Про пристрої вимірювання ємності Li-ion акумуляторів 18650

Іноді виникає потреба розуміти, а якою є реальна ємність мого акумулятора (АКБ)? Всім відомо, що виробники акумуляторів бувають різні і не завжди вказують на реальну ємність на корпусі батареї. Також ми знаємо, що будь-який акумулятор має свій термін служби, який обмежується не лише кількістю циклів розряду-заряду та умовами експлуатації, але й природним зношуванням навіть, якщо він не використовується (до 5 років).

Зважаючи на це питання, ми вирішили провести тест декількох девайсів, здатних виміряти ємність Li-Ion акумуляторних батарей. Для тесту ми придбали декілька таких приладів. Далі ми розглянемо процес виміру ємності кожному з них.
Вимір проводитимемо на одному з наших тестових акумуляторів Fenix ARB-L18-2600 ємністю 2600 мА/год, по черзі на кожному пристрої.

Першим перевіримо ємність нашої АКБ USB-тестером

Коротко охарактеризуємо прилад:

• пристрій вимірює струм і напругу під час заряджання АКБ і з урахуванням витраченого часу розраховує ємність АКБ при заряді;
• виконаний у форматі USB-флешки, з двома роз'ємами USB, вхідний порт IN - підключаємо напругу живлення (блок живлення 5 V 2 A, PowerBank, USB порт комп'ютера краще не використовувати), вихідний порт OUT - підключається USB зарядний пристрій з АКБ ;
• має вбудований дисплей, на якому відображає значення вхідної напруги (V), струму зарядки (A), час зарядки (T) та ємність (mAh);
• для скидання показань є кнопка Reset.

Підключаємо до входу IN напругу живлення 5 V, до вихідного порту підключаємо USB зарядний пристрій (ми використовуємо Fenix ARE X1).

У зарядний пристрій встановлюємо попередньо розряджену АКБ (під час тесту АКБ буде заряджатися). Після встановлення батареї починається її тест.

Підключати АКБ безпосередньо до USB-тестер заборонено, т.к. він не формує необхідну напругу та струм для зарядки АКБ, а лише транслює вхідну напругу на свій вихід. Після завершення тесту бачимо, що ємність АКБ становить 2527 мА/год, час проходження тесту - 5 год 33 хв.

Тепер перевіримо ємність нашої тестової АКБ другим девайсом.

Коротко охарактеризуємо його:

• являє собою плату, модуль (без корпусу)



на платі є цифровий дисплей, три кнопки (ОК, +, -), три світлодіодні індикатори (Ah, A, V), клемна колодка для підключення навантаження і АКБ, роз'єм micro-USB для підключення живлення пристрою (5 В 100мА, можна використовувати USB-порт комп'ютера або зарядний пристрій від телефону);
• Девайс розраховує ємність АКБ у процесі її розряду на навантаження.

Перед проведенням вимірювання ємності АКБ бажано калібрувати пристрій (рекомендується виробником). Для цього необхідно послідовно виконати такі дії:

• до клем R підключаємо резистор 5 Ом (використовуємо 2 резистора 7R5 5W з комплекту, з'єднавши їх паралельно);
• одночасно затиснувши всі три кнопки на платі, підключаємо живлення до microUSB;
• після входу в режим калібрування дисплей показує 0u0А;



• коротко з'єднуємо позитивну та негативну клеми входу та натискаємо кнопку "ОК";



• дисплей показує J10u, далі на клеми “IN+” та “IN-” подаємо напругу 10 В та натискаємо кнопку "ОК'.



• На даному та наступних етапах навантажувальні резистори будуть сильно нагріватися більше 100 * С - роботи проводити уважно та швидко, забезпечивши вільний простір навколо резисторів. Якщо буде потрібна перерва-затримка в роботі, то необхідно відключити від плати напругу 10 В;



• дисплей показує J2.0A - у розрив живлення (10 В) підключаємо Амперметр, подаємо напругу 10 В на клеми “IN+” та “IN-” і звіряємо показання Амперметра, при невідповідності струму 2 А регулюємо напругу, встановлюючи струм 2 А та натискаємо кнопку "ОК";



• калібрування закінчено.

Тепер приступимо безпосередньо до перевірки ємності АКБ. Підключаємо попередньо повністю заряджену батарею до клем “IN+” та “IN-”, дотримуючись полярності. Далі підключаємо навантаження до клем, та живлення до micro-USB. Модуль показуватиме напругу акумуляторної батареї.

Потім кнопками “+”, “-” ми встановлюємо величину напруги завершення розряду 3 В (якщо пропустити цей крок, модуль встановить цей параметр автоматично, але ми вирішили перестрахуватися).

При проходженні тесту резистори навантаження будуть сильно грітися (близько 70 * С), необхідно враховувати цей факт, забезпечивши вільний простір навколо них. Для початку процесу вимірювання натискаємо кнопку ОК. Під час тесту дисплей по черзі відображає поточні параметри АКБ, ємність – Аh, струм – А, напруга - V.

Після закінчення тесту дисплей починає блимати і відображає ємність АКБ A/год.

Місткість нашої АКБ склала 2662 мА/год. Напруга на батареї (без навантаження) після проходження тесту склала 3,3 В.

Після проходження двох тестів ми бачимо, що ємність нашої тестової АКБ знаходиться в допустимих межах від вказаної на корпусі виробником, також про це свідчать показання нашого штатного приладу для попереднього тесту ємності акумуляторних батарей.

Спосіб вимірювання ємності АКБ при розряді вважаємо більш правильним, ніж при зарядці через те, що вимірюються параметри батареї безпосередньо при її роботі під навантаженням.

У цій статті ми розглянули питання, як виміряти ємність Li-ion акумуляторної батареї 18650 на прикладі двох пристроїв, що є у вільному продажу та переконалися в реалістичності зазначених параметрів на нашій тестовій батареї Fenix ARB-L18-2600.