Usualmente uso baterías recargables AA NiMH de 1.2v, y me gustaría poder usar mi multímetro para probar cuánta carga tienen cuando termino de cargarlas y cuánta carga les queda en un momento dado. Sin embargo, siendo un novato en electrónica e investigando un poco, me quedé confundido en cuanto a qué tan directamente se correlaciona el voltaje con el nivel de carga de una batería, debido a que hay muchas voces contradictorias en torno al tema.
Una respuesta de EE altamente calificada aquí afirma que el voltaje está directamente relacionado con el nivel de carga de la batería, afirmando:
Las celdas de NiMH comienzan a aproximadamente 1,5 V justo cuando están completamente cargadas, caen a aproximadamente 1,2 V la mayor parte de su vida útil de descarga y están prácticamente vacías a 900 mV.
Entonces esta respuesta aquí afirma exactamente lo contrario:
No es posible medir o adivinar la capacidad de una batería con un solo conjunto de mediciones instantáneas, como voltaje, corriente y temperatura.
En el mejor de los casos, puede saber cuánta corriente entra o sale de la batería y qué voltaje. Sin embargo, no hay forma de inferir la capacidad a partir de eso. Si puede controlar la carga, puede hacerse una idea de la resistencia interna, pero incluso eso requeriría al menos dos mediciones separadas en el tiempo y, por lo tanto, no se puede realizar de forma instantánea. Y el voltaje de la batería y la resistencia interna no le indican la capacidad.
Las preguntas frecuentes en GreenBatteries.com también afirman que el voltaje es inexacto:
...una batería de NiMH (o NiCd) permanece a unos 1,2 voltios hasta que se descarga casi por completo. Esto hace que sea casi imposible saber la cantidad de capacidad que queda solo en función de su voltaje.
En otras partes de Internet, la opinión está dividida en el mejor de los casos .
Entonces, estoy aquí para obtener una respuesta final y definitiva sobre el tema: ¿son precisas las mediciones de voltaje y similares para evaluar el nivel de carga de una batería?
Si no lo son, ¿qué es?
NB Para que esta sea una pregunta definitiva para el tema, asegúrese de que todas y cada una de las respuestas estén bien documentadas.
La respuesta, por supuesto, no es extrema, sino algo entre los dos.
Puede saber el estado de carga de una celda a partir del voltaje.
Si una celda mide 1.5v sin carga, está completamente cargada. No debe cargar más esta celda. Si tiene una carga de 1.5v, con una corriente baja, entonces está casi completamente cargado.
Si una celda mide 0.9v sin carga, está completamente descargada. No debe descargar más esta celda. De hecho, debería haber dejado de descargar cuando era 1v, en carga.
Por supuesto, use un multímetro para medir el voltaje terminal de una celda que ha terminado de cargarse. Le dirá que ya no tiene sentido cargar la celda. No le dirá si la celda ahora contiene el 100% o el 80% de su capacidad original, solo una prueba de descarga le dirá eso.
No se puede saber el estado de carga de una celda a partir del voltaje.
Si una celda mide 1.2v con o sin carga, no puede saber dónde está su estado de carga del 10% al 90%. Si detiene o comienza a cargar o descargar, encontrará que el voltaje del terminal puede oscilar decenas de mV en los primeros segundos, luego más decenas de mV durante los pocos minutos, de una manera que no está modelada por el voltaje del terminal que depende de la carga solo. Con la planitud de la curva de descarga, esa dependencia de la historia prácticamente destruye cualquier poder predictivo que la medición de voltaje por sí sola pueda intentar reclamar.
Esta es la razón por la que los sistemas prácticos de medición de baterías utilizan un IC de indicador de gas (contador de culombios) para realizar un seguimiento directo del estado de carga.
Sugeriría que este es un conjunto de documentación razonable sobre baterías NiMh .
Muestra esto como la curva de carga:
La mayoría de las computadoras portátiles que usaban baterías de NiMH tenían un sensor de temperatura para garantizar el corte de la carga... y evitar que las baterías se ventilen. Eso fue antes de que tuviéramos complejos procesadores de gestión de baterías que entendieran mucho mejor las curvas de carga/descarga.
Sin embargo, puede cargar claramente las baterías con un punto de ajuste de voltaje siempre que no las cargue al 100%. Por ejemplo, de acuerdo con esta configuración de datos, un punto completamente cargado de 1,55 V por celda no esperaría problemas, pero devolvería solo alrededor del 95% de la carga. Sin embargo, eso no es cierto , el voltaje del terminal de la batería varía considerablemente con la temperatura.
Para las celdas de diferentes fabricantes, esperaría una ligera variación, y una curva general establecida para la carga de corriente constante de NiMH se ve así:
Aquí puede ver que seleccionar un punto de mira de voltaje constante es muy difícil a menos que esté en el desierto australiano.
Entonces, la respuesta corta a su pregunta es ... No, no puede cargar baterías de NiMH a un estado de voltaje constante completamente cargado. Debe usar la detección de voltaje y el cambio de temperatura 'sobre la colina' para llevar la batería al 100% completamente cargada.
Usar su multímetro para verificar el estado de carga también es problemático. Depende de la temperatura de la celda. Puede crear un gráfico de sus celdas particulares y tener una idea del estado de carga, pero la única forma de estar seguro es medir la energía almacenada durante la carga y la descarga.
Una prueba de voltaje sin carga es básicamente inútil. La resistencia interna de la batería cambia a medida que envejece. Debe colocar una carga conocida en la batería y verificar el voltaje.
Alex Cañón
Russel McMahon
Russel McMahon