Cómo escoger una acumulador para aplicaciones portatiles ?

[pipe2009]

Saludos,

A la hora de diseñar dispositivos electrónicos portátiles, la elección del acumulador es una cuestión de gran importancia ya que suelen ser de un costo que pareciera aumentar exponencialmente con su capacidad.

Con el fin de no malgastar la plata, es necesario saber escoger bien que tipo de acumulador usar según el consumo de energía y algunas características de uso de la aplicación.

Hasta ahora no he encontrado un documento que explique claramente los pasos para calcular las características que debe tener el acumulador y que exponga las ventajas y desventajas de cada uno.

En este momento estoy trabajando en un proyecto en el que tengo que alimentar un circuito que consume 1.5 A, 12 V durante un máximo de 4 días continuos (96 horas), debe ser lo mas liviano y pequeño posible, debe tener una profundidad de descarga preferiblemente elevada y no debe producir gases ya que va a estar en un lugar cerrado y pequeño...según estas restricciones creo que lo ideal seria una batería de iones de litio pero no se si puedan entregar la corriente que necesito, ademas son muy caras. (el circuito lo podría dividir en 3 circuitos de 500 mA, 12 V)

cualquier ayuda es bien recibida y si hay alguien que conozca bastante de este tema y este dispuesto a compartir información estoy seguro que mas de uno estaría muy agradecido incluyéndome.

 

[chclau]

las especificaciones de baterias no son en A solamente sino tambien en capacidad de A.h

La capacidad que requiere tu proyecto es enorme y realizarla con pilas de litio costaria una fortuna, creo que la mejor solucion seria baterias de plomo selladas. Para aprender mas del tema te recomiendo visitar el sitio battery university

Aun asi estarias hablando de una capacidad enorme, cual es la aplicacion? realmente necesita 1.5A continuos durante 4 dias?

 

[pipe2009]

Muchas gracias chclau,

Esta claro que las especificaciones de las baterías no son en A sino en Ah e incluso tengo entendido que en algunas baterías se habla de Wh, por eso especifique también el tiempo en horas y el voltaje requerido.

Soy consciente que el proyecto requiere una gran capacidad, esto se debe a que debo usar electro-imanes para soportar un peso y por esa misma razón es que ya he descartado las baterías de plomo ya que son de las que menor densidad de energía presentan.

Sin embargo la pagina que me recomendaste esta muy interesante y me ayudo a encontrar unas baterías de polímero de litio que se usan en aeromodelismo y podrían servirme. Seguiré investigando!

gracias de nuevo.

 

[chclau]

La densidad de energia no es el unico aspecto. Para mi usando baterias de litio podes llegar a gastar tranquilamente 3 o 4 veces mas. Salvo que lo valga por la recarga rapida.

 

[pipe2009]

Para el caso de este proyecto en particular es mas relevante que el sistema en general sea liviano, aun sobre el costo del mismo sistema, por eso mencionaba la restricción del peso al inicio del foro.

 

[boximil1]

En este momento estoy trabajando en un proyecto en el que tengo que alimentar un circuito que consume 1.5 A, 12 V durante un máximo de 4 días continuos (96 horas), debe ser lo mas liviano y pequeño posible, debe tener una profundidad de descarga preferiblemente elevada y no debe producir gases ya que va a estar en un lugar cerrado y pequeño...según estas restricciones creo que lo ideal seria una batería de iones de litio pero no se si puedan entregar la corriente que necesito, ademas son muy caras. (el circuito lo podría dividir en 3 circuitos de 500 mA, 12 V)

cualquier ayuda es bien recibida y si hay alguien que conozca bastante de este tema y este dispuesto a compartir información estoy seguro que mas de uno estaría muy agradecido incluyéndome.

si uno se remite a lo escrito es 12v la tension y el consumo de 1,5 amper por 96 horas.
eso da un resultado en A/h de 96 * 1,5 .

no habla de que sea un consumo esporadico , o intermitente, solo dice eso.
me parece que algo esta muy raro , por que luego pone como que intenta resolverlo con 3 lineas de 500 mA .

hay algo que no me parece claro en esto .
pero si me guio en el texto que dice 96 horas a 1,5 amper de consumo , me parece que "liviano " no sera a menos que lo cargue el increible hulk.

 

[chclau]

Tampoco es para tanto, a ojo de buen cubero cada A.h en pilas de LiPo necesita una bateria de 100g a 12V, para 150A.h serian unos 15kg de baterias aproximadamente.

una baterias con prestaciones similares de plomo, sellada, pesara tres o cuatro veces mas

lo que no veo nada simple es la carga de las baterias, sobre todo si son LiPo

 

[silicon blood]

Seria una gran diferencia para tu proyecto el hecho de que puedas dividirlo en tres ramas de 0.5A cada una. Ya que esto supone 1/3 de la capacidad de la bateria lo cual la hace mucho mas pequeña, claro cada una, pero asumo que es mejor tener tres "pequeñas" a tener algo equivalente a un generador a gasoil .

 

[chclau]

Seria una gran diferencia para tu proyecto el hecho de que puedas dividirlo en tres ramas de 0.5A cada una. Ya que esto supone 1/3 de la capacidad de la bateria lo cual la hace mucho mas pequeña, claro cada una, pero asumo que es mejor tener tres "pequeñas" a tener algo equivalente a un generador a gasoil .

Segun mi experiencia es al reves, ocupan en general mas espacio 3 baterias de capacidad "n" que una sola de capacidad "3n"

La razon es muy simple, hay conectores, contenedores, controladores, etc. que suponen un volumen adicional mayor cuando se usan varias baterias en lugar de una sola

 

[pipe2009]

chclau que problema hay con la carga de las baterías de Lipo?

 

[chclau]

la carga de baterias de litio es un proceso complicado por lo que tambien requiere cargadores caros

 

[pipe2009]

He seguido investigando y lo mejor que he encontrado son las baterías de lipo (lithium ion polymer), pero tengo una duda con la que espero me puedan ayudar.

Si una batería tiene las siguientes especificaciones:

capacidad nominal :4,5 Ah
voltaje nominal: 12 V
máxima velocidad de descarga: 2c

según lo que he leído, la "c" hace referencia a la capacidad (4,5 Ah) con lo cual la máxima capacidad de descarga seria de 9 Ah...pero en otras fuentes dicen que el "2c" corresponde a las horas para las cuales se diseño la batería lo que implicaría que la batería seria capaz de entregar 2,25 A durante 2 horas.

¿cual es la forma correcta de interpretar el valor de "c" en las baterías????

gracias!

 

[chclau]

La c se refiere a la maxima corriente de descarga, a 2c la bateria entrega un maximo de 9 A. hay que tener cuidado con la capacidad porque no siempre se cumple como pensamos. Una bateria de 4.5 Ah puede ser que entregue 4.5A solamente durante 45 minutos, por dar un ejemplo, y solo llegue a entregar su maxima capacidad para corrientes de descarga de, por dar otro ejemplo, 1A.

igual en tu aplicacion las vas a usar a muy baja corriente, pero, pensaste en la logistica de conectar decenas de baterias juntas? tenes que buscar baterias mas grandes, como para coches electricos, no aeromodelos.

 

[pipe2009]

Si eso me di cuenta, de hecho la batería del ejemplo es para un carro de golf. Las de aeromodelismo las descarte porque duran solo unos minutos.

Siendo así como tu dices chclau, entonces como puedo hacer para calcular el tiempo de duración de la batería para la corriente máxima de descarga?

Cada vez me convenzo mas que me va a tocar usar un generador para ir recargando la batería pero preferiría evitar tener que usar convertidores dc-dc que me complicarían demasiado el diseño.

 

[chclau]

Como ya te dije, dado que vas a descargarlo a una corriente relativamente pequenia, se puede usar la formula de la capacidad sin mayores problemas. Ante la duda, consulta la hoja de datos del fabricante y busca si tiene curvas de tiempo de descarga vs. corriente. Igual, yo dimensionaria las baterias a un 10 o 20 por ciento mas.

 

[silicon blood]

Segun mi experiencia es al reves, ocupan en general mas espacio 3 baterias de capacidad "n" que una sola de capacidad "3n"

La razon es muy simple, hay conectores, contenedores, controladores, etc. que suponen un volumen adicional mayor cuando se usan varias baterias en lugar de una sola

Hola, donde te equivocas es en suponer que una bateria de capacidad 3x tiene un volumen (y peso) 3 veces mayor a una de capacidad x. La curva es casi cuadratica en cuanto al aumento del volumen con el aumento de la capacidad.

Donde no queda claro es en la aplicacion del muchacho, si se complica mucho dividir el circuito y requiere de, como mencionas, conectores y circuitos adicionales, pues ya es otro tema.

En el datasheet de las baterias de acido-plomo, sale la curva de descarga y existe una relacion de Kg por cada Ah en dichas baterias que como ya dije no es para nada lineal.

 

[chclau]

Hola, donde te equivocas es en suponer que una bateria de capacidad 3x tiene un volumen (y peso) 3 veces mayor a una de capacidad x. La curva es casi cuadratica en cuanto al aumento del volumen con el aumento de la capacidad.

Donde no queda claro es en la aplicacion del muchacho, si se complica mucho dividir el circuito y requiere de, como mencionas, conectores y circuitos adicionales, pues ya es otro tema.

En el datasheet de las baterias de acido-plomo, sale la curva de descarga y existe una relacion de Kg por cada Ah en dichas baterias que como ya dije no es para nada lineal.

Nunca vi una curva asi, podes ponerla aca?

 

[silicon blood]

Nunca vi una curva asi, podes ponerla aca?

Oye chclau yo lei este asunto en una revista, ahora que lo busco en internet creo que me equivoco yo La relacion cuadratica de las baterias de acido-plomo está en basada o normalizada en comparacion con las baterias de litio, es decir, el crecimiento del volumen y la masa con respecto al crecimiento de la capacidad (Ah) en las baterias de acido-plomo si obedece un comportamiento aproximadamente lineal dentro de unos limites (de Ah) que aun no tengo claros.

A esto se le llama densidad de energia, y aqui puedes ver algunos ejemplos. Aunque sigue habiendo ciertos criterios que favorecerian el uso de mas baterias con menos amperaje vs menos baterias con mas amperaje, por ejemplo la disipacion de potencia es I²R y esto si que es cuadratico .

Lo que yo habia leido es algo similar a esto: http://robotgestation.com/Electrical.html en la parte donde comparan las baterias de acido-plomo puedes leer la descripción en color verde.

Y por ultimo, como la curva de descarga Amperios vs Tiempo de descarga de una bateria (como puedes ver en el datasheet) es completamente no lineal, aqui si que influye un pequeño aumento en la corriente de descarga en una gran disminución en el tiempo que puede mantener el voltaje la bateria, esto debido a la movilidad de iones en las superficies de las placas y al famoso I²R.

Listo disculpa si confundi en lugar de aclarar.