¿Qué hay que tener en cuenta al elegir baterías para un proyecto?

En general, así es como tomo las baterías:

Crear un presupuesto de energía

1. Este debe ser el voltaje, la corriente (promedio) y el ciclo de trabajo requerido para cada componente de su sistema. Por ejemplo, si tiene un robot móvil que estará manejando y procesando, podría decir 12 voltios, 1 amperio, 80% de uso para los motores y 5 voltios, 200 miliamperios, 100% para el procesador. Estos números no tienen que ser exactos, solo en el estadio de lo que crees que necesitarás.

2. Una vez que tenga una lista de sus consumos de energía, calcule qué energía total utilizará cada componente. Encuentre esto multiplicando el Voltaje * Corriente * Servicio, luego las unidades serán Watt-Hours.

3. Para los componentes que no están en el voltaje de la batería (detrás de un regulador), tenga en cuenta la pérdida de energía al convertir los voltajes. Dependiendo de su convertidor DC-DC, esto puede suponer entre un 5% y un 80% de pérdida (moraleja de la historia, use reguladores de conmutación, no lineal).

4. En este punto, generalmente me doblo un poco y agrego un margen de error del 20% a mi consumo de energía promedio. Luego calculo cuánto tiempo quiero que el sistema funcione en promedio. Multiplique su corriente promedio al voltaje de la batería por la cantidad de tiempo que desea que el sistema funcione. Luego puede comparar este número con el Amp-Hours disponible con las baterías que está viendo

Recuerde sobredimensionar sus baterías, ya que la calificación de Amp-Hour está determinada por C / 20 en la mayoría de los casos. C es la corriente nominal (un paquete de 3.3Ah tiene una C de 3.3 amperios, pero probado a 165 miliamperios). Recoger baterías no es una ciencia exacta en la mayoría de los casos, y puede tomar algunos intentos para hacerlo bien.

Escoger la química de la batería

En cuanto a la selección de la química, depende del proyecto. El peso, el tamaño y el factor de costo en gran medida junto con el tiempo de ejecución para la carga de su sistema.

Algunas preguntas para hacer acerca de su necesidad:

• presupuesto
• Restricciones de tamaño y peso
• Vida útil del proyecto (ciclos de carga)
• Costo del cargador, mantenimiento

Algunas opciones:

• Ácido de plomo, recuento de ciclos alto, muy confiable, fácil de cargar, sin embargo, son grandes y pesados para la capacidad.
• NiMH y NiCd, baterías para pasatiempos, tamaño promedio y densidad de energía
• LiIon y LiPo, superligeros, más caros, de alta densidad energética, pueden ser inestables si se tratan de manera inadecuada. Bueno para descargas de alta corriente (20 * C y más).
• LiFePo, recuento de ciclos alto, aproximadamente la misma densidad de energía que LiPo.

Breve ejemplo

El ejemplo adjunto es para un proyecto de cortacésped autónomo en el que trabajé. Comenzamos enumerando todos los componentes requeridos en cada voltaje. Al final, elegimos ejecutar dos pilas de baterías diferentes para ayudar a eliminar parte del ruido de los dispositivos de alta corriente.

La pila de baterías de 12 V también proporcionó energía para los componentes electrónicos de 5 V, que se ejecutaron a través de un convertidor DC-DC con un 80% de eficiencia. Puede ver el factor adicional del 20% en la hoja de cálculo.

Al final, el presupuesto fue la principal restricción, ya que el tamaño y el peso no son restricciones para el proyecto (300 libras de cortadoras de césped, ¿qué es un par de baterías?). Terminamos usando una pila de plomo-ácido de 64Ah 24V y una pila de 17Ah 12V. Nuestros tiempos de ejecución reflejaron lo que está en la hoja.

En la práctica, la pila de baterías de 24 voltios duró mucho más tiempo, ya que utilizamos las cifras actuales que estaban cerca del peor de los casos (100% de avance a toda velocidad y cortadores en césped grueso). Como resultado, en la siguiente iteración, combinamos las pilas de 24 V y 12 V juntas.

Actual. Por ejemplo, las baterías de monedas tienen una capacidad de corriente muy baja; una batería de automóvil tiene una capacidad de corriente enorme.