¿Como calcularíais vosotros la descarga real en mAh en cada instante teniendo en cuenta que la intensidad varía y no es lineal?

Mirad yo he usado lo siguiente y me gustaría que me dijeseis si esta bien:

Con una tarjeta de adquisición voy tomando medidas de I de descarga cada 0,5seg. Cada medida la llamo I(i), donde la i pequeña es la iteración en el instante de tiempo actual.

Cada medida I(i) contribuye al total en una hora de :

I(i) / (3600*2)

A cada medida I(i) le sumo la anterior para llevar la cuenta de mAh descargados:

I(mAh) = I(i-1)+I(i).

Finalmente a cada I(mAh) le asignamos la V(i) que le coresponde y representamos:

¿Es correcto?
Gracias y un saludo.

etogonza, tan sólo hay una cosa que no acabo de entender, y es que a partir de 11 V para abajo empiece a bajar la carga bruscamente... no se me parece pronto (aunque nunca me he tomado la molestia como tú en comprobarlo). Y el corte a 10,6 V eso si que no me cuadra, yo he hecho trabajar las baterías hasta 9 V.

Para controlar el nivel de descarga, una vez has comprobado como se comporta tu batería (y teniendo en cuenta que, como dices al principio, el nivel de descarga suele ser constante, o al menos variará poco) con conocer el voltaje presente en la batería ya sabes en que nivel de descarga te encuentras. Por tanto, con un divisor de tensión conectado a la batería y a un pin ADC del micro ya tienes lo necesario.

dragonet80, A partir de 11V la tensión baja rapido, en cuestion de 10 min se planta en 10V. Es así, por la química interna de la batería en el último tramo la tensión baja mucho más rapido.

Lo de poner el corte a 10,5-10,6 V aunque en RC se suelen poner a 9V (3V por elemento) es para alargar la vida de las baterias.

En cuanto al SOC a partir de tensión, es un método muy poco preciso. El IC que yo he selecionado lo que hace es medir la caída de tension en una resistencia shunt pequeña (0,02 ohm) colocada en serie y de ahí saca la corriente por Ley de Ohm, aunque éste sistema hace que estemos perdiendo un poco de tensión -> 0,02x2A = 0,04V que se va en forma de calor-> 0,04x2=80mW.

Hay otros sensores que no introducen perdidas, los de efecto hall.

Hola:

A petición privada de etogonza, contesto, hoy que tengo algo de tiempo libre, con mi breve experiencia con baterías de Li-pol.

Como muy bien apunta el OP, las baterías, todas en general, una vez llegan al final de su carga, la tensión cae con mucha más rapidez. Esta tensión depende de la química de la batería (Li en este caso), la temperatura, la corriente de descarga, el estado de la batería, y poco más.

En el caso concreto de las baterías de Litio, cuando se cae de 3-3.2V, se puede llegar a incendiar/estallar la batería. En general, cuando más corriente de descarga, más alta es la tensión a la cual hay que cortar. Por suerte, las baterías de lítio polímero se suelen hinchar antes de estallar o arder.

Para saber el estado de carga de una batería, lo habitual suele ser medir tensión y corriente, tanto en carga como en descarga. De esta manera, se puede estimar la cantidad de coulombios que tiene la batería.

Para evitar las variaciones muy bruscas de corriente que suele tener un robot u otra carga fuertemente variable, la corriente se mira a la salida/entrada de la batería, y luego se filtra con un megacondensador y una bobina en serie. De esta manera la variación de corriente sobre la batería es más pequeña y lenta, dando tiempo de sobras al micro a corregir la cosa. Teoremas de Nyquist, frecuencias de muestreo y demás son los factores que delimitan este apartado.

Luego, sabiendo la cantidad de carga que hay, uno puede estimar el tiempo de descarga que queda, simplemente midiendo estadísticamente el consumo de corriente del último periodo de tiempo (yo haría la media durante los últimos segundos).

Dado que las baterías no son perfectas, y que hay unas pérdidas por el calor, estado de carga, resistencia interna, etc, la mejor manera para estimar la carga suele ser la tensión que tiene la batería. Esto es bastante bueno y válido para las baterías de Li-pol, pues esta tensión varia fuertemente con la carga, y mucho menos con la corriente de descarga, aunque esta última también se debe tener en cuenta.

Así pues, haciendo varios ciclos de carga/descarga, a corriente constante y para diferentes corrientes de descarga, uno puede sacar una tabla bastante aproximada de tensión en función de la carga y corriente para cada batería individual. Recordemos que esto se debe hacer después de varios ciclos, pues en los primeros la batería no está 'rodada' y puede variar aún más.

Mi experiencia me dice que esto es bastante acertado, pero que hay que hacerlo para cada pack de baterías en concreto, pues puede variar bastante de uno a otro. Además, hay que tener en cuenta la temperatura, que hace variar mucho la eficiencia de las baterías. Esto es importante, y más difícil de controlar.

Unos últimos comentarios al respecto: para cargar las baterías, evitaría lo más posible hacerlo con el micro. Supervisarlas es una cosa, controlar con la precisión requerida la tensión constante de carga es realmente peligroso. Puedo corroborar que las baterías de Litio, si se abusa de ellas en carga, estallan.

Y para acabar, hacer todo esto requiere una cierta capacidad de cálculo y de memoria, así como una cierta velocidad de adquisición de datos (más de mil muestras por segundo de cada canal, con su correspondiente proceso matemático, siginifica 6ksps, y bastantes MIPS). Más que nada, para tenerlo en cuenta, ya que igual te conviene poner un micro para cada batería, o usar uno que tenga caballería de sobras.

No hace falta que te recomiende ninguno, ¿verdad? 😈

Espero haber sido de ayuda. Mantennos informados.

Beamspot.

mil muestras por segundo!!?? Oye, oye, que estamos hablando de una batería, no de un motor de F1.
Las mías aguantan según fabricante 2,75V de descarga, de hecho a 3,3 aún les queda bastante vida... me imagino que éste dato también cambiará según calidad del fabricante o de los materiales...