Cómo comprobar la capacidad de una batería externa: explicación de mAh, Wh y salida nominal para compradores OEM
Para medir la capacidad útil de una batería externa, cargue por completo la unidad terminada y descárguela mediante una carga electrónica controlada hasta el punto final acordado. Registre la tensión de salida, la corriente y el tiempo, e indique tanto los mAh como los Wh para el perfil de salida especificado. Compare los resultados con la capacidad de salida nominal del producto en las mismas condiciones. Los mAh de las celdas impresos en la parte frontal se basan en un criterio de medición distinto.
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Una foto del proveedor que muestre «6.000 mAh» no basta para aprobar un pedido OEM. El informe también debe indicar la tensión y el puerto de salida, el estado de carga inicial y el motivo por el que terminó la prueba. Debe identificar la muestra, el lote de producción y el método de ensayo para que el resultado pueda vincularse a la configuración suministrada.
Esta guía trata de ensayos de capacidad en condiciones normales de uso realizados con baterías externas intactas. Utilice estas recomendaciones para acordar los requisitos de compra con el proveedor; para ejecutar el ensayo, siga la norma especificada y el procedimiento de seguridad del laboratorio. Los ejemplos numéricos son cálculos, no resultados de ensayos de productos YULIDA.
¿Qué significa realmente la capacidad de una batería externa?
La capacidad expresa carga eléctrica, mientras que los vatios-hora expresan energía. Keysight distingue Ah y mAh de Wh y explica que la energía nominal de una batería se calcula multiplicando su capacidad por la tensión nominal. Para determinar la energía real de descarga se deben medir la tensión y la corriente en condiciones controladas. Keysight: validación de las especificaciones de capacidad y energía de baterías.
Al revisar una especificación, mantenga separados estos valores:
| Magnitud | Qué describe | Qué debe registrar el comprador |
|---|---|---|
| Capacidad de la celda o batería, mAh | Carga eléctrica a nivel de batería conforme al método de ensayo especificado | Si el valor es mínimo, nominal o típico; la tensión y la configuración correspondientes |
| Energía nominal de la batería, Wh | Capacidad en Ah multiplicada por la tensión nominal correspondiente | El valor energético a nivel de batería y la base de su cálculo |
| Capacidad de salida nominal, mAh | Valor declarado de capacidad de salida bajo unas condiciones de descarga especificadas | Puerto, tensión de salida, corriente y método de ensayo |
| Energía de salida medida, Wh | Energía entregada en un punto de medición definido durante un ensayo | Registro de tensión y corriente, punto final y pérdidas incluidas del cable o dispositivo de ensayo |
| Potencia máxima de salida, W | La velocidad a la que el producto puede suministrar energía | Perfil compatible, duración y condiciones de funcionamiento |
«65 W» describe la potencia de salida; «20.000 mAh» describe la capacidad de carga. Para determinar si una batería externa es adecuada para un portátil, también necesita conocer la energía almacenada y la potencia que su puerto USB-C puede mantener.
Antes de calcular los Wh, compruebe a qué tensión corresponde el valor en mAh. Un paquete con celdas conectadas en serie puede especificarse a su tensión real, mientras que una cifra comercial en mAh puede usar una tensión equivalente de celda. Multiplicar esa cifra equivalente por la tensión más alta del paquete sobrestima la energía. El proveedor debe poder conciliar los valores declarados de mAh, tensión y Wh.
Por qué una batería externa de 10.000 mAh puede tener una capacidad de salida nominal menor
Considere una batería con valores nominales de 10.000 mAh y 3,7 V:
10.000 mAh ÷ 1.000 × 3,7 V = 37 Wh
Si los 37 Wh completos de energía nominal pudieran entregarse exactamente a 5 V, la carga correspondiente sería:
37 Wh ÷ 5 V × 1.000 = 7.400 mAh
Este cálculo supone que los 37 Wh nominales se entregan sin pérdidas. En un ensayo, el resultado depende de la conversión de tensión, del consumo propio del producto y del punto final de descarga. La energía real de descarga de la batería también puede diferir del valor nominal, por lo que 7.400 mAh no constituyen una salida garantizada.
La especificación del modelo PB1022ZM de Xiaomi ofrece un ejemplo útil: la batería figura con 37 Wh, 3,7 V y 10.000 mAh, mientras que la capacidad de salida nominal es de 5.500 mAh a 5 V/3 A. Ambos valores describen el mismo producto, pero en puntos de medición distintos. Especificaciones oficiales de Xiaomi.
Con esos valores declarados, 5.500 mAh a 5 V equivalen a 27,5 Wh. Dividir 27,5 Wh entre 37 Wh da aproximadamente un 74,3 %. Dividir 5.500 mAh entre 10.000 mAh da un 55 %, pero ese cálculo no representa la eficiencia energética porque las tensiones son distintas.
Utilice estas cifras para comprobar el cálculo, no como límite de aceptación para otro modelo.
Utilice Wh al comparar distintas tensiones de salida
Para una tensión constante:
Energía de salida (Wh) = capacidad de salida (mAh) ÷ 1.000 × tensión (V)
La tabla siguiente expresa los mismos 30 Wh hipotéticos a distintas tensiones fijas. No predice que una batería externa vaya a entregar 30 Wh en todos los modos.
| Tensión fija de salida | Carga equivalente a 30 Wh |
|---|---|
| 5 V | 6.000 mAh |
| 9 V | Aproximadamente 3.333 mAh |
| 20 V | 1.500 mAh |
Por tanto, una lectura menor en mAh a 20 V no demuestra por sí sola que haya menos energía almacenada.
Cuando la tensión cambia durante un ensayo, calcule la energía a partir del registro de tensión y corriente en lugar de multiplicar los mAh totales por una única tensión nominal. Para intervalos registrados en segundos:
Capacidad de salida (mAh) ≈ Σ[corriente (A) × intervalo (s)] ÷ 3,6
Energía de salida (Wh) ≈ Σ[tensión (V) × corriente (A) × intervalo (s)] ÷ 3.600
Las mediciones deben representar cada intervalo. Utilice una integración adecuada o un promedio trapezoidal y una frecuencia de registro que capte el comportamiento analizado. Un muestreo poco frecuente puede omitir cambios entre mediciones; el cálculo no puede recuperar transitorios rápidos de tensión que el instrumento no registró.
Compruebe cómo calculó el proveedor la «eficiencia»
Antes de comparar cifras de eficiencia, compruebe qué se midió en la entrada y en la salida, y en qué condiciones de funcionamiento.
Texas Instruments publica datos de eficiencia del circuito convertidor elevador de su diseño de referencia para baterías externas. Los datos comparan la entrada y la salida eléctricas en puntos de funcionamiento específicos. Describen ese circuito, no la energía entregada por una batería externa terminada durante una descarga completa. Diseño de referencia TI PMP9776.
La eficiencia del convertidor es la potencia de salida dividida por la potencia medida a la entrada del convertidor en las mismas condiciones de funcionamiento. Un proveedor que divide los Wh entregados durante una descarga completa entre los Wh nominales de la batería informa de una relación distinta: energía entregada respecto al valor nominal de la batería. Esa relación no aísla las pérdidas del convertidor.
La eficiencia de ciclo completo compara la energía recuperada en la salida con la energía suministrada durante la recarga. El ensayo requiere estados inicial y final de la batería equivalentes y puntos de medición claramente definidos.
La ubicación del medidor es importante. Una lectura en la entrada del adaptador incluye sus pérdidas; una lectura en la entrada USB de la batería externa las excluye. Ambas miden la energía o carga suministrada, no la carga almacenada dentro de las celdas.
Para comparar cotizaciones, solicite la definición y el registro de ensayo que respaldan cada afirmación de eficiencia. Un porcentaje medido en un puerto y con una carga determinados puede no ser aplicable a otras fases del ciclo de descarga.
Prepare el equipo de ensayo y defina el punto de medición
El montaje de laboratorio necesita una carga controlada y medición de tensión y corriente. También debe conservar los datos después de que la batería externa se apague.
Para USB-C PD, una carga receptora o un activador compatible debe solicitar el perfil previsto. Un analizador de protocolo puede verificar la negociación. Configurar una carga para consumir 2 A no solicita por sí solo 9 V a una fuente PD. USB-IF describe Power Delivery como un sistema negociado en el que los dispositivos solicitan una potencia adecuada. Descripción general de Power Delivery de USB-IF.
Utilice equipos con valores nominales adecuados para la tensión, la corriente y la disipación continua seleccionadas. Confirme sus límites de funcionamiento a la tensión real del ensayo, no solo la potencia máxima anunciada. Las cargas programables pueden ofrecer modos de corriente constante y potencia constante; son métodos de control diferentes. Cargas electrónicas Keithley serie 2380.
Para el ensayo acordado, especifique:
- Una carga electrónica adecuada y cualquier receptor o analizador de protocolo necesario.
- Medición de tensión y corriente con precisión documentada y estado de calibración.
- Un cable o dispositivo de ensayo con valores nominales adecuados, fotografiando la disposición de las conexiones.
- Control de temperatura y almacenamiento de datos que se mantenga después del apagado de la salida.
Defina si la energía se mide en el conector de salida del producto o en el extremo de un cable suministrado. Una medición aguas abajo incluye las pérdidas del cable y de los contactos intermedios. En un cable integrado, sus pérdidas forman parte del producto entregado cuando la afirmación se refiere a la energía disponible en el conector del cable.
Mantenga el mismo dispositivo de ensayo al comparar proveedores. Tenga en cuenta la carga introducida por el medidor y el consumo de los accesorios. Si un analizador dispone de alimentación externa, confirme que no inyecta energía en la ruta de salida medida.
Cómo realizar un ensayo repetible de capacidad de una batería externa
Utilice esta secuencia para acordar el procedimiento con la fábrica. Si el proyecto especifica una norma, siga el método de la edición acordada; esta lista de comprobación no la sustituye.
1. Identifique la muestra antes de cargarla
Registre el SKU, el número de muestra o de serie, el lote de producción, el modelo de batería, la revisión de la PCBA y el firmware, cuando estén disponibles. Fotografíe la etiqueta de características. Indique si la unidad es nueva, una muestra de producción conservada o una devolución usada.
Compruebe la construcción respecto al registro de la muestra aprobada. Un informe de otra variante de capacidad o de una revisión anterior de la placa no demuestra el rendimiento del envío actual.
2. Defina las condiciones de carga, reposo y ambiente
Cargue mediante la entrada normal usando el cargador y el cable aprobados. Siga el método del fabricante para determinar que la carga ha finalizado y respete el período de reposo acordado. Registre la temperatura ambiente y cualquier ciclo de acondicionamiento; no añada ciclos repetidos hasta conseguir que una muestra deficiente apruebe.
Desconecte la alimentación de entrada antes de un ensayo ordinario de capacidad de salida. Con la carga simultánea activada puede entrar energía externa en el sistema, de modo que el resultado ya no describiría únicamente una descarga desde el estado inicial de la batería.
La velocidad de descarga, la temperatura y el punto final afectan a los resultados de una batería. La guía de Keysight sobre cargas electrónicas explica estas dependencias y la necesidad de respetar el límite inferior de descarga de la batería. Su ejemplo con una celda no constituye una especificación del corte de salida USB de una batería externa terminada. Fundamentos de cargas electrónicas de Keysight.
3. Confirme el puerto y el perfil de salida
Conecte el dispositivo de ensayo y seleccione el modo requerido. Compruebe la tensión de salida real y, para PD, el perfil negociado antes de iniciar el registro. Ponga a cero los contadores de energía, capacidad y tiempo.
Para verificar una capacidad de salida declarada a 5 V/3 A, realice el ensayo a 5 V/3 A con una unidad y un montaje aptos para esa condición. Mantenga separado un resultado obtenido a 5 V/1 A. Registre también el estado de los puertos no utilizados y de la carga inalámbrica.
4. Aplique la carga acordada y registre la descarga
En el modo de corriente constante, la carga intenta mantener la corriente seleccionada. En el modo de potencia constante, ajusta la corriente a medida que cambia la tensión para mantener la potencia seleccionada dentro de sus límites. Indique qué modo se utiliza.
Guarde la tensión, la corriente, el tiempo transcurrido y la energía acumulada junto con el registro de temperatura. Incluya en el registro las interrupciones y renegociaciones. Una continuación a baja potencia después de un reinicio no debe presentarse como funcionamiento ininterrumpido con el perfil original.
5. Detenga el ensayo en el punto final definido
Especifique si el ensayo de capacidad termina cuando la salida se apaga normalmente o cuando se pierde una salida válida conforme a un límite definido, incluida cualquier duración requerida por debajo de ese límite. Registre el primer evento que ponga fin al ensayo válido.
Una interrupción por seguridad, la pérdida de un contrato PD y el apagado normal por agotamiento de la batería son resultados distintos. No reinicie la unidad repetidamente ni sume la energía recuperada a un resultado de funcionamiento continuo, salvo que el método acordado exija expresamente ese ensayo de recuperación.
6. Conserve el resultado y repita según el plan
Guarde el registro sin procesar, los valores finales de los contadores, el archivo de configuración del ensayo y la fotografía del montaje con el identificador de la muestra. Incluya el motivo por el que se detuvo el ensayo junto a la lectura final en mAh.
Antes de realizar un ensayo independiente con otro perfil, recargue por completo la unidad y restablezca las condiciones especificadas. Siga el número de muestras y el plan de repeticiones acordados. Si los resultados varían considerablemente, investigue el montaje y las muestras antes de usar un promedio para decidir la aceptación.
Separe la verificación de la etiqueta de los ensayos de aplicación
Realice el ensayo en la condición nominal declarada para verificar la afirmación de capacidad. Utilice ensayos separados para evaluar cargas de portátiles, dispositivos de bajo consumo u otras aplicaciones, e identifique la finalidad de cada informe.
| Finalidad del ensayo | Montaje que debe definirse | Resultado que debe conservarse |
|---|---|---|
| Comprobación de la capacidad de salida nominal | Puerto, tensión, carga y condiciones ambientales declarados | mAh, Wh y resultado respecto al requisito declarado |
| Evaluación de alimentación para portátiles | Perfil PD compatible y carga continua acordada | Wh de salida, tiempo dentro del intervalo de potencia requerido y cualquier reducción de potencia |
| Uso con dispositivos de bajo consumo | Carga representativa y ajuste del modo de baja corriente | Energía entregada, apagado automático y comportamiento al reiniciar |
| Salidas simultáneas | Cargas especificadas en todas las salidas activas | Energía por puerto, energía total e interrupciones |
Para salidas cableadas simultáneas, sume los Wh medidos durante la misma descarga. No sume dos resultados de un solo puerto obtenidos después de cargas completas independientes ni presente esa suma como capacidad total del producto.
Mantenga separados los resultados inalámbricos, salvo que el límite de medición esté completamente definido. La energía medida en un receptor inalámbrico sigue una ruta de conversión distinta de la medida en un puerto USB. La elección del receptor, la alineación y las condiciones del ensayo deben figurar en el informe.
Utilice la lista de comprobación específica para USB-C PD para aprobar el protocolo y las salidas compartidas. El ensayo de capacidad por sí solo no verifica todas las afirmaciones de carga.
Cómo investigar una lectura baja o inconsistente
Si una lectura parece incorrecta, compruebe primero las condiciones de medición. Un resultado bajo no demuestra por sí solo que las celdas sean falsificadas ni justifica reducir el límite de aceptación acordado.
| Observación | Qué comprobar a continuación |
|---|---|
| Los mAh de salida son inferiores a los mAh indicados en la etiqueta frontal | Compare las tensiones de referencia, convierta a Wh y localice la condición declarada de capacidad de salida |
| La descarga termina mucho antes de lo esperado | Compruebe la carga inicial, la carga seleccionada, el contrato de salida y el motivo de apagado registrado |
| La tensión al extremo de la carga es baja | Revise las pérdidas del cable y los contactos; compare la tensión en el punto de medición del producto acordado |
| Los ensayos repetidos difieren considerablemente | Compruebe las condiciones de carga y reposo, la temperatura, el reinicio de contadores, la calibración y el historial de la muestra |
| La salida reduce su potencia durante la descarga | Separe la energía entregada antes de la reducción de potencia de la entregada después; compárela con el requisito de potencia sostenida |
| Falta la lectura final después del apagado | Compruebe la alimentación y la retención de datos del registrador; no reconstruya un resultado de aprobación a partir de una captura anterior |
Si el montaje es correcto y la muestra sigue por debajo del límite acordado, conserve el registro del fallo junto con la identificación del lote. Solicite una investigación documentada y vincule cualquier retrabajo, sustitución o repetición del ensayo con el resultado original.
Incluya los criterios de aceptación de capacidad en la especificación de compra
«10.000 mAh reales» es demasiado impreciso para decidir la aceptación. Indique por separado el valor nominal de la batería y el requisito de salida del producto terminado. Para el componente de batería, solicite la capacidad mínima y típica con las condiciones correspondientes de la ficha técnica; la guía para seleccionar celdas de batería explica esos registros.
Para la unidad terminada, especifique los mAh o Wh de salida requeridos junto con la condición del ensayo y el punto de medición. Si el requisito utiliza tanto mAh como Wh, explique cómo se relacionan y cómo se tratarán las variaciones de tensión.
No adopte una regla genérica del «70 %», «80 %» o «90 %» sin definir su denominador y fundamento técnico. El valor de aceptación debe corresponder a la afirmación respaldada del producto, a los requisitos aplicables y a la especificación firmada. La eficiencia máxima de un convertidor no es una tolerancia de aceptación para una capacidad de batería insuficiente.
Acuerde con el laboratorio cómo afectará la incertidumbre de medición a los resultados próximos al límite, incluido cuándo se informará de un resultado de aprobación, rechazo o no concluyente. La incertidumbre no reduce automáticamente el mínimo contractual.
Establezca por escrito el número de muestras, los fallos permitidos y la regla de repetición del ensayo. Puesto que el promedio de un envío puede ocultar fallos individuales, indique si cada unidad seleccionada debe cumplir el mínimo y qué implica una unidad rechazada para la liberación del lote.
Modelo de ensayo de capacidad para enviar con la solicitud de cotización
| Campo | Información requerida |
|---|---|
| Identificación del producto | Modelo, SKU, revisión, batería aprobada y lote de producción |
| Declaración de la batería | mAh, tensión nominal correspondiente, Wh y base de la especificación |
| Requisito de salida | mAh o Wh mínimos, con el puerto y el perfil declarados |
| Preparación del ensayo | Cargador y cable de entrada, finalización de carga, reposo y acondicionamiento |
| Entorno | Intervalo de temperatura ambiente, temperatura y orientación de la muestra |
| Ajustes de descarga | Modo CC o CP, corriente o potencia y estado de las demás salidas |
| Límite de medición | Ubicación del conector, cable suministrado y pérdidas incluidas del dispositivo de ensayo |
| Condiciones de finalización | Punto final normal, criterios de validez de la salida y límites independientes de interrupción por seguridad |
| Equipo | Identificadores de los instrumentos, precisión, estado de calibración y ajustes de registro |
| Plan de aceptación | Número de muestras, reglas de decisión por unidad y lote, incertidumbre y tratamiento de repeticiones |
| Evidencias | Datos sin procesar, curva de descarga, fotografía del montaje, temperaturas y motivo de detención |
Envíe este modelo de requisitos en blanco junto con la especificación del producto. Antes de aprobar una afirmación de capacidad para la etiqueta o el embalaje, obtenga el método de ensayo acordado y los resultados vinculados a muestras identificadas. El modelo por sí solo no constituye evidencia de ensayo.
Compruebe las afirmaciones sobre recargas de teléfonos mediante un ensayo con el dispositivo
Utilice un teléfono para comprobar la compatibilidad. Para comparar la capacidad de forma repetible, emplee una carga controlada: la pantalla, el software, la temperatura y los controles de carga del teléfono modifican su demanda durante el ensayo.
Para estimar el número de recargas, parta de los Wh de salida útil medidos y de la energía que requiere la batería del teléfono. Después, tenga en cuenta las pérdidas posteriores al punto de medición de la batería externa y el consumo del teléfono durante la carga. Indique el modelo del teléfono, los niveles de carga inicial y final y las condiciones del ensayo.
Dividir «20.000 mAh» entre «5.000 mAh» no basta para afirmar que se obtienen cuatro recargas completas. Respalde esa afirmación con un ensayo reproducible realizado en el dispositivo indicado.
Mantenga separadas las evaluaciones de capacidad y de seguridad
Una unidad intacta puede entregar la energía prevista y aun así necesitar una evaluación de seguridad independiente. UL describe UL 2056 como una norma que cubre peligros de las baterías externas, como la sobrecarga y sobredescarga, los cortocircuitos, la sobrecarga eléctrica y el comportamiento térmico. Un ensayo normal de capacidad de descarga no reproduce ese programa de seguridad. UL Solutions: ensayos de seguridad de baterías externas.
Realice los ensayos en una zona de trabajo adecuada y supervisada, utilizando dispositivos con valores nominales apropiados y los límites de seguridad aprobados. Detenga el ensayo si la unidad se hincha, presenta fugas, desprende un olor inusual o supera esos límites. Siga el procedimiento de emergencia para baterías del centro. No abra la carcasa, anule la protección ni fuerce una descarga adicional para obtener una lectura mayor.
Preguntas frecuentes
1. ¿Una lectura menor de mAh en la salida USB demuestra que la capacidad es falsa?
No. Compruebe primero si las especificaciones de la batería y de la salida USB utilizan tensiones diferentes. Compare los Wh y realice después el ensayo en las condiciones de salida declaradas. Si el resultado sigue por debajo del requisito respaldado, investigue la diferencia en lugar de atribuirla a la conversión de tensión.
2. ¿Puede un medidor USB medir la capacidad de las celdas internas de una batería externa?
Un medidor USB mide la carga y la energía en su punto de conexión, no dentro de las celdas. Tampoco puede verificar la identidad de las celdas. Para comprobar su capacidad se necesita un ensayo controlado independiente con equipos de laboratorio adecuados; las comprobaciones rutinarias del comprador deben mantener intacta la unidad terminada.
3. ¿Debo realizar el ensayo a 5 V o a una tensión USB-C PD?
Utilice la condición declarada para comprobar la capacidad de salida nominal. Para un portátil u otra aplicación PD, añada un ensayo independiente con el perfil compatible correspondiente. Registre la tensión, la carga y el punto final de cada prueba, y compare los Wh entre tensiones diferentes.
4. ¿Los mAh registrados durante la recarga equivalen a la capacidad de la batería?
No. La lectura depende de la tensión de entrada y del estado de carga inicial de la batería. La energía de recarga también incluye las pérdidas de carga y el consumo propio del producto, por lo que un contador de entrada no puede determinar la capacidad de las celdas internas ni la energía de salida útil.
5. ¿Qué porcentaje de eficiencia debe aceptar un comprador OEM?
El valor aceptable depende de lo que mida el porcentaje. La eficiencia del convertidor, los Wh de salida divididos por los Wh nominales de la batería y la eficiencia de ciclo completo utilizan entradas y salidas diferentes. Acuerde la definición, las condiciones y el valor de aceptación del modelo que vaya a comprar.
6. ¿Se pueden ensayar dos puertos de salida por separado y sumar sus capacidades?
No si cada ensayo comienza después de una carga completa independiente. En cada prueba se vuelve a utilizar la energía almacenada en la batería. Para medir la salida total simultánea, ensaye la combinación de puertos acordada en una sola descarga y sume los Wh medidos en las salidas activas.
Comente sus requisitos de capacidad con YULIDA
Indique a YULIDA la capacidad prevista, los dispositivos de destino, los perfiles de salida, los requisitos del cable y la cantidad estimada del pedido. Incluya el modelo de ensayo anterior y solicite resultados de la configuración que piensa pedir.
Revise la declaración de la batería y los resultados de salida del producto terminado antes de aprobar la muestra. Una vez acordados el método y los criterios de aceptación, inclúyalos en la especificación de producción. Contacte con YULIDA para hablar de su proyecto de batería externa.
Fuentes oficiales y verificación
Estas fuentes primarias respaldan las afirmaciones sobre normas, compatibilidad, seguridad o transporte tratadas en este artículo. Confirme el requisito vigente para el modelo exacto de producto y el mercado de destino.
- USB Implementers Forum — Especificaciones y orientación de USB Type-C y USB Power Delivery.
- UL Solutions — Normas de seguridad de baterías e información técnica de seguridad.
