¿Cómo calculo el tiempo de funcionamiento de la batería a partir de Ah y Wh?

El tiempo de funcionamiento de la batería te indica aproximadamente cuánto tiempo puede alimentar un dispositivo antes de necesitar ser recargado. El cálculo es sencillo cuando conoces la capacidad de la batería y la carga media, pero necesitas usar las unidades correctas.

Si tu carga está especificada en amperios, puedes estimar el tiempo de funcionamiento a partir de amperios-hora (Ah). Si tu dispositivo está especificado en vatios, los vatios-hora (Wh) suelen ser más útiles porque Wh incluye tanto el voltaje como la capacidad.

¿Cuál es la fórmula básica de duración de la batería?

Cuando la capacidad se da en Ah y se conoce la corriente media de carga:

Tiempo de funcionamiento (horas) = Capacidad de la batería (Ah) ÷ Corriente de carga (A)

Por ejemplo, una batería de 10Ah que suministra una carga media de 2A tiene un tiempo de funcionamiento teórico de:

10Ah ÷ 2A = 5 horas

Cuando la energía de la batería se da en Wh y se conoce la energía del dispositivo:

Tiempo de funcionamiento (horas) = Energía de la batería (Wh) ÷ Potencia de carga (W)

Por tanto, una batería de 100Wh que alimenta un dispositivo de 20W tiene un tiempo de funcionamiento teórico de:

100Wh ÷ 20W = 5 horas

Estas fórmulas proporcionan una estimación inicial, no un tiempo de funcionamiento garantizado.

¿Cómo convierto Ah a Wh?

Uso:

Energía (wh) = voltaje (v) × capacidad (ah)

Por ejemplo, una batería de 12V 10Ah contiene aproximadamente:

12V × 10Ah = 120Wh

Una batería de 24V 10Ah contiene aproximadamente 240Wh. Ambas están clasificadas para 10Ah, pero la batería de 24V almacena aproximadamente el doble de energía nominal.

Por eso no se debe usar solo Ah para comparar baterías con diferentes voltajes.

Si seleccionas capacidad para un nuevo producto, consultaCómo calcular la capacidad de la batería de un dispositivo.

¿Cómo calculo el tiempo de ejecución a partir de Wh?

Supongamos que una batería está clasificada para 14,8V y 5Ah.

Primero calcula la energía nominal:

14,8V × 5Ah = 74Wh

Si el dispositivo consume 10W de forma continua:

74Wh ÷ 10W = 7,4 horas

El tiempo teórico de ejecución es aproximadamente 7,4 horas. Si el mismo dispositivo consume 20W, el tiempo teórico de ejecución cae a unas 3,7 horas.

¿Debería incluir las pérdidas de eficiencia?

Sí. Los sistemas reales no son 100% eficientes. La energía puede perderse a través de convertidores DC-DC, inversores, cableado, conectores, el BMS y otros componentes electrónicos.

Una fórmula más práctica es:

Tiempo de funcionamiento estimado = Wh × batería Eficiencia del sistema ÷ potencia de carga

Por ejemplo, una batería de 100Wh suministra una carga de 20W a través de un sistema con un 90% de eficiencia:

100Wh × 0,90 ÷ 20W = 4,5 horas

Sin incluir la eficiencia, el cálculo simple daría 5 horas.

¿Por qué la duración real de la batería suele ser más corta?

Varios factores pueden reducir el tiempo de ejecución utilizable.

El voltaje de la batería disminuye durante la descarga, mientras que una corriente alta puede causar una caída adicional de voltaje. Las bajas temperaturas pueden reducir la capacidad disponible, y el envejecimiento disminuye gradualmente la cantidad de energía que las células pueden almacenar.

El BMS también puede desconectar el paquete antes de que se utilice toda la energía de la placa de nombre para proteger las células de descargas excesivas.

Otros factores incluyen el consumo en espera, pérdidas de conversión, picos de corriente, resistencia del conector y cambios de modos de funcionamiento.

Para aplicaciones de mayor corriente, también confirmar que el BMS y las celdas pueden soportar la carga requerida. VéaseCómo calcular la corriente BMS para un paquete de baterías de litio.

¿Cómo calculo el tiempo de ejecución para una carga variable?

Si un dispositivo cambia entre modos de funcionamiento, utiliza el consumo medio de energía en lugar de solo la potencia máxima.

Por ejemplo, durante cada hora que un dispositivo utiliza:

• 30W durante 10 minutos
• 10W durante 20 minutos
• 2W durante 30 minutos

La energía consumida es:

30W × 10/60h = 5Wh

10W × 20/60h = 3,33Wh

2W × 30/60h = 1Wh

El consumo total es aproximadamente9,33Wh por hora.

Si la batería tiene 93,3Wh de energía utilizable, el tiempo estimado de funcionamiento es de unas 10 horas por debajo de ese ciclo de trabajo.

¿Debería añadir un margen de seguridad?

Normalmente, sí. Una batería con el tamaño exacto del requisito teórico puede quedarse corta tras tener en cuenta la temperatura, el envejecimiento, las pérdidas de conversión y la variación de carga.

El margen requerido depende de la aplicación y del objetivo de fiabilidad. Los dispositivos electrónicos portátiles de consumo, dispositivos médicos, equipos industriales y productos de comunicación pueden requerir reservas diferentes.

¿La duración de la batería es igual que la duración de la batería?

No. El tiempo de funcionamiento de la batería describe cuánto tiempo la batería alimenta un dispositivo con una sola carga.

La duración de la batería suele describir cuánto tiempo la batería permanece utilizable durante meses o años. El recuento de ciclos, las condiciones de carga, el almacenamiento, la temperatura y la profundidad de descarga influyen en la duración a largo plazo de la batería.

¿Qué información debería dar al fabricante de la batería?

Para un paquete de baterías personalizado, proporciona voltaje del dispositivo, potencia media, potencia punta, corriente continua, corriente punta, tiempo de funcionamiento requerido, temperatura de funcionamiento, método de carga, dimensiones disponibles y requisitos de conectores.

Para productos con motores, calefactores, bombas o transmisores inalámbricos, un perfil de carga real es especialmente útil.

GLOFLUX puede utilizar esta información para adaptar la capacidad de la batería, voltaje, celdas, BMS o circuito de protección, cableado, conector y diseño mecánico a la aplicación.

Respuesta final

Las dos fórmulas básicas de duración de batería son:

Runtime = Ah ÷ A

y:

Tiempo de ejecución = Wh ÷ W

El wh suele ser más útil al comparar baterías en diferentes voltajes porque representa la energía. Para una estimación realista, también considera eficiencia, capacidad utilizable, temperatura, envejecimiento, caída de voltaje, ajustes de corte del BMS y condiciones cambiantes de carga.

Preguntas frecuentes

¿Puedo calcular el tiempo de funcionamiento de la batería usando solo Ah?

Sí. Si conoces la corriente media de la batería, divide la capacidad en Ah por la corriente en amperios.

¿Cómo calculo Wh a partir de Ah?

Multiplica el voltaje de la batería por la capacidad en Ah. Por ejemplo, 12V × 10Ah = 120Wh.

¿Cuánto tiempo puede una batería de 100Wh funcionar con un dispositivo de 20W?

El tiempo de ejecución teórico es de 5 horas. El tiempo real puede ser más corto debido a pérdidas del sistema y condiciones de operación.

¿Por qué Wh es mejor que Ah para comparar baterías?

El wh incluye tanto el voltaje como la capacidad de la batería, lo que la convierte en una mejor medida de la energía almacenada.

¿Una mayor clasificación de Ah siempre significa una duración más larga?

Solo cuando comparo baterías al mismo voltaje y bajo condiciones de carga similares.

¿Qué precisión tiene un cálculo de duración de una batería?

Es una estimación. El tiempo real de funcionamiento depende del perfil de carga, eficiencia, temperatura, estado de la batería, tasa de descarga y configuración de protección.