje dice que puede hacer esto a 24 V. Los tiempos de carga son energía, que es la energía que supuestamente puede suministrar la batería antes de agotarse. Esta energía es (50 A) (3600 s) (24 V) = 4.32 MJ.

Ahora mire a qué velocidad está consumiendo energía, que es (5 V) (100 mA) = 500 mW = 500 mJ / s. Para agotar toda la energía de la batería, se necesitarían (4.32 MJ) / (500 mW) = 8.64 Ms = 2.4 kHours = 100 días.

Sin embargo , eso no tiene en cuenta los problemas de la batería en el mundo real, e ignora las ineficiencias en la conversión de la tensión de la batería a 5 V. Digamos que la conversión es 80% eficiente. Adivinar qué puede hacer realmente la batería es más complicado. Debe mirar la hoja de datos de la batería con cuidado para decidir cuál es su capacidad realmente en sus condiciones de velocidad de descarga, temperatura, edad, número de ciclos, etc. Para una batería de un solo uso, puede ser más agresivo. Para una recargable, necesita reducir más ya que la capacidad disminuye con el tiempo, con el número de ciclos, la profundidad con la que se descargó, el tiempo que se mantuvo en varios estados.

Digamos que ha decidido que debido a la baja tasa de descarga de esta batería, la temperatura, etc., solo obtendrá una capacidad de 30 Ah al final de su vida útil. Eso es el 60% de lo teórico.

Entonces, en este ejemplo, obtenemos un 80% debido a la conversión de energía y un 60% debido al uso de la batería, para un total del 48% en general. Por lo tanto, la estimación sería del 48% de los 100 días teóricos, por lo que 48 días o "un mes y medio".

Con un convertidor de modo de conmutación utilizarías una fórmula de conversión de potencia. Debe considerar que parte de la energía eléctrica se utilizará en el convertidor y se convertirá en calor. Entonces la fórmula se convierte en:

Tiempo = (Capacidad de entrada * Eficiencia del convertidor) / (Potencia de salida)

Si por motivos de simplicidad podría considerar que el voltaje de la batería permanece constante durante el tiempo que se consume la capacidad de la batería, se convierte en:

Tiempo = (24V * 50AH) * (0.78) / (5V * 0.1A)

Por supuesto, su eficiencia puede ser diferente al 78% y es probable que los 24 V disminuyan a medida que la batería se agota.

La clasificación de la hora en amperios de una batería naturalmente asumirá que el voltaje del terminal de la batería ha caído significativamente por debajo del valor nominal totalmente cargado y es probablemente seguro asumir (en el peor de los casos, etc.) que para extraer completamente los 50 Ah, la batería El voltaje del terminal puede ser tan bajo como 12V. Necesitará leer la hoja de datos de la batería para obtener esta información, por supuesto.

Debido a que está utilizando un convertidor de conmutación (posiblemente con un 90% de eficiencia), puede asumir que la energía en la carga más el 10% se extraerá de la batería pero, dado que la tensión de la batería se reducirá posiblemente hasta el nivel del 50%, la corriente que se toma de la batería para reparar la energía de carga aumentará hasta el 200% a medida que la batería se descarga.

Esto complica el análisis, pero un simple cálculo de hoja de cálculo con varios puntos debería dar un resultado razonable. La temperatura también es un factor.

Leer primero la hoja de datos de la batería es mi consejo para establecer el punto de operación más bajo del voltaje del terminal.