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测试手记____YLEEE 18650 充电器非专业测试(已全部发布完毕)

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发表于 2012-7-4 15:47 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 BlueNight 于 2012-7-4 21:27 编辑

    听到老王搞新版 18650 充电器测试,便兴冲冲的报名参加,虽然我在电子原理方面不是专业人士,但从小学4年级就开始自己折腾,一路走来少少的电子经验还是有的,重在参与嘛。
下面言归正传,对新版 YLEEE 18650 充电器进行一次实测。

      一、测试思路
      从实用性出发,YLEEE 推出这款充电器其实已经初步商业化,那么使用者多数将是一般用户,他们用充电器的唯一目的就是给电池充电,而对于充电原理等并不在意。所以此次测试的重点设计在以下几个方面:
      1、充电耗时(充电速度);  2、充电完毕电池端电压(是否过充或充电不足); 3、充电饱和度(是否冲入足够电量); 4、充电过程电池温度(这会直接关系电池寿命及安全)。
      基于以上4点,也是一般充电器使用者最关心的几个方面,因此对应在实际测试中测量以上几组参数,同时用标称参数相同的三星 4.2V 750mA 充电器进行比较,通过数据对比给使用者直观的感受。

      具体测试为:
      1、用石英计时器对全部充电过程进行计时,计时为充电开始至充电器转灯,精确到分;
      2、EBC 全程监控充电电压,对充电完毕电池,用 Thurlby 1503 4位半表进行测量,舍去末位估算数字后,精确到小数点后2位,即 4.××V;
      3、对充电完毕电池,以恒流 1A 放电方式,放电至 3.00V,计算电池实际放电容量;
      4、使用双温温度计,记录环境温度及充电时电池表面温度,记录电池表面温度最高值。

      需要说明的是,由于前几位朋友对充电过程的电流变化已经有了详细说明,同时考虑串入电流表会造成测量值与电池端电压微小误差,此次测试不再进行充电过程中的电流监控。

      二、测试工具、被测试电池
      本次测试用到的工具为:Thurlby 1503 4位半表、EBC 充放电仪、精创 MT-1双温温度计、石英计时器。
      本次被测试电池为:      三洋 紫头 18650 电池(标称容量:2200mAh,购于 YLEEE)。

      三、测试前准备工作及工具校准
      1、测试前,拆开 YLEEE 充电器进行检查,重点检查连线及焊接情况,同时对负极五金进行加焊,减小接触电阻。
      
      负极电池五金,未加焊时
       1.JPG
  
      负极电池五金,加焊后
       2.JPG

      检查连线焊接情况,实话说,这款充电器焊接质量不尽如人意,尤其这个加焊电阻,导线与电阻的焊接十分马虎,经过轻微摇晃,已经脱焊,且连接处无任何绝缘措施,是个不小的安全隐患,也极显“山寨”特色
       2-1.JPG
      
      改动过的充电器内部:所有连线重新焊接,同时加焊电阻的那条导线用热缩管包裹
       3.JPG

       4.JPG
      
      工具校准:
      本次测量的两个重要电压表:Thurlby 1503 4位半表和 EBC 充放电仪,使用自制的美信 MAX6350(芯片从美信公司申请,保真)进行粗略校准,基准电压参数为 4.999-5.001V

      实测
       5.JPG

     EBC 实测值
       6.JPG

      Thurlby 1503 实测值
       7.JPG

      关于校准和取值:因为 EBC 分辨率只有 3位半,最后一位示值已经为估计数,故不再对其进行修正,而且 EBC 也只是在充电过程中记录充电曲线,电压同时由Thurlby 1503 进行校正,Thurlby 1503 分辨率为4位半,与基准相同且与基准有 -0.010~-0.012的误差,考虑最后一位为估计值,粗略定修正值为 +0.01V。



      

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 楼主| 发表于 2012-7-4 15:47 | 显示全部楼层
本帖最后由 BlueNight 于 2012-7-4 18:25 编辑

四、充电
      充电前将被测量电池用 EBC 以 1A 恒流方式放电至 3.00V,放置一段时间后开始充电测试。

      充电前,电池端电压
       8.JPG

      充电开始,按下计时器,EBC 开始监测全程电压,温度计开始测试环境温度及电池表面问题,来个全景图
       9.JPG

      1、电池温度
      充电全程,电池温度在充电中期达到最高值,测试环境是在空调环境,温度计显示为 38℃左右,如果在非空调环境,电池表面温度估计会超过 40℃.
       10.JPG

      2、充电转灯前最高监测电压
       14.JPG

      转灯后,监测电压
       15.JPG

      转灯后,拆下电池,电池端电压
       12.JPG

      3、转灯计时
       13.JPG

      4、充电曲线及分析
       一乐 充电曲线.JPG

      分析:充电过程基本和线性充电一致,充电电压至 4.248V 时(Thurlby 1503 数据),充电电压保持,看充电曲线后期有一个平坦期,此时为限压模式,充电电流逐步减小;该平台持续一段时间后,当充电电流小于 0.1A 时,充电器转绿灯,充电结束,此时测量电池端电压为 4.228V
      根据上面的校准情况,Thurlby 1503 可能存在一个 +0.01V 的修正值,修正后并舍弃末位估算值后,这两个电压分别为:4.25V4.23V。其 4.25V 左右的限压平台应该和 YLEEE 的硬件改动有关,但是是否加快了充电速度不能下结论(这个看后面与三星的对比),该充电器充电耗时为 3h41m。同时充电结束电池端电压为 4.23V,基本是安全的,放置较长一段时间后,这个值应该更接近 4.20V,但由于需要放电测试,故没有进行进一步的测试。充电过程温度在可接受范围,在 40℃ 左右(非空调环境),对于 750mA 充电电流来说,应该正常,但对电池寿命有何影响,在此不能下定论。
      以上是 YLEEE 充电器的非专业测试,下篇将用 三星 4.2V 750mA,即与 YLEEE 同标称参数的充电器,一一对应的进行对比及数据分析。
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 楼主| 发表于 2012-7-4 15:48 | 显示全部楼层
本帖最后由 BlueNight 于 2012-7-4 21:15 编辑

对比篇

      对比充电器为 三星 4.2V 750mA 线充,并加装进 18650 塑料外壳(充电板及塑料外壳均购自 YLEEE),只是加了 2.2K 识别电阻,硬件未作任何改动,充电器负极五金同样用焊锡加焊,测试工具与上面相同,测试空调环境相同。

      一、对比充电器及测试前准备

      充电器外观
       16.jpg

      充电器内部
       17.jpg

      充电前,同一节三洋紫头电池用 EBC 1A 恒流放电至 3.00V 。

      二、充电
      测试设备同前,全景照片如下
       18.jpg

      充电过程中,随时监测电压及温度,前期充电曲线一切正常,充电中期,电池表面最高温度为 37℃ 左右,与 YLEEE 充电器相当,无空调环境下,应该也会超过 40℃ 。
      
      随着电池电压的逐渐升高,雷人的故事开始了......

     在 EBC 的实时监测下电压曲线逐步抬高,一直抬高,Thurlby 1503 检测的电压超过 4.200V 了,超过 4.234V 了,超过 4.250V 了,超过 4.260V 了,超过 4.272V 了,超过...... 最高到了 4.300V 了 ,这电压把我是雷得外焦里嫩,这是怎么了,电压攀升到最高点后,啪,随即转灯了,基本没有限压平台,难道这是电压判停??? 转灯后 监测电压为 4.241V ,拆下电池,电池端电压 4.224V ,充电过程总体耗时 3h08m

      测试温度
       20.jpg

      Thurlby 1503 各点监测电压
       21.jpg

       22.jpg

       23.jpg

       24.jpg

      转灯前最高电压,也是终止充电电压,达到这电压后立刻转灯,无明显限压平台
       25.jpg

      转灯后监测电压
       26.jpg

      拆下电池后,电池端电压
       27.jpg

      充电结束计时
       28.jpg

      三、充电曲线及初步分析

       三星 充电曲线.JPG

      分析:从全程充电曲线来看,充电过程电压一直不断升高,在电压高点,甚至越过锂电理论上的安全电压 4.25V ,但是考虑到线阻、接触电阻、电池内阻等因素,还是可以接受的,但是电压到此处并没用停止,而是一直攀升到 4.300V ,考虑到 1503 的修正值,高位电压也应该 在 4.30V 左右,而且并没用明显的限压平台,在线性充电器中,均会出现一个类似恒压状态的电压恒定平台,充电电流会逐步减少到判停状态;而这片三星充电板却没有出现这个过程,或者说这个过程及其短暂。转灯后,电池端电压为 4.224V,加上 1503 修正值,电压在 4.23V ,也是可以接受的,电池放置一段时间后,电压应该还会有所下降。而三星的充电耗时仅仅为 3h08m,比 YLEEE 充电器快了近 40m,是不是较高的充电平台造成的,有待探讨。
      经过以上简单分析,看来 YLEEE 源自摩托罗拉的充电板,和来自三星同指标参数的充电板,在充电过程及几个关键技术参数还是有蛮大的差别,但是也不排除我手头的充电板的个别现象,欢迎有同样充电板的朋友进行测试。

      充电后放电容量测试
      
      充电后电池容量,是使用者比较关心的问题,这两款充电器充电转灯后,用 EBC 1A 恒流放电至 3.00V,得出放电曲线

      YLEEE 放电曲线
       一乐 放电曲线.JPG

      三星 放电曲线
       三星 放电曲线.JPG

      从两张放电曲线可以看出,这枚标称为 2200mAh 的三洋紫头 18650 电池,用两款充电器充电后放电均放出了约 2200mAh 的电量,两者相差不大,仅为 10mAh。
      
      YLEEE 放电时间为:2h12m54s    放出电量为:2215mAh
      三星    放电时间为:2h12m17s    放出电量为:2205mAh

      总结篇
     
       最后用此次测试的主要参数列表做一个总结,大家可以自己做比较,当然这仅仅只是我个人的测试,不代表整体情况。

       未命名.JPG
      
      致谢篇
      
      首先感谢老王组织这次充电器测试活动,而我有幸参与其中,我个人电子理论水平不高,最多属于焊机派。通过这次活动,老王及论坛的朋友在充电原理及充电过程控制方面给予了我很多指点,收益颇多,在此一并感谢论坛的朋友。
      至此,我为其两天的非专业测试全部结束,文中有错误的地方欢迎各位朋友指正,谢谢!
  

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发表于 2012-7-4 18:51 | 显示全部楼层
顶,高手。
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发表于 2012-7-4 19:17 | 显示全部楼层
这个测试比较全面
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发表于 2012-7-5 11:07 | 显示全部楼层
文字表达能力非常棒。受益了,谢谢!
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发表于 2012-7-5 11:34 | 显示全部楼层
比较全面的评测,自愧不如啊
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