Způsob testování akumulátorových článků

Testy provádím opakovaným nabíjením a vybíjením jednotlivých článků používaných v baterii elektromobilu.
Jeden úplný cyklus nabití a vybití odpovídá ujetí vzdálenosti na plné nabití baterie.
Udávaný dojezd na plné nabití dnes často překračuje 500 km, u některých aut i 700 km.

Reálný pochopitelně bývá menší, třeba jen kolem 400 km a na dálnici může klesat i ke 300 km, zejména v zimě.
https://fdrive.cz/clanky/realny-test-dojezdu-20-elektromobilu-v-zime-ktery-dojede-nejdal-5160

Protože obvyklá kapacita nových článků NCR18650B je 3.3 Ah, krásně to vychází že 1 dodaná Ah odpovídá 100 km.
Pokud nový článek při vybíjení dodá 3.3 Ah, počítám jako by auto ujelo 330 km.
Jestliže při dlouhodobéím testu kapacita klesla, článek dodá např. jen 2.3 Ah (70%), počítám jako by ujelo 230 km.

K nabíjení článků používám standardní lineární obvod TC4056A, napájený z 5V adaptéru, který články nabíjí proudem 1A.
Po dosažení napětí 4.2V se nabíjecí proud začne snižovat a po poklesu na 0.1A se nabíjení ukončí.
Přesně podle specifikace výrobce, podobně jako v elektromobilu, zpomalení v závěru nabíjení Li-Ion baterie vyžadují.

Vybíjení je jednodušší, do žárovky, proudem až 1.2A, ta svou V/A charakteristikou zajistí menší kolísání proudu při snižujícím se napětí článku.
Ukončí se při poklesu na 2.5V, opět podle doporučení výrobce.
V autech se kapacita nevyužívá na 100%, výrobci ponechávají rezervu pro zvýšení životnosti.
Po každém nabití/vybití je pauza 15 minut (Panasonic při měření dělá pauzu 20 minut).
U částečných cyklů nabíjení jsem pauzu zkrátil, aby se měření příliš neprodlužovalo.

Tato rychlost nabíjení a hlavně vybíjení se podobá běžnému provozu elektromobilu.

Při každém nabíjecím/vybíjecím cyklu se pomocí obvodu INA219 (12-bitový A/D převodník) měří napětí i proud článku.
Měření se provádí každou sekundu, minutové průměry se ukládají do grafů (dole) a v průběhu měření se ukládají "logy".
Tam jsou také datumy, časy a napětí dosažená při nabíjení a vybíjení a hlavně energie odebraná z článku při každém vybíjecím cyklu.
"Ujeté" km se počítají ze skutečně odebrané energie v průběhu vybíjení.

U článků vybíjených na méně než 100% se ukládá také přepočtená kapacita, tato data jsou podkladem pro tabulku (tu občas doplňuji ručně).
Vlastní měření je automatické, pomocí procesorů ESP8266, zpracování naměřených dat pro grafy probíhá automaticky na serveru.

Tester používaný k měření Li-Ion článků Panasonic NCR18650B

Tester bez osazeného procesoru ESP8266:

S osazeným procesorem a v provozu (vybíjení):

Schema zapojení

Po kliknutí uvidíte obrázky v plném rozlišení.

Aktualizace dne  07.09.2024