La definición esencial de la capacidad de la batería
La capacidad de la batería se refiere a la cantidad total de carga almacenada en ella. La unidad estándar internacional es el amperio-hora (Ah), que caracteriza la capacidad de la batería para liberar carga en condiciones específicas. Su significado físico es: 1 Ah de capacidad significa que la batería puede descargarse continuamente durante 1 hora con una corriente de 1 amperio. La salida de energía real debe calcularse en combinación con la plataforma de voltaje, y la fórmula es energía eléctrica (Wh) = capacidad (Ah) × voltaje de trabajo promedio (V). Por ejemplo, una batería de litio de 5000 mAh (5 Ah) libera 18,5 Wh de energía eléctrica a una plataforma de voltaje de 3,7 V, mientras que una batería de 5 V con la misma capacidad libera 25 Wh; la diferencia de voltaje da lugar a diferentes valores de energía.
El principio fundamental de la medición de la capacidad
El método de descarga de corriente constante es el método básico de medición: a una temperatura estándar (25 ± 2 °C), se descarga a una corriente constante hasta una tensión de corte (por ejemplo, una batería de litio ≥3,0 V) y se calcula el resultado mediante la fórmula: capacidad (Ah) = corriente de descarga (A) × duración (h). Por ejemplo, una descarga de 1 A durante 4 horas da como resultado una capacidad de 4 Ah. Cabe destacar que, en aplicaciones reales, las fluctuaciones de la corriente de descarga provocarán desviaciones de la capacidad, por lo que el valor nominal es una aproximación de las condiciones ideales de funcionamiento.
Modelo de cálculo de la demanda de potencia de los equipos
Determinar el consumo energético diario promedio: Potencia operativa del equipo estadístico (W) y tiempo de uso diario (h), calcular el consumo energético diario Wh = W × h.
Calcular la capacidad de la batería: Según el voltaje del sistema (V), resolver según la capacidad (Ah) = Wh / V.
Carcasa: Potencia del motor UAV 200 W, autonomía del objetivo 0,5 horas, voltaje del sistema 22,2 V (paquete de batería de litio 6S):
Potencia requerida = 200W × 0,5h = 100Wh
Capacidad requerida = 100 Wh / 22,2 V ≈ 4,5 Ah (4500 mAh)
Factores de corrección clave que afectan la capacidad
Descarga de alta velocidad: la atenuación de la capacidad de descarga por encima de 10 °C puede alcanzar el 30 % y se debe reservar una redundancia del 20 % al 30 % durante el diseño.
Entorno de baja temperatura: A -10 °C, la capacidad de la batería de litio se reduce al 40 %-60 % de la temperatura normal. La aplicación en zonas frías debe configurarse según la demanda entre 1,5 y 2 veces.
Envejecimiento de la batería: después de 200 ciclos, la capacidad disminuye aproximadamente un 15 % y la capacidad disponible debe convertirse dinámicamente de acuerdo con el nivel de salud (SOH).
Tres grandes malentendidos técnicos sobre la cognición de la capacidad
Capacidad nominal ≠ capacidad disponible: El rango de descarga segura de la batería de litio suele ser del 20% al 90% SOC, y la capacidad efectiva de una batería nominal de 5000 mAh es de solo unos 3500 mAh.
La tasa de descarga limita la salida: La capacidad de una batería de 5 °C puede disminuir hasta un 50 % al descargarse a 10 °C. Se recomienda seleccionar baterías especiales con requisitos de tasa altos por encima de 50 °C.
Principio de prioridad de densidad energética: La selección debe comparar la energía por unidad de peso (Wh/kg). El suministro de energía real del litio ternario (250 Wh/kg) es mejor que el del fosfato de hierro y litio con el mismo amperio-hora (160 Wh/kg).
Estrategias científicas de carga y descarga para prolongar la vida útil
Optimización de la profundidad del ciclo: mantiene el uso del rango de potencia del 30% al 80% y la vida útil de los ciclos más profundos (0-100%) se extiende en un 300%.
Control de temperatura: El entorno de carga está estrictamente limitado a 0 °C-45 °C, y el de descarga a -20 °C-60 °C. El sobrecalentamiento acelerará el envejecimiento.
Especificaciones de gestión de velocidad: La velocidad de carga ideal es de 0,5 C (como una batería de 5000 mAh que se carga con 2,5 A) y la descarga límite no supera el 80 % de la velocidad nominal.
Datos empíricos: Siguiendo la estrategia descrita, la vida útil de las baterías de litio puede aumentar de 300 a 800 veces (tasa de retención de capacidad ≥80%). Los casos de aplicación muestran que la pérdida de capacidad de la batería del DJI Mavic 3 en modo de carga y descarga superficial es inferior al 5 % después de 200 ciclos, lo que es significativamente mejor que en el grupo de control de ciclo profundo.
La definición esencial de la capacidad de la batería
La capacidad de la batería se refiere a la cantidad total de carga almacenada en ella. La unidad estándar internacional es el amperio-hora (Ah), que caracteriza la capacidad de la batería para liberar carga en condiciones específicas. Su significado físico es: 1 Ah de capacidad significa que la batería puede descargarse continuamente durante 1 hora con una corriente de 1 amperio. La salida de energía real debe calcularse en combinación con la plataforma de voltaje, y la fórmula es energía eléctrica (Wh) = capacidad (Ah) × voltaje de trabajo promedio (V). Por ejemplo, una batería de litio de 5000 mAh (5 Ah) libera 18,5 Wh de energía eléctrica a una plataforma de voltaje de 3,7 V, mientras que una batería de 5 V con la misma capacidad libera 25 Wh; la diferencia de voltaje da lugar a diferentes valores de energía.
El principio fundamental de la medición de la capacidad
El método de descarga de corriente constante es el método básico de medición: a una temperatura estándar (25 ± 2 °C), se descarga a una corriente constante hasta una tensión de corte (por ejemplo, una batería de litio ≥3,0 V) y se calcula el resultado mediante la fórmula: capacidad (Ah) = corriente de descarga (A) × duración (h). Por ejemplo, una descarga de 1 A durante 4 horas da como resultado una capacidad de 4 Ah. Cabe destacar que, en aplicaciones reales, las fluctuaciones de la corriente de descarga provocarán desviaciones de la capacidad, por lo que el valor nominal es una aproximación de las condiciones ideales de funcionamiento.
Modelo de cálculo de la demanda de potencia de los equipos
Determinar el consumo energético diario promedio: Potencia operativa del equipo estadístico (W) y tiempo de uso diario (h), calcular el consumo energético diario Wh = W × h.
Calcular la capacidad de la batería: Según el voltaje del sistema (V), resolver según la capacidad (Ah) = Wh / V.
Carcasa: Potencia del motor UAV 200 W, autonomía del objetivo 0,5 horas, voltaje del sistema 22,2 V (paquete de batería de litio 6S):
Potencia requerida = 200W × 0,5h = 100Wh
Capacidad requerida = 100 Wh / 22,2 V ≈ 4,5 Ah (4500 mAh)
Factores de corrección clave que afectan la capacidad
Descarga de alta velocidad: la atenuación de la capacidad de descarga por encima de 10 °C puede alcanzar el 30 % y se debe reservar una redundancia del 20 % al 30 % durante el diseño.
Entorno de baja temperatura: A -10 °C, la capacidad de la batería de litio se reduce al 40 %-60 % de la temperatura normal. La aplicación en zonas frías debe configurarse según la demanda entre 1,5 y 2 veces.
Envejecimiento de la batería: después de 200 ciclos, la capacidad disminuye aproximadamente un 15 % y la capacidad disponible debe convertirse dinámicamente de acuerdo con el nivel de salud (SOH).
Tres grandes malentendidos técnicos sobre la cognición de la capacidad
Capacidad nominal ≠ capacidad disponible: El rango de descarga segura de la batería de litio suele ser del 20% al 90% SOC, y la capacidad efectiva de una batería nominal de 5000 mAh es de solo unos 3500 mAh.
La tasa de descarga limita la salida: La capacidad de una batería de 5 °C puede disminuir hasta un 50 % al descargarse a 10 °C. Se recomienda seleccionar baterías especiales con requisitos de tasa altos por encima de 50 °C.
Principio de prioridad de densidad energética: La selección debe comparar la energía por unidad de peso (Wh/kg). El suministro de energía real del litio ternario (250 Wh/kg) es mejor que el del fosfato de hierro y litio con el mismo amperio-hora (160 Wh/kg).
Estrategias científicas de carga y descarga para prolongar la vida útil
Optimización de la profundidad del ciclo: mantiene el uso del rango de potencia del 30% al 80% y la vida útil de los ciclos más profundos (0-100%) se extiende en un 300%.
Control de temperatura: El entorno de carga está estrictamente limitado a 0 °C-45 °C, y el de descarga a -20 °C-60 °C. El sobrecalentamiento acelerará el envejecimiento.
Especificaciones de gestión de velocidad: La velocidad de carga ideal es de 0,5 C (como una batería de 5000 mAh que se carga con 2,5 A) y la descarga límite no supera el 80 % de la velocidad nominal.
Datos empíricos: Siguiendo la estrategia descrita, la vida útil de las baterías de litio puede aumentar de 300 a 800 veces (tasa de retención de capacidad ≥80%). Los casos de aplicación muestran que la pérdida de capacidad de la batería del DJI Mavic 3 en modo de carga y descarga superficial es inferior al 5 % después de 200 ciclos, lo que es significativamente mejor que en el grupo de control de ciclo profundo.
