Podría modelar las "cosas" que consumen energía como cargas de resistencia constante , todo en paralelo. Una alta resistencia es una carga ligera, y viceversa.
Para encontrar la resistencia total de todas las cargas paralelas, usa esta ecuación:
R = 1/((1/R1) + (1/R2) + (1/R3) ...etc...)
Si tiene varias baterías en paralelo, encontrará la resistencia total de todas las baterías usando la misma ecuación para las resistencias de la batería.
Las resistencias de carga están en serie con las resistencias de la batería, por lo que el siguiente paso es simplemente sumar estos dos totales juntos. Rbatt + Rload.
Luego use la ecuación Power = Voltage*Voltage/Resistance para determinar el rendimiento de cada carga. La resistencia aquí es la resistencia de la carga individual. El poder es igual al rendimiento.
A medida que caiga el voltaje de la batería, verá que el rendimiento de cada carga disminuirá drásticamente. Además, cuando tenga muchas cargas conectadas, la resistencia de la batería será significativa (causará que el voltaje caiga). Con pocas cargas, la resistencia de la batería tendrá menos impacto.
Si desea modelar una batería de litio, comience a 4.2 V cuando esté lleno. Cuando la batería alcanza los 3 V; Es "plano", y el poder debe ser cortado. Si desea modelar una batería de NiMH, comience a 1.5V y corte a 0.8V o menos. O podría establecer estos valores en cualquier lugar que desee.
Los valores que se pueden modificar aquí son
- voltaje completo de la batería
- voltaje de la batería vacía
- resistencia de carga (puede ser diferente para cada carga individual)
- resistencia de la batería (puede ser diferente para cada tipo de batería)
- capacidad de la batería (mAh, diferente para cada tipo de batería)
Si desea ser un poco realista, no desea combinar baterías con diferentes voltajes máximos y mínimos en paralelo.
Sin embargo, si implementa la opción de poner las baterías en serie y en paralelo, abre un nuevo abanico de posibilidades: el voltaje de salida se duplica, la resistencia de la batería se duplica, la capacidad en mAh permanece igual.
Para modelar cómo se agota la batería, de hecho necesita una curva de estado de carga frente a voltaje . Encuentre uno real en Internet y cree un diccionario, o haga una ecuación que lo aproxime, o algo parecido.
Si desea simplificar esto mucho, solo puede decir que la batería está a un voltaje máximo (por ejemplo, 4.2 V) cuando está llena (tiene todos los mAh) y a un voltaje mínimo (por ejemplo, 3 V) cuando está vacía ( tiene cero mAh a la izquierda). En cualquier estado de carga entre 0 mAh y mAh completo, puede interpolar entre estos dos voltajes para encontrar el voltaje de la batería en ese estado de carga. Esto le dará una curva de descarga lineal, no perfecta, pero servirá como marcador de posición.
Digamos que la capacidad de la batería es 1000 mAh == 1 Ah == 60 amps-minute == 3600 amps-second. Digamos también que la carga es de 1 Ohm y la resistencia interna de la batería es de 0.1 Ohm. Comenzamos con una batería llena a 4.2 V.
Entonces el algoritmo podría ir así, con un segundo de ticks:
- Encuentre la corriente, la primera marca es
4.2V / 1.1 Ohm = 3.82A .
- La carga está produciendo
3.82A * 3.82A * 1 Ohm = 14.5924W , por lo que conoce el rendimiento.
- Mientras que
3.82A * 3.82A * 0.1 Ohm = 1.45924W se pierde como calor en la batería.
- La batería comenzó con 3600 amp-segundos, pero ahora solo le queda
3600 - 3.82 = 3596.18 amp-seconds .
- Ahora use su curva de descarga para encontrar el nuevo voltaje de la batería, digamos que ya cayó a 4.15V.
- Enjuague y repita.
Ahora puede modelar el estado de carga, el voltaje de la batería y el rendimiento del dispositivo segundo a segundo.
