Приветствую Вас Гость • Регистрация • Вход • RSS
Вторник, 26.9.2017
_ _
Главная » Файлы » Все об аккумуляторах

Тесты Ni-MH аккумуляторов АА форм-фактора
27.01.2016, 01:20

Тестирование Ni-MH аккумуляторов АА форм-фактора 

Целью данного исследования не является "обличение" производителей во лжи, оно призвано лишь выявить обычно скрытые от потребителя реальные параметры доступных Ni-MH аккумуляторов. Выводы каждый читатель свободен делать совершенно отличные от автора исследования...

Тестирование производилось с помощью зарядного устройства - анализатора La Crosse BC-900, зарядного устройства - анализатора Maha MH-C9000 а также специально разработанного тестера для измерения внутреннего сопротивления аккумуляторов и ХИТ (химических источников тока, батареек в простонародье).

Немного о тестере. Анализ международного рынка показал, что в данном сегменте даже китайский конь не валялся и лишь в самых "продвинутых" устройствах используется измерение внутреннего сопротивления маломощной гармоникой на чатоте 1кГц, аналогично измерению емкости, что, с моей точки зрения, является лишь очень слабым приближением к оценке внутреннего сопротивления аккумулятора или ХИТ в реальных условиях эксплуатации. Исходя из изложенного выше за основу измерения внутреннего сопротивления была разработана иная методика, моделирующая реальную ситуацию. Количество циклов измерения может быть иным и понятно, что чем их больше, тем выше точность измерения. Данная методика с двумя циклами измерения была умельцем Ильей  воплощена сначала в виде принципиальной электрической схемы, а позднее и в железе: вид сверху, вид снизу с открытым корпусом.

Вернемся к измерениям. Сопротивление у полностью заряженных аккумуляторов измерялось при импульсной нагрузке в 1А (в дальнейшем собираюсь увеличить до 2А, поскольку есть рации и пр. устройства, которые потребляют в импульсе существенный ток).

Заряд производился током 1000мА, разряд - 500мА до напряжения 0.9В. Тренировка осуществлялась с помощью "фирменного" режима REFRESH, в ходе которого La Crosse BC-900производит циклы заряда-разряда до тех пор, пока не прекратится увеличение емкости аккумулятора. Измерение остаточного заряда также производилось в режиме REFRESH на первом цикле разряда.

Часть 1

Тестирование в нормальных условиях (23-25°С)

Таблица 1. Характеристики аккумуляторов после 30 дней хранения:

Наименование аккумулятора

Заявленная емкость, мАч

Реальная емкость после тренировки, мАч

Режим REFRESH

Остаточный заряд после 30 дней хранения при 23-25°С, мАч

(характеризует ток утечки и саморазряд аккумулятора)

Показания на 1-ом цикле режима REFRESH

Потерянный заряд после 30 дней хранения при 23-25°С, мАч

Относительная величина остаточного заряда после 30 дней хранения при 23-25°С, %

Емкость аккумулятора после 30 дней хранения в заряженном состоянии при температуре 23-25°С, мАч

(характеризует деградацию емкости аккумулятора)

Режим TEST

Внутреннее сопротивление на постоянном токе полностью заряженного аккумулятора, мОм*

(Internal Resistance DC, fully charged)

Sanyo Eneloop HR-3UTG

2000

2020

1813

207

90

2000

40

Ansmann maxE

2100

2120

1823

297

86

2050

43

Olympus Camedia 1700

(HR на катоде, реальный OEM производитель - Sanyo)

1700

1780

1513

267

85

82.3

1770

52

Olympus Camedia 1700

(HR на катоде, реальный OEM производитель - Sanyo)

1700

1525

1213

312

79.5

1496

54

La Crosse Tech 2400

(реальный OEM производитель неизвестен)

2400

2410

2000

410

83

2410

51

Ansmann Digital Professional 2700

2700

2620

1970

650

75.2

2520

56

GP 270AAHC 2700

2700

2520

1777

743

70.5

2440

56

GP 250AAHC 2500

2500

2220

1446

774

65.1

2170

69

GP 210AAHC 2100

2100

1702

1271

431

74.7

75.9

1630

54

GP 210AAHC 2100

2100

1747

1347

400

77.1

1639

47

Olympus Camedia 2100

(HR на катоде, реальный OEM производитель - Sanyo)

2100

1730

1315

415

76

73.6

1671

216

Olympus Camedia 2100

(HR на катоде, реальный OEM производитель - Sanyo)

2100

1686

1201

485

71.2

1656

115

Sanyo Superlattice Alloy Technology HR-3U 2500

("HR" на катоде)

2500

2550

0

(0.93в без нагрузки)

2550

0

2440

54

Sanyo Superlattice Alloy Technology HR-3U 2500

("HR" на катоде)

2500

2510

0

(0.99в без нагрузки)

2510

0

2410

130

Samsung Pleomax 2700

2700

1886

1544

342

81.9

1835

90

* Внутреннее сопротивление на постоянном токе полностью заряженного Ni-MH аккумулятора (Internal Resistance DC, fully charged) приблизительно в 2.5 раза больше внутреннего импеданса аккумулятора на частоте 1кГц (Internal Impedance at 1000Hz), который так любят указывать в документации производители, хотя последний параметр не так актуален, как первый. (Компании Energizer и Varta параметр Internal Resistance DC в документации обычно указывают, в отличии от других производителей).

В связи с тем, что аккумуляторы Sanyo Superlattice Alloy Technology HR-3U 2500 за 30 дней хранения потеряли весь запасенный заряд, было произведено дополнительное тестирование данных аккумуляторов с меньшим интервалом хранения.

Таблица 2. Характеристики аккумулятора Sanyo Superlattice Alloy Technology HR-3U 2500 после 5 суток хранения (аккумулятор тот же, что и в тестировании после 30 дней хранения):

Наименование аккумулятора

Заявленная емкость, мАч

Реальная емкость после тренировки, мАч*

Режим REFRESH

Остаточный заряд после 5 дней хранения при 23-25°С, мАч

(характеризует ток утечки и саморазряд аккумулятора)

Показания на 1-ом цикле режима REFRESH

Потерянный заряд после 5 дней хранения при 23-25°С, мАч

Относительная величина остаточного заряда после 5 дней хранения при 23-25°С, %

Емкость аккумулятора после 5 дней хранения в заряженном состоянии при температуре 23-25°С, мАч

(характеризует деградацию емкости аккумулятора)

Режим TEST

Внутреннее сопротивление на постоянном токе полностью заряженного аккумулятора, мОм

(Internal Resistance DC, fully charged)

Sanyo Superlattice Alloy Technology HR-3U 2500

("HR" на катоде)

2500

2340

822

1518

35.1

2290

130

* Налицо сильная деградация емкости аккумулятора, которую не спасает даже повторно проведенная тренировка (емкость после вторичной тренировки упала с 2510мАч до 2340мАч).

 

Таблица 3. Характеристики аккумулятора Sanyo Superlattice Alloy Technology HR-3U 2500 после 10 суток хранения (аккумулятор тот же, что и в тестировании после 30 дней хранения):

Наименование аккумулятора

Заявленная емкость, мАч

Реальная емкость после тренировки, мАч*

Режим REFRESH

Остаточный заряд после 10 дней хранения при 23-25°С, мАч

(характеризует ток утечки и саморазряд аккумулятора)

Показания на 1-ом цикле режима REFRESH

Потерянный заряд после 10 дней хранения при 23-25°С, мАч

Относительная величина остаточного заряда после 10 дней хранения при 23-25°С, %

Емкость аккумулятора после 10 дней хранения в заряженном состоянии при температуре 23-25°С, мАч

(характеризует деградацию емкости аккумулятора)

Режим TEST

Внутреннее сопротивление на постоянном токе полностью заряженного аккумулятора, мОм

(Internal Resistance DC, fully charged)ра, мОм

Sanyo Superlattice Alloy Technology HR-3U 2500

("HR" на катоде)

2500

2430

156

2274

6.4

2370

54

* Налицо сильная деградация емкости аккумулятора, которую не спасает даже повторно проведенная тренировка (емкость после вторичной тренировки упала с 2550мАч до 2430мАч).

 

Таблица 4. Характеристики аккумуляторов после 60 дней хранения (аккумуляторы из той же упаковки, но не те, что использовались в тестировании после 30 дней хранения):

Наименование аккумулятора

Заявленная емкость, мАч

Реальная емкость после тренировки, мАч

Режим REFRESH

Остаточный заряд после 60 дней хранения при 23-25°С, мАч

(характеризует ток утечки и саморазряд аккумулятора)

Показания на 1-ом цикле режима REFRESH

Потерянный заряд после 60 дней хранения при 23-25°С, мАч

Относительная величина остаточного заряда после 60 дней хранения при 23-25°С, %

Емкость аккумулятора после 60 дней хранения в заряженном состоянии при температуре 23-25°С, мАч

(характеризует деградацию емкости аккумулятора)

Режим TEST

Внутреннее сопротивление на постоянном токе полностью заряженного аккумулятора, мОм

(Internal Resistance DC, fully charged)

Sanyo Eneloop HR-3UTG

2000

1998

1755

243

88

1988

47

Ansmann maxE

2100

2130

1816

314

85.3

2070

56

Olympus Camedia 1700

(HR на катоде, реальный OEM производитель - Sanyo)

1700

1813

1490

323

82.2

78.8

1793

50

Olympus Camedia 1700

(HR на катоде, реальный OEM производитель - Sanyo)

1700

1760

1325

435

75.3

1684

23

La Crosse Tech 2400

(реальный OEM производитель неизвестен)

2400

2460

1850

610

75.2

2450

37

Ansmann Digital Professional 2700

2700

2620

1844

776

70.4

2520

51

GP 270AAHC 2700

2700

2600

1060

1540

40.8

2510

53

GP 250AAHC 2500

2500

2230

459

1771

20.6

2140

56

GP 210AAHC 2100

2100

1800

1408

392

78.2

70.2

1722

37

GP 210AAHC 2100

2100

1818

1359

459

74.8

1692

40

GP 210AAHC 2100

2100

2000

1154

846

57.7

1884

37

Olympus Camedia 2100

(HR на катоде, реальный OEM производитель - Sanyo)

2100

1752

1040

712

59.4

58

1684

212

Olympus Camedia 2100

(HR на катоде, реальный OEM производитель - Sanyo)

2100

1742

988

754

56.7

1665

153

Samsung Pleomax 2700

2700

1915

1482

433

77.4

1853

90

В моем случае наиболее важной характеристикой аккумулятора является низкий саморазряд. И, согласно этому критерию, не только относительная величина остаточного заряда максимальна у Ansmann maxE, не сложно видеть, что через срок, больший 2-х месяцев и абсолютная величина остаточного заряда у него будет выше, чем у лидеров тестирования - La Crosse Tech 2400 и Ansmann Digital Professional 2700. Соответствие же реальной емкости заявленной и практически отсутстующее уменьшение "раскаченой" емкости после длительного хранения ставит Ansmann maxE в один ряд с таким качественным аккумулятором, как La Crosse Tech 2400 (очень жаль, что производитель последнего остался неизвестным).

И так мы видим нового чемпиона - это Sanyo Eneloop HR-3UTG! Кроме высочайшей "сохранности" заряда, они обладают минимальным внутренним сопротивлением и минимальной деградацией емкости.

Приведенные графики наглядно показывают, что в большинстве своем, аккумуляторы меньшей емкости обладают значительно меньшим саморазрядом (как абсолютным, так и относительным), и после длительного хранения у аккумулятора с меньшей реальной емкостью, величина его остаточного заряда может быть выше. Таким образом подтверждается теоретическое высказывание: "Подбор металлгидридных материалов, улучшающих водородные связи и уменьшающих коррозию сплава, позволяет уменьшить скорость саморазряда, однако при этом снижается энергетическая плотность аккумулятора (емкость при заданном объеме)". И наоборот.

Аккумуляторы GP 270AAHC 2700, GP 250AAHC 2500 (не говоря уже про Sanyo HR-3U 2500) можно однозначно отнести к браку, поскольку после первого измерения через 30 суток, наклон кривой остаточного заряда не только не уменьшается, а увеличивается еще больше, что совершенно не свойственно Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторам, у которых основной саморазряд происходит в течении первых суток прошедших после заряда.

С целью проверки заявленного свойства аккумуляторов Ansmann maxE, что они продаются полностью заряженными, и, косвено, оценки саморазряда (поскольку с момента производства до моего тестового эксперимента прошло наверняка более 2-х месяцев), я достал из упаковок 8 новых аккумуляторов Ansmann maxE и разряжал их с помощью зарядного устройства - анализатора Maha MH-C9000 током 500мА и 1000мА. Разряд происходил до напряжения 1В, что с практической точки зрения незначительно занижает результаты анализа по сравнению с разрядом до 0.9В, особенно при высоких значениях разрядного тока (0.5С) и с учетом того, что при разряде до напряжения 1В Ni-MH аккумулятор и так уже отдал 99% своей энергии.

Таблица 5. Оценка "заряженности" аккумуляторов Ansmann maxE:

Наименование аккумулятора

Заявленная емкость, мАч

Остаточный заряд у нового аккумулятора из упаковки при токе разряда 500мА, мАч

Остаточный заряд у нового аккумулятора из упаковки при токе разряда 1000мА, мАч

Ansmann maxE

1-ый экземпляр

2100

1787

1752

Ansmann maxE

2-ой экземпляр

2100

1763

Ansmann maxE

3-ий экземпляр

2100

1738

Ansmann maxE

4-ый экземпляр

2100

1718

Ansmann maxE

5-ый экземпляр

2100

1716

1702

Ansmann maxE

6-ой экземпляр

2100

1707

Ansmann maxE

7-ой экземпляр

2100

1701

Ansmann maxE

8-ой экземпляр

2100

1683

Спустя некоторое количество времени у меня появились долгожданные Sanyo Eneloop, которые также как и Ansmann maxE относятся к Ni-MH аккумуляторам с низким саморазрядом. И естественно, с целью оценки их заряженных свойств они также были подвергнуты тестированию.

Таблица 6. Оценка "заряженности" аккумуляторов Sanyo Eneloop:

Наименование аккумулятора

Заявленная емкость, мАч

Остаточный заряд у нового аккумулятора из упаковки при токе разряда 500мА, мАч

Остаточный заряд у нового аккумулятора из упаковки при токе разряда 1000мА, мАч

Sanyo Eneloop HR-3UTG

1-ый экземпляр

2000

1463

Sanyo Eneloop HR-3UTG

2-ой экземпляр

2000

1479

Результат меня не сильно воодушевил, но не будем списывать со счетов факт времени изготовления аккумуляторов - 06.2005, что наверняка больше, чем у Ansmann maxE (к сожалению на корпусе отсутствует дата изготовления аккумуляторов Ansmann maxE, так что о дате производства сужу по косвеным признакам).

Часть 2

Тестирование в экстремальных климатических условиях

Теперь перейдем к испытаниям в суровых климатических условиях. Посмотрим, как ведут себя "аккумуляторы-чемпионы" при отрицательных температурах. Для меня, как любителя зимних походов, этот показатель является крайне важным.

Перед тестированием аккумуляторы заряжались током 1000мА с помощью зарядного устройства - анализатора La Crosse BC-900. Измерение остаточного заряда производилось с помощью зарядного устройства - анализатора Maha MH-C9000 при разрядном токе 500мА и 200мА. Разряд происходил до напряжения 1В, что с практической точки зрения незначительно занижает результаты анализа по сравнению с разрядом до 0.9В, с учетом того, что при разряде до напряжения 1В Ni-MH аккумулятор отдал 99% своей энергии. Перед разрядом аккумуляторы охлаждались в течении 6-12 часов в морозильной камере современного No-Frost холодильника. Контроль температуры осуществлялся с помощью бытового термометра. Разряд осуществлялся в тех же условиях морозильной камеры при той же температуре. Maha MH-C9000 немного покрывался инеем, ЖК монитор "тормозил", но сам прибор честно выдержал испытания холодом :).

Таблица 7. Характеристики аккумуляторов при отрицательных температурах. Разряд током 500мА:

Наименование аккумулятора

Заявленная емкость, мАч

Реальная емкость после тренировки, мАч

при 23-25°С

Емкость аккумулятора при -12°С, мАч

Емкость аккумулятора при -20°С, мАч

Емкость аккумулятора при -25°С, мАч

Sanyo Eneloop HR-3UTG

2000

2020

1929

1869

1801

Sanyo Eneloop HR-3UTG

2000

1998

1899

1860

1797

Ansmann maxE

2100

2120

1798

1430

974

Ansmann maxE

2100

2110

1829

1784

1639

Ansmann maxE

2100

2080

1539

Ansmann maxE

2100

1997

1161

Ansmann maxE

2100

2030

1183

Ansmann maxE

2100

2040

1556

Ansmann maxE

2100

2000

1553

Ansmann maxE

2100

2030

1105

Ansmann maxE

2100

2020

1068

Olympus Camedia 1700

(HR на катоде, реальный OEM производитель - Sanyo)

1700

1789

1445

Olympus Camedia 1700

(HR на катоде, реальный OEM производитель - Sanyo)

1700

1803

1523

Ansmann Digital Professional 2700

2700

2510

2136

Ansmann Digital Professional 2700

2700

2580

1835

GP 210AAHC 2100

2100

1767

1414

GP 210AAHC 2100

2100

1794

1462

GP 210AAHC 2100

2100

1830

1409

GP 210AAHC 2100

2100

1697

1423

Видя, какой большой разброс емкости наблюдается при -20°С у Ansmann maxE, было принято решение провести дополнительное длительное тестирование при меньшем нагрузочном токе в надежде увидеть более стабильные параметры у аккумуляторов. Тем более что нагрузочный ток в 200мА больше соответствует нагрузочному току большинства походной электроники, включая навигаторы GPS, которые во время работы всегда "мерзнут" снаружи.

Таблица 8. Характеристики аккумуляторов при отрицательных температурах. Разряд током 200мА:

Наименование аккумулятора

Заявленная емкость, мАч

Реальная емкость после тренировки, мАч

при 23-25°С

Емкость аккумулятора при -25°С, мАч

Sanyo Eneloop HR-3UTG

2000

2020

1810

Sanyo Eneloop HR-3UTG

2000

1998

1803

Ansmann maxE

2100

2030

1524

Ansmann maxE

2100

2020

1492

Некоторая стабильность результатов наблюдается. Выборки с большим количеством аккумуляторов можно продолжать и дальше. Однако мне проведенного исследования вполне достаточно, чтобы знать о том, что в длительный поход, а тем более зимой, брать необходимо только Sanyo Eneloop HR-3UTG и ничего другого. О физике данного явления можно гадать долго (Sanyo использует "хитрый" не замерзающий электролит или еще что-то), но факт есть факт - Sanyo Eneloop HR-3UTG лучшие из тех, что я держал в своих руках. И это не смотря на то, что согласно документации рабочий температурный диапазон у Sanyo Eneloop HR-3UTG от 0 до 50°С а у Ansmann maxE - от -20 до 65°С :).

Категория: Все об аккумуляторах | Добавил: lofg .
Просмотров: 773 | Загрузок: 0 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Дизайн сайтов. Скачать шаблоны для Ucoz