電動工具電池包的内阻測試
(曾廣倫)
因為有了電池電動工具,我的電池包數量不斷增多。因為生怕電動工具使用中沒電,還自制了不少電池包。又因為買了電池内阻測試儀,決定要對所有電池包進行一次内阻測試,企圖能從測試中獲得一些需要的東西。
愛瑪電動自行車上的電池,是我使用的電池裡能力最強的。48V/20Ah。它的内阻有多大呢?借助LQ1060S的強大能力,一測,内阻40mΩ,電壓50V。一個13串的電池組,隻有40mΩ,單節電池的内阻隻有3.07mΩ。如果用這種電池做電動工具的電池,5串之後的内阻不足16mΩ。
在我的電池包裡,有5串,5節,21V的;也有5串2并,10節,21V的;還有5串3并,15節,21V的(這個21V,是指電池充滿電的标稱值。下同)。
為了區分不同的電池包:
用字母A系列代表5串3并,15節,21V的電池包;
用字母B系列代表5串2并,10節,21V的電池包;
用字母C系列代表5串,5節,21V的電池包。
買來的電池包簡稱(買);自制的電池包簡稱(制)。
A系列電池包用LQ1060S電池内阻測試儀測得資料如表:
序
内阻(mΩ)
電壓(V)
A1(買)
40
20.4
A2(制)
40
20.4
A3(制)
60
20.9
A4(制)
41
20.7
A5(制)
62
19.2
A6(制)
77
20.54
A7(制)
73
21.17
A8(買,牧田卡口)
49
20.7
A9(15節,買,牧田卡口 84元)牧田卡口
80
20.1
A10(制,15節5串3并)牧田卡口
70
19.7
A11(買15節5串3并 124元)牧田卡口
36
20.7
A12(買10節5串2并)牧田卡口
46
17.2
A13(自制15節5串锂電池大藝卡口2023年2月5日)
48
18.6
表中A6,A7電池包是由電動自行車電池組拆機制作,單隻18650電池的内阻都在30mΩ附近。理論内阻應該在50mΩ。分攤到每一節電池的内阻40多毫歐,偏大了。
B系列(10節電池,5串兩并)5個電池包用LQ1060S電池内阻測試儀測得資料如表:
序
内阻(mΩ)
電壓(V)
B1(買)
81
20.2
B2(買)
104
20.7
B3(制)
47
20.2
B4(制)
53
20.6
B5(制)
67
20.7
B6(買)
112
20.8
B7(制)
117
20.8
B8(買,10節2并牧田卡口)
46
17.2
B9(自制,10節2并大藝卡口)
39(單節電池内阻小于12mΩ)
19V
内阻能夠小到46mΩ,說明每一節電池的内阻必須小于20mΩ。
C系列(5節5串)6個電池包用LQ1060S電池内阻測試儀測得資料如表。如果單節電池内阻為24mΩ,5串就為120mΩ。
序
内阻(mΩ)
電壓(V)
C1(買)
0.22Ω
20
C2(買)
0.28Ω
20
C3(買)
105
20
C4(制)
104
20
C5(制)
0.37Ω
20
C6(制)
0.31Ω
20
單節電池比較好的内阻為14mΩ,5串就是70mΩ。假如用這樣的電池制作15節,5串3并的電池包,其理論内阻為70÷3=23.3mΩ。這應該是非常好的電池包了。
自制電池包時,我使用的電池多數是從拼多多上購買的,其中松下3400mAh的18650電池最多。這種電池,同樣使用LQ1060S内阻測試儀測試單節電池的内阻,大多數内阻符合店主承諾的24mΩ左右。
據此計算,5節電池串聯,内阻不小于120mΩ。
10節電池使用5串2并方式的電池内阻,内阻應不小于60mΩ。
15節電池使用5串3并方式的電池内阻,内阻應不小于40mΩ。
我也曾經在拼多多上買過15節18650拆機電池。店主說他的電池内阻在14mΩ左右,容量在2000mA。價格也是8塊錢左右。買回來一測,果然如此。
按此計算,5串21V的電池包,内阻應該不小于70mΩ。
5串2并21V的電池包,内阻應該不小于35mΩ。
5串3并21V的電池包,内阻應該不小于25mΩ。
為什麼用“内阻應該不小于”這樣的字呢?因為電池包組成過程,還會有很多連接配接,電阻隻會增大絕不會減少。比如電池間連接配接的鎳片,電阻很明顯。我曾經測量過常見鎳片的電阻:到底鍍鎳片的電阻有多大呢?
從剛買回來的厚度0.1mm,寬度8mm的鍍鎳帶裡(點焊機用),剪出3米,用毫歐表(LQ1060S)和四位數字萬用表測量其電阻。毫歐表測得電阻為0.4018Ω。兩個數字萬用表(ZOYI ZT100;UT33D+)測得電阻隻有兩位數:0.4Ω。
以上資料是3米長的鍍鎳片的電阻,如果鍍鎳片的長度隻有10mm(兩個焊點之間的距離),這時的電阻為1.34mΩ。做過電池包的帥哥,可以想象一下,一個電池包裡,使用了多少個超過10mm的鍍鎳片連接配接片。
一旦進入到毫歐級,連接配接使用什麼材料的導線,測試怎樣保證接觸可靠,都成為不可忽略的問題。我甚至擔心用鎳片連接配接電池都會增大電池包的内阻。進入到毫歐級測試,準确性已經很難保障。同一件物品,多次測量,資料都不一樣,習以為常。是以,以上測量,僅供參考。
一節完全新的18650電池,假如容量是3400mAh,它的内阻是多少呢?有人說,4mΩ。我沒有玩過,不敢說對或錯。有人問:18650内阻多少正常?網友說:目前表現比較出色的18650電池的内阻大約在12毫歐左右,而一般在13-15毫歐左右。我目前從拆機18650電池裡,測得的最小内阻是14mΩ。
個人判斷:目前市場上出現的18650電池,絕大部分都是拆機的。應該說,拆機的大多數電池還是能夠使用的。老實說,全新的當然好,但是絕大多數人都會因為貴,買不起或者說用不起。我看,這些拆機二手18650電池,最适合和我類同的人使用。
近日,想起那個性能明顯下降,已經從電動自行車上拆下來不用的48V12A電池組。解剖後發現它是由78節18650電池按13串6并的方式進行組裝的。決定拆解它們,組裝幾個21V5串2并的電動工具锂電池包。測量内阻時發現,這些電池内阻多數在28mΩ左右(之前買過的拆機18650電池内阻分别有14mΩ和24mΩ的。可見,28mΩ内阻相對大一些,也認為這些電池的品質不是太好)。容量标稱是2000mAh。按單節電池内阻28mΩ計算,5串2并的電池包,内阻應該在70mΩ以上。完成組裝并充滿電後,用LQ1060S電池内阻測試儀測試,兩個電池包内阻分别為:72mΩ;80mΩ。
我的這些電池包,都是廉價的。據說一節全新的18650電池,即使2000mAh,價格也要40元左右。如果用它組成一個15節5串3并的電池包,僅電池的成本就600元了!有幾個人舍得買?又有幾個人能用得起?電池電動工具,我幾乎天天都在用,但基本上都是玩,多數僅僅工作幾分鐘或半個小時。是以,我從來沒有遇到過使用過程斷電的情況。有電池電動工具,做事就非常友善。比如,要在牆上打孔,不需要拉電線,站在椅子上,用電池沖擊鑽幾分鐘就能搞掂了。又比如鋸木闆,甚至是給木箱開蓋,用電池切割機外加一條靠山,瞬間就能完成切割。我現在使用的電鑽,全部都是電池的。電池電動工具,真是太友善了。(曾廣倫)