Come Calcolare gli Ampere-Ora (Ah) della Batteria: Metodi e Formule
Ampere-Ora (Ah) = Corrente (Ampere) × Tempo (Ore) a un specifico tasso di scarica, temperatura e tensione di taglio. È una **metrica di capacità derivata**, non una costante fondamentale.
Metodo 1: Leggi l'Etichetta (Più Facile, Più Accurato per Nuove)
- Stampato sull'involucro: ad esempio, **"12 V 100 Ah @ Tasso 20 Ore"**.
- Significato: Scaricato a **5 A (100 Ah / 20 h)** continuamente fino a 10,5 V (batteria 12 V) a 25 °C (77 °F), dura 20 ore.
- Legge di Peukert: A 20 A (1 C), la stessa batteria potrebbe erogare solo **85 Ah (1,7 h)**. A 100 A (5 C), forse **50 Ah (0,5 h)**. La capacità *dipende dal carico*.
Metodo 2: Test di Scarica Controllato (Capacità Reale)
Attrezzatura: Carico Elettronico Programmabile (o Resistenze di Potenza + Banco MOSFET), Multimetro / DAQ, Camera Termica (Ideale).
- Preparazione: Carica completa secondo specifiche del produttore (CC-CV, riposo 4 h).
- Impostazione: Carico = Corrente Target (es. C/20 = 5 A per 100 Ah). Connessioni Kelvin a 4 fili.
- Esecuzione: Avvia Timer + Registra Tensione/Corrente/Temperatura ogni 10 s.
- Arresto: A **Tensione di Taglio** (Piombo: 1,75 V/cella = 10,5 V; Li-ioni: 2,5–3,0 V/cella; NiMH: 1,0 V/cella).
- Calcolo: Ah = I (A) × t (h) (Integra se la corrente varia).
Correzione a 25 °C: La capacità scende ~0,5–1 %/°C al di sotto di 25 °C. Applica fattore di correzione temperatura.
Metodo 3: Stima da Specifiche (Senza Attrezzatura di Test)
- Piombo-Acido: Ah ≈ (Minuti di Riserva × 0,6) / 60. (es. RC 180 min → ~1,8 Ah? No. RC @ 25 A. Ah ≈ RC × 0,4167. RC 180 min → 75 Ah @ tasso 20 ore).
- Li-ioni 18650/21700: Conta celle × Capacità cella (es. 13S4P celle 3500 mAh = 14 Ah).
- Volume Fisico (Stima): Piombo: ~0,7–0,9 Ah/pol³. Li-ioni: ~2,5–3,5 Ah/pol³.
Fattori di Derating Critici (Reale vs Etichetta)
| Fattore | Effetto su Ah Utilizzabile |
|---|---|
| Alto Tasso di Scarica (Peukert) | -15 % a -50 % (Piombo), -5 % a -15 % (Li-ioni) |
| Bassa Temperatura (0 °C / 32 °F) | -20 % (Li-ioni), -40 % (Piombo), -30 % (NiMH) |
| Età / Numero di Cicli (50 % Vita) | -20 % a -30 % |
| Impostazione Tensione di Taglio | Taglio più alto = Meno Ah Utilizzato (Protegge Batteria) |
| Autoscarica (Conservazione) | Piombo: 3–5 %/mese. NiMH: 15–30 %/mese (LSD: 1–3 %). Li-ioni: 1–2 %/mese. |
Ah Pratico per Progettazione di Sistema
Ah di Progettazione = (Carico_A × Tempo_h) / (Limite DoD × Fattore Temp × Fattore Età × Fattore Tasso)
- Esempio: Carico 5 A, 10 h, 50 % DoD (Piombo), 0 °C, 2 anni, tasso 1 C.
- Ah di Progettazione = (50) / (0,5 × 0,6 × 0,8 × 0,85) ≈ **245 Ah Nominale Necessari.**
Testa sempre sistemi critici. L'Ah dell'etichetta è un numero di marketing a C/20, 25 °C, nuovo.