배터리 수명 계산기

배터리로 기기를 얼마나 오래 돌릴 수 있는지, 또는 목표 사용 시간에 어느 정도 용량이 필요한지 계산합니다. 부하가 일정하면 용량을 전류로 나누면 됩니다. 하지만 배터리로 동작하는 전자기기 대부분은 일정하지 않습니다. 센서는 깨어나 측정하고 전송한 뒤 다시 잠들기 때문에, 이 도구는 동작 전류와 동작 시간, 대기 전류, 반복 주기를 받아 배터리가 실제로 부담하는 평균 전류를 계산합니다.

의외의 결과가 나오는 곳이 바로 이 평균입니다. 10초마다 100 ms 동안 20 mA를 쓰고 대기 중에는 5 µA를 쓰는 센서는 평균 약 205 µA이므로, 2000 mAh 셀로 약 9,760시간, 즉 13개월 남짓 버팁니다. 도구는 전하 중 동작 구간이 차지하는 비율을 보여 주고, 대기 전류가 더 큰 소모원이면 경고합니다. 주기가 길면 몇 µA의 누설, 레귤레이터의 대기 전류, 깜빡한 풀업 저항이 무선 송신보다 더 많이 소모할 수 있기 때문입니다.

실제 배터리는 정격 용량을 다 내지 못하는 경우가 많습니다. 사용 가능 용량 항목으로 회로의 차단 전압, 저온, 노화에 따른 감소를 반영하세요. 계획할 때는 보통 70~90 %를 쓰며, 도구는 직접 정하기 전까지 100 %로 둡니다. 용량은 mAh, Ah, Wh로 입력할 수 있고, Wh는 공칭 전압으로 환산합니다. 이 전압은 에너지와 평균 전력 계산에도 쓰입니다.

납축전지에는 퓨커트 법칙으로 큰 전류에서 줄어드는 용량을 보정합니다. H시간 기준 정격 C Ah인 배터리는 전류 I에서 H·(C/(I·H))^k 시간 동안 동작하며, k는 납축전지에서 보통 1.1~1.3, 리튬이온은 1.05 정도입니다. 20시간 기준 100 Ah, k = 1.2인 배터리로 20 A 부하를 돌리면 단순 나눗셈이 말하는 5시간이 아니라 약 3.8시간입니다. 이 법칙은 일정 전류를 가정하므로 펄스 부하에서는 근사값입니다.

역계산 모드는 목표 사용 시간을 받아 필요한 용량을 Ah와 Wh로 돌려주며, 같은 감소율과 퓨커트 보정을 적용합니다. 수년 단위에서 중요해지는 자가 방전(니켈수소는 한 달에 몇 %, 리튬 1차 전지는 훨씬 적음)과 셀이 다 비기 전에 기기를 리셋시킬 수 있는 전압 강하는 계산에 넣지 않습니다. 모든 계산은 브라우저에서 이루어집니다.