电动工具电池包的内阻测试
(曾广伦)
因为有了电池电动工具,我的电池包数量不断增多。因为生怕电动工具使用中没电,还自制了不少电池包。又因为买了电池内阻测试仪,决定要对所有电池包进行一次内阻测试,企图能从测试中获得一些需要的东西。
爱玛电动自行车上的电池,是我使用的电池里能力最强的。48V/20Ah。它的内阻有多大呢?借助LQ1060S的强大能力,一测,内阻40mΩ,电压50V。一个13串的电池组,只有40mΩ,单节电池的内阻只有3.07mΩ。如果用这种电池做电动工具的电池,5串之后的内阻不足16mΩ。
在我的电池包里,有5串,5节,21V的;也有5串2并,10节,21V的;还有5串3并,15节,21V的(这个21V,是指电池充满电的标称值。下同)。
为了区分不同的电池包:
用字母A系列代表5串3并,15节,21V的电池包;
用字母B系列代表5串2并,10节,21V的电池包;
用字母C系列代表5串,5节,21V的电池包。
买来的电池包简称(买);自制的电池包简称(制)。
A系列电池包用LQ1060S电池内阻测试仪测得数据如表:
序
内阻(mΩ)
电压(V)
A1(买)
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(买,牧田卡口)
49
20.7
A9(15节,买,牧田卡口 84元)牧田卡口
80
20.1
A10(制,15节5串3并)牧田卡口
70
19.7
A11(买15节5串3并 124元)牧田卡口
36
20.7
A12(买10节5串2并)牧田卡口
46
17.2
A13(自制15节5串锂电池大艺卡口2023年2月5日)
48
18.6
表中A6,A7电池包是由电动自行车电池组拆机制作,单只18650电池的内阻都在30mΩ附近。理论内阻应该在50mΩ。分摊到每一节电池的内阻40多毫欧,偏大了。
B系列(10节电池,5串两并)5个电池包用LQ1060S电池内阻测试仪测得数据如表:
序
内阻(mΩ)
电压(V)
B1(买)
81
20.2
B2(买)
104
20.7
B3(制)
47
20.2
B4(制)
53
20.6
B5(制)
67
20.7
B6(买)
112
20.8
B7(制)
117
20.8
B8(买,10节2并牧田卡口)
46
17.2
B9(自制,10节2并大艺卡口)
39(单节电池内阻小于12mΩ)
19V
内阻能够小到46mΩ,说明每一节电池的内阻必须小于20mΩ。
C系列(5节5串)6个电池包用LQ1060S电池内阻测试仪测得数据如表。如果单节电池内阻为24mΩ,5串就为120mΩ。
序
内阻(mΩ)
电压(V)
C1(买)
0.22Ω
20
C2(买)
0.28Ω
20
C3(买)
105
20
C4(制)
104
20
C5(制)
0.37Ω
20
C6(制)
0.31Ω
20
单节电池比较好的内阻为14mΩ,5串就是70mΩ。假如用这样的电池制作15节,5串3并的电池包,其理论内阻为70÷3=23.3mΩ。这应该是非常好的电池包了。
自制电池包时,我使用的电池多数是从拼多多上购买的,其中松下3400mAh的18650电池最多。这种电池,同样使用LQ1060S内阻测试仪测试单节电池的内阻,大多数内阻符合店主承诺的24mΩ左右。
据此计算,5节电池串联,内阻不小于120mΩ。
10节电池使用5串2并方式的电池内阻,内阻应不小于60mΩ。
15节电池使用5串3并方式的电池内阻,内阻应不小于40mΩ。
我也曾经在拼多多上买过15节18650拆机电池。店主说他的电池内阻在14mΩ左右,容量在2000mA。价格也是8块钱左右。买回来一测,果然如此。
按此计算,5串21V的电池包,内阻应该不小于70mΩ。
5串2并21V的电池包,内阻应该不小于35mΩ。
5串3并21V的电池包,内阻应该不小于25mΩ。
为什么用“内阻应该不小于”这样的字呢?因为电池包组成过程,还会有很多连接,电阻只会增大绝不会减少。比如电池间连接的镍片,电阻很明显。我曾经测量过常见镍片的电阻:到底镀镍片的电阻有多大呢?
从刚买回来的厚度0.1mm,宽度8mm的镀镍带里(点焊机用),剪出3米,用毫欧表(LQ1060S)和四位数字万用表测量其电阻。毫欧表测得电阻为0.4018Ω。两个数字万用表(ZOYI ZT100;UT33D+)测得电阻只有两位数:0.4Ω。
以上数据是3米长的镀镍片的电阻,如果镀镍片的长度只有10mm(两个焊点之间的距离),这时的电阻为1.34mΩ。做过电池包的帅哥,可以想象一下,一个电池包里,使用了多少个超过10mm的镀镍片连接片。
一旦进入到毫欧级,连接使用什么材料的导线,测试怎样保证接触可靠,都成为不可忽略的问题。我甚至担心用镍片连接电池都会增大电池包的内阻。进入到毫欧级测试,准确性已经很难保障。同一件物品,多次测量,数据都不一样,习以为常。所以,以上测量,仅供参考。
一节完全新的18650电池,假如容量是3400mAh,它的内阻是多少呢?有人说,4mΩ。我没有玩过,不敢说对或错。有人问:18650内阻多少正常?网友说:目前表现比较出色的18650电池的内阻大约在12毫欧左右,而一般在13-15毫欧左右。我目前从拆机18650电池里,测得的最小内阻是14mΩ。
个人判断:目前市场上出现的18650电池,绝大部分都是拆机的。应该说,拆机的大多数电池还是能够使用的。老实说,全新的当然好,但是绝大多数人都会因为贵,买不起或者说用不起。我看,这些拆机二手18650电池,最适合和我类同的人使用。
近日,想起那个性能明显下降,已经从电动自行车上拆下来不用的48V12A电池组。解剖后发现它是由78节18650电池按13串6并的方式进行组装的。决定拆解它们,组装几个21V5串2并的电动工具锂电池包。测量内阻时发现,这些电池内阻多数在28mΩ左右(之前买过的拆机18650电池内阻分别有14mΩ和24mΩ的。可见,28mΩ内阻相对大一些,也认为这些电池的质量不是太好)。容量标称是2000mAh。按单节电池内阻28mΩ计算,5串2并的电池包,内阻应该在70mΩ以上。完成组装并充满电后,用LQ1060S电池内阻测试仪测试,两个电池包内阻分别为:72mΩ;80mΩ。
我的这些电池包,都是廉价的。据说一节全新的18650电池,即使2000mAh,价格也要40元左右。如果用它组成一个15节5串3并的电池包,仅电池的成本就600元了!有几个人舍得买?又有几个人能用得起?电池电动工具,我几乎天天都在用,但基本上都是玩,多数仅仅工作几分钟或半个小时。因此,我从来没有遇到过使用过程断电的情况。有电池电动工具,做事就非常方便。比如,要在墙上打孔,不需要拉电线,站在椅子上,用电池冲击钻几分钟就能搞掂了。又比如锯木板,甚至是给木箱开盖,用电池切割机外加一条靠山,瞬间就能完成切割。我现在使用的电钻,全部都是电池的。电池电动工具,真是太方便了。(曾广伦)