ES2381405A1 - Metodo y dispositivo medidor de energia y capacidad para baterias. - Google Patents
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Abstract
Método y dispositivo medidor de energía y capacidad para baterías.Dispositivo y método de cálculo de la capacidad de una pila/batería, que comprende los pasos de: cortocircuitar la batería y mediante un voltímetro y un amperímetro medir la potencia entregada por la batería en función del tiempo, elaborar una curva característica y calcular la energía de la batería como el área total bajo la curva. Al dividir el valor de la energía calculado por la tensión nominal de la batería se obtiene la capacidad.
Description
Método y dispositivo medidor de energía y
capacidad para baterías.
La presente invención se aplica a pilas y
baterías, más en concreto, se refiere a un método y dispositivo
medidor de energía y capacidad de baterías y/o pilas para cualquier
tensión y capacidad.
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En la actualidad existen numerosos aparatos
comerciales, de menor o mayor tamaño y prestaciones, que permiten
conocer el voltaje de una batería en un determinado momento y a
través de cómo se relaciona el voltaje con la capacidad, obtener una
medida aproximada de dicha capacidad. Sin embargo, esta medida en
algunos casos puede ser aproximada pero en otros ser totalmente
errónea y dar lugar a confusión (el caso de una batería con tensión
de vacío pero sin carga), así pues, no hay aparatos (de tipo
electrónico) que permitan conocer exactamente la capacidad de una
batería, de forma rápida y cómoda.
Un densímetro es capaz de medir la capacidad de
una batería, pero éste lo hace de forma por así decir química y para
el caso de pilas/baterías herméticas, no es aplicable.
La solicitud JP59057174A describe un aparato que
proporciona distintos parámetros característicos de una pila, pero
tampoco es capaz de medir la energía y/o capacidad de la misma.
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La invención tiene por objeto paliar los
problemas técnicos citados en el apartado anterior. Para ello,
propone un aparato y un método consistente en cortocircuitar la
batería mediante un amperímetro (si la batería es de 1,5 V) y si la
batería/pila es de más de 1,5 V, crear el mismo cortocircuito con un
amperímetro en serie, donde el cortocircuito lo crearla una
resistencia), midiendo la tensión a la vez con un voltímetro, de
manera que se mide la potencia entregada por la batería en función
del tiempo y se elabora una curva exponencial característica con lo
cuál se obtiene la energía de la batería como el área total entre la
curva exponencial y los ejes de coordenadas. El dispositivo para
llevar a cabo el método de la invención se compone de un voltímetro,
un amperímetro, opcionalmente una resistencia (si la pila es de más
de 1,5 V) y medios de programa que utilizan las medidas obtenidas de
la tensión y corriente para generar la curva y calcular el área.
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Con objeto de ayudar a una mejor comprensión de
las características de la invención de acuerdo con un ejemplo
preferente de realización práctica de la misma, se acompaña la
siguiente descripción de unas figuras en donde con carácter
ilustrativo se ha representado lo siguiente:
Figura 1.- es un esquema de cortocircuito para
pilas de 1,5 V según la invención.
Figura 2.- es un esquema de cortocircuito para
baterías de más de 1,5 V según la invención.
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En lo sucesivo se hará referencia a una batería,
aunque la invención puede aplicarse también a todo tipo de
pilas.
La capacidad de una batería se mide en amperios
por hora (Ah) y se define como los amperios que puede suministrar
una batería en el tiempo de forma constante.
La invención propone la creación de un
cortocircuito (resistencia mínima en el circuito), con un
amperímetro (figura 1) en serie y un voltímetro en paralelo para
medir la corriente de la batería a intervalos regulares.
Al ser la resistencia mínima, implica que la
carga receptora es máxima, con lo cual, al cortocircuitar la
batería/pila, la tensión decae y la intensidad también decae,
(generador en carga) de manera que ambas, tensión e intensidad
decaen de forma progresiva en el tiempo. Precisamente esto es lo que
queremos medir, como decaen la tensión e intensidad en intervalos
"iguales" de tiempo.
Al tener una batería una tensión V y cerrar el
circuito con una resistencia mínima, aparecerá una intensidad máxima
(I máxima) y una potencia (W) en carga. Para, una pila de 1,5 V se
obtienen los siguientes valores de la corriente medidos
aproximadamente cada 15 segundos:
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Estos valores serian los valores de entrada de
unos medios de programa que calcularán el porcentaje de la capacidad
que tiene la batería, o la capacidad total en el instante.
El cálculo se lleva a cabo mediante la
representación de la curva exponencial que representa la potencia
entregada por la batería (resultado de multiplicar el voltaje por la
intensidad) en función del tiempo.
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Para la realización de dicha curva se toman los
datos de potencia en ordenadas y en abscisas el tiempo.
La descarga de un acumulador/pila en general
tiene una forma exponencial. Determinando como mínimo dos puntos, se
puede obtener la ecuación de dicha exponencial. La superficie,
limitada por la curva y los ejes de coordenadas representa la
energía que contiene la pila (Energía = W.t).
Dividiendo por la tensión nominal de la pila, se
obtiene la capacidad de la batería en Ah.
En el caso de baterías de mayor voltaje, el
cortocircuito se aplica con una resistencia. Para 24 v, en 2
baterías de 12 v y 250 Ah colocadas en serie y con una resistencia
de 0,87 ohmios se obtienen los siguientes valores:
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Para el caso de una sola batería de 12 v y 20 Ah
y con una resistencia de 0,8 ohmios, se obtiene la siguiente
tabla:
Claims (3)
1. Método de cálculo de la capacidad de una
batería, caracterizado porque comprende los pasos
siguientes:
a. cortocircuitar la batería mediante un
amperímetro y, si la batería es de más de 1,5 V, con una
resistencia, midiendo la tensión a la vez con un voltímetro;
b. medir la potencia entregada por la batería en
función del tiempo y elaborar una curva exponencial
característica;
c. calcular la energía de la batería como el
área total entre la curva exponencial y los ejes de coordenadas.
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2. Dispositivo de medición de la capacidad de
una batería, caracterizado porque comprende un voltímetro y
un amperímetro adaptados para ser conectados el primero en paralelo
y el siguiente en serie a la batería y cortocircuitarla, y medios de
programa capaces de llevar a cabo el método de la reivindicación
1.
3. Dispositivo según la reivindicación 2
caracterizado porque comprende además una resistencia para
formar el cortocircuito si la batería es de más de 1,5 V.
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ES2381405B1 ES2381405B1 (es) | 2013-05-08 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113655399A (zh) * | 2021-08-16 | 2021-11-16 | 国网湖南省电力有限公司 | 一种智能感知终端电池功耗寿命检测方法及系统 |
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US20030117143A1 (en) * | 2001-12-26 | 2003-06-26 | Tetsuya Okada | Method of computing remaining battery capacity and battery pack |
EP2159897A1 (en) * | 2007-06-15 | 2010-03-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Power supply system, vehicle having same, and charge/discharge control method |
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2010
- 2010-06-28 ES ES201030997A patent/ES2381405B1/es not_active Expired - Fee Related
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CN113655399B (zh) * | 2021-08-16 | 2024-04-16 | 国网湖南省电力有限公司 | 一种智能感知终端电池功耗寿命检测方法及系统 |
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