¿Qué es el ritmo de descarga de una batería?


Cuando compramos una batería o miramos la ficha técnica de una batería, está siempre suele venir acompañado de una letra C y un número (C1, C10, C100…) Las tasas de carga y descarga de una batería se rigen por las tasas C. La capacidad de una batería generalmente se califica a 1C, lo que significa que una batería completamente cargada con un valor nominal de 1Ah debe proporcionar 1A durante una hora. Entonces, si esta misma batería que se descarga a 0,5C entonces debe proporcionar 500 mA durante dos horas, y si la descarga fuera a 2C entonces la batería debería entregar 2A durante 30 minutos. Es importante remarcar que estos valores que entrega el fabricante para una carga o descarga son en base a mediciones en condiciones ideales, es decir, por ejemplo cuando la batería está sometida a temperaturas ideales de 25ºC.

Es importante observar cómo afecta la temperatura a la vida de las baterías. A continuación puede verse una tabla estándar de ejemplo donde se muestra la duración de vida de baterías AGM/GEL en función de la temperatura de funcionamiento:

 

Como puede observarse, la duración es exponencial en prácticamente exponencial en función de dicha temperatura. También es importante ver cómo afecta es misma temperatura a la capacidad de dicha batería. En la siguiente tabla puede verse como la capacidad disminuye en gran medida a baja temperatura:

Efectos de la temperatura en la capacidad

 

En cuanto al ritmo de descarga, una tasa C de 1C también se conoce como descarga de una hora; 0.5C o C/2 es una descarga de dos horas y 0.2C o C/5 es una descarga de 5 horas. Algunas baterías de alto rendimiento pueden cargarse y descargarse por encima de 1 C con una tensión moderada. A continuación se muestran los tiempos típicos en función de varias tasas C:

La capacidad de la batería o la cantidad de energía que puede contener una batería, se puede medir con un analizador de batería. El analizador descarga la batería a una corriente calibrada mientras mide el tiempo hasta que se alcanza el voltaje final de descarga. Para muchas baterías típicas de ácido-plomo, el valor del voltaje final de descarga típico es de 1.75V/celda. Para las baterías de Niquel-Cadmio (NiCd/NiMH) el valor típico baja a 1,0V/celda y para las de Litio más comunes (Li-ion) el valor típico sube a 3,0V/celda.

Si una batería de 1Ah proporciona 1A durante una hora, un analizador que muestre los resultados en porcentaje mostrará el 100%. Por ende, si la descarga dura 30 minutos antes de alcanzar el voltaje final de descarga, la batería tiene una capacidad del 50%. Una batería nueva a veces puede producir más del 100% de su capacidad. Es importante remarcar también que en una descarga, las pérdidas internas convierten parte de la energía que se carga o descarga en calor y reducen la capacidad resultante. Por eso también es muy importante tener en cuenta que cuando descargamos una batería a una velocidad mayor a la tasa que nos da el fabricante, esta no podrá entregar la capacidad nominal, sino algo menos. Este valor irá en función de la velocidad de descarga. A continuación se muestra un ejemplo de la capacidad entregable de una batería con tasa nominal C20 cuando se descarga en menos de 20h:

Para obtener una lectura de capacidad razonablemente buena, los fabricantes generalmente clasifican las baterías de ácido-plomo en un nivel muy bajo de 0.05 C, o una descarga de 20 horas. Incluso a esta velocidad de descarga lenta, las baterías rara vez alcanza una capacidad del 100%. Los fabricantes proporcionan compensaciones de capacidad para ajustar las discrepancias si se descargan a una tasa de C más alta que la especificada. A continuación se muestran los tiempos de descarga para una batería de plomo-ácido según varios consumos expresados en tasa C:

Curvas de descarga típicas de ácido de plomo en función de la tasa C

 

Las baterías más pequeñas tienen una tasa de descarga de 1C. Debido al comportamiento lento, por ende, el ácido de plomo se suele clasificar a 0,2C (5h) y 0,05C (20h). Mientras que las baterías de plomo y níquel pueden descargarse a una alta velocidad, el circuito de protección en las baterías de Litio (normalmente visto como BMS) evita que la celda se descargue por encima de 1C.

En el siguiente artículo se mostrará más acerca de las tasas de descarga y cómo evaluar mejor los tiempos de descarga de las baterías.

 

Raül Serrano

Responsable Departamento Técnico
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Fuente: www.victronenergy.com ; batteryuniversity.com

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