La tensión en vacío de una batería dice muy poco sobre su estado real. Un bloque de 12 V puede marcar 12,8 V en reposo y desplomarse en cuanto el SAI conmuta la batería. La diferencia entre una batería sana y una a punto de fallar suele estar en un parámetro de apenas unos miliohmios: la resistencia interna.
Por este motivo, saber calcular la resistencia interna de una batería permite anticipar fallos en sistemas de alimentación ininterrumpida, bancos de baterías estacionarias, almacenamiento fotovoltaico, vehículos eléctricos o líneas de producción de celdas.
En el siguiente artículo, te explicamos qué es este parámetro, cómo se calcula con los métodos DC y AC normalizados, qué valores cabe esperar según la química y qué debe tener un medidor de resistencia interna de baterías para dar lecturas fiables.
¿Cómo calcular la resistencia interna de una batería? ¡Sigue leyendo!
¿Qué es la resistencia interna de una batería?
La resistencia interna (Ri o Rint) es la oposición que la propia batería presenta al paso de la corriente. No es una resistencia física que pueda medirse con un óhmetro, sino un parámetro que modela las pérdidas eléctricas y electroquímicas que se producen dentro de la celda.
El modelo más sencillo es el equivalente de Thévenin: una fuente ideal de tensión (la tensión en circuito abierto, OCV) en serie con una resistencia Ri. Cuando la batería entrega una corriente I, la tensión en bornes cae proporcionalmente:
En la práctica, Ri no es un valor único. Se compone de varias contribuciones con constantes de tiempo muy distintas:
- Resistencia óhmica (RΩ): conductores, rejillas, colectores de corriente, conexiones y electrolito. Responde de forma instantánea y es la que capta la medida en AC a 1 kHz.
- Resistencia de transferencia de carga: asociada a las reacciones en la interfaz electrodo-electrolito. Aparece en milisegundos y se modela con una red RC en paralelo.
- Resistencia de difusión o polarización: ligada al transporte de iones en los materiales activos. Se manifiesta en segundos y depende mucho del estado de carga y la temperatura.
Por eso el método de medida determina el resultado. Un valor AC-IR y un valor DCIR de la misma celda no coinciden, y no deben compararse entre sí. Lo correcto es comparar siempre con el mismo método, las mismas condiciones y la referencia del fabricante o la línea base del propio equipo.
Cómo calcular la resistencia interna de una batería:
A la hora de calcular la resistencia interna de una batería, es posible hacerlo a partir de diferentes métodos. Desde Distron, entramos en detalle en los principales:
Método DC por escalón de carga
El método más directo aplica la ley de Ohm a la variación de tensión que provoca un escalón de corriente conocido. Solo necesitas una carga controlada, un amperímetro o pinza de precisión y un voltímetro con buena resolución.
- Deja la batería en reposo, desconectada de cargador y consumos, al menos 1–2 horas (idealmente 24 h en plomo) para que la tensión se estabilice.
- Mide la tensión en circuito abierto (V_OCV) directamente sobre los bornes, no sobre los terminales del cable.
- Conecta una carga conocida. Como referencia, entre 0,5 C y 1 C para celdas pequeñas, o una fracción de la corriente nominal en baterías de gran capacidad.
- Mide simultáneamente la corriente (I_carga) y la tensión en bornes (V_carga) tras un tiempo fijo, por ejemplo 1 s o 10 s. Anota siempre ese tiempo, porque Ri crece cuanto más tarde se lee.
- Retira la carga y aplica la fórmula. Registra también temperatura y estado de carga.
Método de dos corrientes (DCIR normalizado)
Para eliminar la incertidumbre de medir la tensión en vacío, las normas IEC 61960 (celdas de litio portátiles) e IEC 62620 (litio industrial) emplean dos escalones de descarga consecutivos. En IEC 61960 se descarga primero a 0,2 C durante 10 s y a continuación a 1 C durante 1 s, registrando la tensión al final de cada escalón:
Este método es el más representativo del comportamiento real bajo carga, pero requiere una fuente o carga electrónica programable y control preciso de tiempos.
Método AC-IR a 1 kHz
El método de corriente alterna inyecta una pequeña señal senoidal, normalmente a 1 kHz, y mide la respuesta en tensión con detección síncrona. La relación entre ambas da la impedancia, y su parte real es la resistencia interna AC:
A 1 kHz la reactancia de la doble capa electroquímica queda prácticamente cortocircuitada, así que la lectura refleja sobre todo la resistencia óhmica. Sus ventajas lo convierten en el método estándar de los medidores profesionales:
- No descarga la batería: la señal de prueba es del orden de miliamperios.
- Rapidez: una lectura en fracciones de segundo, ideal para inspección de producción y mantenimiento de bancos con cientos de elementos.
- Repetibilidad: al no depender de la polarización, es excelente para análisis de tendencias y emparejamiento de celdas.
- Medida con la batería en servicio: muchos equipos permiten medir en flotación, aunque el rizado del cargador puede afectar a la lectura.
Su límite es que no refleja la resistencia de polarización. Para caracterizar el comportamiento completo en I+D se recurre a la espectroscopía de impedancia (EIS), que barre un rango amplio de frecuencias.
Valores típicos a la hora de calcular la resistencia interna de una batería por química
Los siguientes rangos son orientativos para elementos nuevos medidos por AC-IR a 1 kHz y temperatura ambiente. Varían mucho con el formato, la capacidad y el fabricante, por lo que la referencia válida siempre es la hoja de datos.
| Tipo de batería | Formato de referencia | Resistencia interna típica |
| Litio NMC / NCA | Celda cilíndrica 18650, 2,5–3,5 Ah | 15–40 mΩ |
| Litio LiFePO4 | Celda prismática 100 Ah | 0,2–0,5 mΩ |
| Plomo-ácido VRLA (AGM/gel) | Bloque 12 V, 100 Ah | 3–6 mΩ |
| Plomo-ácido VRLA | Bloque 12 V, 7–9 Ah (SAI pequeño) | 15–30 mΩ |
| NiMH | Celda AA, 2 Ah | 20–50 mΩ |
| NiCd industrial | Elemento 1,2 V, 100 Ah | 0,5–2 mΩ |
Como regla general, a mayor capacidad menor resistencia interna. Por eso las celdas grandes exigen instrumentos con resolución de microohmios.
Medidor de resistencia interna de baterías: qué debe tener
Al considerar qué debe tener un medidor de resistencia interna de baterías, debes saber que un multímetro convencional no sirve para esta medida. Su función de óhmetro inyecta corriente continua, no está diseñada para medir sobre una fuente con tensión y no alcanza la resolución de miliohmios necesaria. De esta manera, un medidor de resistencia interna de baterías resuelve estos problemas con tres elementos clave.
Con valores de pocos miliohmios, la resistencia de las puntas y del contacto puede ser mayor que la propia Ri. La técnica Kelvin separa los hilos que inyectan la corriente de los que miden la tensión, de modo que la caída en cables y contactos queda fuera de la medida. Es imprescindible para lecturas repetibles.
En cuanto a los criterios de selección, desde Distron, destacamos:
- Rango de tensión: debe cubrir desde la celda individual hasta el módulo o pack completo (por ejemplo, 80 V, 300 V o 1.000 V).
- Rango y resolución de resistencia: para celdas de gran capacidad se necesita resolución de 0,1 µΩ o mejor en el rango de 3 mΩ.
- Precisión básica: del orden de 0,5 % en resistencia y 0,01 % en tensión para control de calidad.
- Función comparador (GO/NO-GO): límites independientes de tensión y resistencia para clasificar celdas de forma objetiva.
- Velocidad de muestreo e interfaz de control: puertos USB, RS-232C o handler para integrarlo en líneas automatizadas con PLC.
- Registro y estadística: memoria, media, mínimo, máximo e índices Cp/Cpk para análisis de tendencias y trazabilidad.
- Accesorios de conexión: pinzas Kelvin, puntas de pin simple o doble según el tipo de borne.
La serie GBM-3000 de GW Instek, partner de Distron, ilustra bien estos requisitos. Utiliza el método AC a 1 kHz con medición a 4 hilos y ofrece versiones de 80 V (GBM-3080), 300 V (GBM-3300) y 1.000 V (GBM-3100H). Según las especificaciones del fabricante, mide resistencia interna hasta 3,2 kΩ con resolución de 0,1 µΩ y precisiones básicas del 0,5 % en resistencia y del 0,01 % en tensión. Incluye comparador GO/NO-GO independiente, funciones estadísticas (Cp/Cpk) y detección automática del contacto de la sonda.
Para aplicaciones de ESR en condensadores y fuentes conmutadas, puede interesarte también nuestra guía sobre el medidor de ESR.
Sin duda, calcular la resistencia interna de una batería es la forma más rápida y fiable de conocer su estado de salud sin someterla a un ensayo de capacidad. El método DC es útil para estimaciones en campo, el de dos corrientes para caracterización normalizada y el AC-IR a 1 kHz para mantenimiento predictivo y control de calidad. En todos los casos, la clave está en medir siempre igual y analizar la tendencia.
En Distron asesoramos a instaladores, ingenieros y fabricantes en la elección del medidor de resistencia interna de baterías adecuado para cada aplicación, y ofrecemos formación técnica y servicio de calibración. ¿Quieres saber más? Contacta con nuestro equipo técnico.
