¿Coincide el voltaje en bornes con el de circuito abierto?

No. Bajo carga, V ≈ V_ca(SOC) − I·R_int(SOC) (el signo depende del convenio carga/descarga). Medir después de un reposo largo aproxima V_ca; leer bajo corriente incluye la caída óhmica y tuerce la estimación del SOC si se ignora R_int.

¿Cuál es el error de integrar la carga por la corriente?

Integrar la corriente acumula error si el sensor tiene sesgo o si la eficiencia culómbica no es uno. Aquí el SOC se cuenta de forma ideal por la corriente; las baterías reales recalibran de vez en cuando la estimación con el voltaje.

¿Por qué V_ca y R_int dependen del estado de carga?

Los potenciales de los electrodos y el inventario de litio cambian con el SOC, así que la curva de voltaje en vacío no es lineal. La resistencia suele crecer a SOC bajo (y con el envejecimiento y la temperatura: aquí no está del todo). Tomar R_int constante es una simplificación habitual.

Batería: modelo de Thévenin y estado de carga

El voltaje de circuito abierto y la resistencia interna dependen del estado de carga; la carga se actualiza integrando la corriente; voltaje en bornes frente al tiempo.

Gráficas

Sobre el modelo

Modelo de Thévenin de la batería: el voltaje de circuito abierto V_ca y la resistencia interna R_int se dan por tablas según el estado de carga SOC. El estado de carga se actualiza integrando la corriente de carga o de descarga (culombimetría), y el voltaje en bornes sigue de V ≈ V_ca − I R_int (el signo depende del sentido de la corriente). Cambie la corriente y observe el SOC y la caída óhmica encima de V_ca. Sin cadenas RC de difusión, sin histéresis (si no está en las tablas) y sin corrección del sesgo del sensor de corriente.

Para quién: Modelado de baterías y acumuladores: estado de carga y voltaje en bornes.

Conceptos clave

modelo de Thévenin
estado de carga
voltaje de circuito abierto
resistencia interna
culombimetría
voltaje en bornes

Cómo funciona

Circuito equivalente de Thévenin: fem V_ca(SOC) y resistencia R_int(SOC). El estado de carga cambia como d(SOC)/dt ∝ ±I. En descarga, el voltaje en bornes es V = V_ca − I R_int. En pantalla, las curvas SOC(t) y V(t) a corriente dada.

Fórmulas principales

V = Vₒ꜀(SOC) − I·R(SOC)

dSOC/dt = −I / (Ah·3600 s)

Preguntas frecuentes

¿Coincide el voltaje en bornes con el de circuito abierto?: No. Bajo carga, V ≈ V_ca(SOC) − I·R_int(SOC) (el signo depende del convenio carga/descarga). Medir después de un reposo largo aproxima V_ca; leer bajo corriente incluye la caída óhmica y tuerce la estimación del SOC si se ignora R_int.
¿Cuál es el error de integrar la carga por la corriente?: Integrar la corriente acumula error si el sensor tiene sesgo o si la eficiencia culómbica no es uno. Aquí el SOC se cuenta de forma ideal por la corriente; las baterías reales recalibran de vez en cuando la estimación con el voltaje.
¿Por qué V_ca y R_int dependen del estado de carga?: Los potenciales de los electrodos y el inventario de litio cambian con el SOC, así que la curva de voltaje en vacío no es lineal. La resistencia suele crecer a SOC bajo (y con el envejecimiento y la temperatura: aquí no está del todo). Tomar R_int constante es una simplificación habitual.

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