¿Cómo calculo la velocidad de auto descarga de una batería de plomo-ácido?

(1) Respondiendo a la pregunta real:

El emperador no tiene ropa puesta.

No hay absolutamente ninguna certeza de que esto funcione.
Preguntar a las personas sobre los detalles finos del desempeño celular tiende a legitimar y ocultar el hecho de que se está investigando un proceso sin certeza real. Hasta que los problemas subyacentes hayan sido investigados, al menos a la ligera, la pregunta es prematura y mal aconsejada.

En ausencia de un buen conocimiento de la química, no hay certeza de que los resultados extrapolados sean de algún modo precisos.

• Una batería puede comenzar bien y luego desaparecer rápidamente.

• Los resultados de un ciclo pueden no ser repetibles. Las baterías pueden fallar rápidamente después de unos pocos ciclos. A menos que haya trabajado en la química, no es seguro que haya un resultado satisfactorio.

Un método "cierto", para al menos el ciclo actual, es usar un número de celdas de cada tipo y descargarlas al punto final después de los períodos seleccionados.

Por ejemplo, un total de 7 baterías permitiría verificar todos los períodos de 1 a 12 meses. es decir, 12, 11 + 1, 10 + 2, 9 + 3, 8 + 4, 7 + 5, 6 + 3 + 2 + 1

Si primero realizó las mediciones a corto plazo, obtendrá los siguientes resultados después de X meses

• 1 mes - 1 mes x 2 = 1, 1
  2 meses - 2 , 1, 1
  3 meses - 3, 2 , 2, 1, 1, 1
  4 meses - 4 , 3, 2, 2, 1, 1, 1
  5 meses: 5 , 4, 3, 2, 2, 1, 1, 1

El nuevo gran resultado por mes comienza a ir mal como resultado de 6 + 3 + 2 + 1 6 meses hasta después de un año.

Más baterías solucionarán esto.

Un problema clave es si las células tendrán una capacidad creciente durante los primeros ciclos (como, por ejemplo, NimH) o ¿caerán progresivamente con los ciclos?

(2) Respondiendo lo obvio.

Creo que la respuesta es algo como "Die die die!" :-)

Esto suena como muy divertido, pero

• Necesitaría contarnos mucho más sobre lo que había hecho: composiciones de placa de molaridad ácida (plomo de calcio o ...), construcción de placa y "bastante más"

• ¿Qué sabes? ¿Por qué estás haciendo esto? ¿Qué estás intentando lograr? ¿Otro?

• Dado que la química del plomo-sulfúrico es muy bien conocida y es muy probable que sea la óptima disponible con plomo (o la industria estaría en peligro después de summat else) )

• No hay duda de que obtendrá algún tipo de batería en cada caso, pero como la capacidad que obtiene será menor en el mejor de los casos y probablemente mucho más baja, entonces una larga vida útil de autodescarga no devolverá una mejor red. Capacidad que una batería estándar de plomo ácido durante al menos 12 meses. Después de 12 meses, PUEDE obtener más capacidad que el ácido de plomo estándar. Pero ciertamente no es cierto.

Determinación del estado de carga a partir del voltaje:

La determinación del estado de carga de la batería a partir del voltaje del circuito abierto o cargado es teóricamente posible, pero depende de muchos factores, entre los que los principales son la temperatura y el amp; Gravedad específica del electrolito. Aquí hay algunas curvas para varias tasas de descarga. La curva de autodescarga descargada estará ligeramente por encima de la curva C / 100 *. Es probable que tenga que cargar la batería ligeramente durante la medición, ya que Voc probablemente será menos representativo del estado real de carga. (* C / 100 = descarga a una corriente igual a 100 de la capacidad nominal en amperios por hora). Todas las "probabilidades" y "ligeramente superiores" anteriores son bien conocidas para el ácido de plomo con plomo / ácido sulfúrico, pero son un área completamente nueva. con diferentes ácidos (por no hablar de concentraciones óptimas desconocidas, etc.).

Eldiagramaanterioresunreordenamientodeldiagramaenlapágina68delaexcelente Estado de la batería de ácido de plomo frente al voltaje - Home power # 36, agosto-septiembre de 1993. (Insistieron en cambiar el gráfico de derecha a izquierda, lo que dificultó la comparación con los estándares de trazado más normales. Tenga en cuenta que la forma de la curva no es cóncava, como podría esperarse. , pero una curva convexa, es decir, el cambio de voltaje por% de cambio de capacidad aumenta al aumentar la descarga (y no disminuye como en una caída exponencial normal).

Las células estándar de plomo-ácido tienen una baja autodescarga, alrededor del 5% por mes, por lo que la vigilancia continua tiene poco sentido. Para medir esto tomaría una lectura con un DMM cada pocos días, y es posible que tenga que tomar lecturas durante un período de más de un mes para obtener un gráfico decente.

Pero cambiaste el electrolito, Dios sabe por qué. Los materiales y la construcción de las cuentas de plomo se han optimizado hace mucho tiempo y han demostrado su valía. Así que no creo que ganes con cambiar el electrolito. Espere una menor capacidad, posiblemente una mayor autodescarga y tal vez una vida más corta.

De todos modos, la auto descarga es exponencial, por lo que el mayor cambio se producirá justo después de que se cargue la celda. Realice mediciones a intervalos de unas pocas horas y decida si una medición cada pocos días es suficiente.
Debería obtener un gráfico que se vea un poco como este:

La ecuación es

  

\ $ V = V_ {FULL} \ left (1 - a (1 - e ^ {- bt}) \ right) \ $

donde \ $ a \ $ y \ $ b \ $ se pueden derivar de las lecturas que ha tomado. \ $ a \ $ es el nivel de autodescarga, en el gráfico 0.2 o 20%. \ $ b \ $ es la tasa de autodescarga.

Creo que tendría que tomar lecturas regulares del voltaje, utilizando una configuración que tenga menos consumo de corriente que la tasa normal de auto descarga esperada, para no sesgar el resultado.

Un opamp de entrada FET (a menudo con una corriente de entrada pA, probablemente más baja que la SDR) seguida de un ADC / uC probablemente funcionará bien. O simplemente use un multímetro calibrado / exacto y tome lecturas en los intervalos requeridos.

Supongo que la autodescarga tiene una función similar a la descarga de un circuito de condensador + resistencia (pero, por supuesto, con constantes de tiempo mucho más grandes). O puede elegir uno de los modelos matemáticos existentes.

Para determinar los parámetros de tu modelo, tendrás que hacer experimentos. Sin embargo, no sé cómo sortear el tiempo requerido para algunas de las pruebas.