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Prueba de baterías de NiCd y NiMH - Apuntes de Electromedicina Xavier Pardell

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Prueba de baterías de NiCd y NiMH

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La clave para prevenir fallas de la batería es minimizar cualquier mal uso y rastrear su capacidad y otras características clave. Un programa de monitoreo de batería identificará una batería que se deteriora rápidamente antes de que realmente falle.

La primera parte de un programa de monitoreo de batería es medir regularmente su capacidad. La capacidad es la cantidad de carga disponible de una batería, medida en amperios-hora (Ah) para celdas grandes, miliamperios-hora (mAh) para celdas más pequeñas. Una batería típica de tamaño AA tiene una capacidad nominal de 600 mAh, por lo que puede suministrar 600 mA durante al menos una hora o 100 mA durante al menos seis horas. Los fabricantes clasifican de manera conservadora la capacidad de la batería de modo que, en general, la capacidad medida (que analizamos a continuación) debe ser mayor que la cantidad nominal.

El concepto básico utilizado por todos los analizadores de batería para verificar la capacidad es conectar la batería a una carga de corriente constante precisa y conocida y controlar el voltaje a medida que la batería se descarga (figura 1).




Cuando el voltaje de la batería alcanza un valor predeterminado (el voltaje de corte), la carga se desconecta y se registra el tiempo transcurrido. La capacidad de la batería es simplemente la corriente de carga multiplicada por el tiempo transcurrido en horas. Normalmente, comenzaría esta prueba con una batería completamente cargada. Puede verificar la capacidad de una batería utilizando este método con solo una resistencia como carga, un voltímetro y un cronómetro. Alternativamente, puede usar un analizador de batería comercial.

Hay muchos analizadores comerciales disponibles, cuyo precio oscila entre  150 € y 1500 € o más. El mejor para usted depende de las características que necesita y su presupuesto. Los modelos menos costosos están limitados en su precisión y personalización. Los modelos más caros le permiten probar más tipos de baterías y muchas baterías a la vez.

El funcionamiento de todas las unidades comerciales es similar: primero, conecte una fuente de alimentación al analizador, un enchufe de CA, un adaptador de pared (fuente de alimentación) o una batería de 12V. Especifique la batería que se está probando (es decir, un teléfono celular) o especifique las condiciones de prueba (es decir, número de celdas, corriente de carga y descarga, profundidad de descarga). Luego, conecte el analizador a la batería que se está probando. Presione el botón de inicio y deje el analizador y la batería solos durante unas horas. El analizador descarga la batería, mide el tiempo de descarga y luego recarga las baterías. Una vez completada la descarga, el analizador muestra la capacidad de su batería.

La capacidad medida depende de los siguientes factores: temperatura de la batería, corriente de descarga, voltaje de corte y el historial previo de la batería. La capacidad de la batería por debajo de la temperatura ambiente (20 grados C) se reduce. Debe realizar todas sus mediciones entre 18 grados C y 25 grados C.


¿Qué corriente de descarga debes usar?

La mayoría de los fabricantes (Sanyo y Panasonic, por ejemplo) miden la capacidad a una velocidad de descarga de C / 5, que se denomina velocidad de descarga de cinco horas. Por ejemplo, una celda AA típica de 600 mAh de capacidad tendría una 'C' de 600 mA y una C / 5 de 120 mA. Otros miden la capacidad a una velocidad de descarga de C. Al igual que todas las baterías, cuanto mayor es la corriente de descarga, menor es la capacidad disponible. Por ejemplo, la capacidad disponible con una descarga a C / 5 es aproximadamente un 10% más que con una descarga a la tasa C.

Otra posible corriente de descarga sería el consumo de corriente real de la batería mientras se usa. Le recomiendo que descargue entre C y C / 2.


¿En qué punto detiene la descarga?

Si elige una cifra demasiado alta, no descargará completamente las células. Si elige una cifra demasiado baja, podría forzar a una de las celdas a invertir la polaridad (no es una buena situación). Por lo general, se usa un voltaje de corte de 1.05V / celda cuando se descarga a la tasa C / 5 y 0.9V / celda cuando se descarga a la tasa C. O puedes usar la fórmula:

V cutoff_per_pack = 1.2V * (N celdas -1)

Lo que da un corte de 0.9V por celda para un paquete de batería de cuatro celdas, y 1.05V para un paquete de batería de ocho celdas.


¿Qué tiene que ver la historia previa con la capacidad de una batería?

Una batería que se cargó o cargó rápidamente a una temperatura superior a la temperatura ambiente generalmente no se cargará por completo. Tampoco lo hará una batería que se cargó después de haber sido almacenada durante unos meses. Por estas razones, recomiendo que antes de una prueba de capacidad, la batería se cargue a C / 10 durante 18 horas a 24 horas a temperatura ambiente. Si la batería se ha guardado durante algunos meses, es nueva o no se ha probado en unos meses, se recomienda una segunda y posiblemente una tercera prueba de capacidad.

Una medida adicional que puede hacer durante un experimento de descarga es el "voltaje de punto medio". Este es el voltaje a la mitad de una prueba de descarga. Si tiene nuestro analizador de batería definitivo, simplemente puede leerlo en el gráfico (figura 2 del voltaje del punto medio), de lo contrario tendrá que usar un voltímetro preciso para medir el voltaje usted mismo durante la descarga de la batería. Registre este voltaje.



 
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