Очередное большое исследование производительности батарей и аккумуляторов? - остерегайтесь 7 смертных грехов, совершаемых тестировщиками. Когда тест является достоверным/ценным? Проверьте нашу шпаргалку.

На мой взгляд, вышеупомянутая проблема отнюдь не возникает непосредственно из-за „спонсирования” тестов или попыток повлиять на их результаты. В большинстве случаев определенно виноваты упущения и ошибки, допущенные тестировщиками и рецензентами.

Мы регулярно указываем на повторяющиеся ошибки, которые могут легко подорвать доверие к большинству тестов, найденных в Интернете.

1. Сильно случайные условия тестирования → отсутствие повторяемости результатов

Сравнимые, повторяемые условия тестирования, вероятно, являются самым важным отправным пунктом для проведения любых сравнительных исследований. К сожалению, чаще всего допущенная ошибка тестирующими имеет свои корни в этих основах.

Например, типичный тестер алкалиновых батарей AA/AAA LR6/LR03 часто располагает продвинутой „машинкой” - точным электронным нагрузочным устройством, где с большой точностью можно задать ток разряда/мощность разряда или смоделировать любое сопротивление нагрузки. Испытуемые батареи помещаются в корзину, корзина подключается к нагрузке, и производится измерение.

И здесь возникает неочевидная проблема – типичные корзины/держатели для батарей предназначены для очень низких нагрузок. При приложении нагрузок типа 300 мА и выше падения напряжения на пружинах, зажимах, наконец, на тонких измерительных проводах так велики (иногда достигающие десятой доли вольта), что процентные различия в полученном времени работы/измеренной емкости могут достигать двузначных значений. В таких конфигурациях даже получение тех же результатов в последующих повторениях теста одной и той же батареи очень трудно. При ошибках измерения порядка 10% и выше сравнение результатов теряет всякий смысл.

Решением этой проблемы является использование корзины/держателя высокой мощности и подведение четырех измерительных проводов (отдельные линии для измерения напряжения и тока), где точка для измерения напряжения расположена как можно ближе к полюсам тестируемой батареи. Сколько раз вы видели это выполненным в такой конфигурации с 4 измерительными проводами? Наверняка, как и я, вы видели это редко или, возможно, вообще никогда.

В типичном популярном тесте даже лучшее, самое точное электронное нагрузочное устройство не поможет, если мы не проследим за определенным измерением напряжения непосредственно с батареи/аккумулятора. В типичном сценарии тестирования для элементов AA/AAA дешевая брендовая зарядка с функцией разряда и измерения емкости обеспечит более повторяемые условия тестирования.

4. Отсутствие информации о возрасте исследуемых аккумуляторов

К сожалению, тестерам часто не хватает базовых знаний о продуктах, которые они тестируют.

Даже специалист высшего качества, электронщик, который располагает соответствующим оборудованием для проведения тестов, который знает, как позаботиться о возможно низкой измерительной неопределенности, не проведет тест правильно, если не позаботится о продуктах, произведенных в аналогичный период.

Допустимая по нормам, устойчивая деградация новых, неиспользуемых аккумуляторов Ni-MH может достигать 30% уже после 12 месяцев с момента первоначальной полной зарядки. Конечно, ни один из брендовых аккумуляторов не стареет так быстро, однако особенно самые емкие аккумуляторы явно стареют со временем, независимо от того, насколько интенсивно они используются.

То же самое касается алкалиновых батарей, где в зависимости от условий хранения они могут терять от 3 до 10% емкости ежегодно, а также ухудшается их напряженческая характеристика (такие элементы достигают более низкого напряжения и отдают меньше энергии).

6. Тестовая процедура – а на самом деле ее отсутствие

Просматривая большинство тестов, можно получить впечатление, что автор считает, что располагает идеальным оборудованием для теста батарей/аккумуляторов, и ничто не мешает провести такой тест.

Результатом многих таких тестов является, например, отсутствие какой-либо процедуры по формированию аккумуляторов Ni-MH или использование неподходящей зарядки и т.п.

Аккумуляторы Ni-MH в зависимости от их возраста, емкости, производителя могут требовать нескольких циклов полного заряда и разряда для правильного формирования.

Целевая характеристика, уровень напряжения во время разряда постепенно развивается со временем на аккумуляторах Ni-MH – поэтому необходимым минимумом кажется проведение хотя бы нескольких перезарядок аккумулятора, чтобы это имело какую-либо сравнительную ценность.

Для новых аккумуляторов (не залежалых) нормы допускают измерение в течение первых 5 циклов.

В некоторых популярных тестах аккумуляторы заряжаются только один или два раза. Они заряжаются на оборудовании, которое мало что говорит о правильности зарядки установленных в нем аккумуляторов.

Процесс правильной зарядки аккумуляторов Ni-MH является ключевым для дальнейших тестов, даже в типично пользовательском тесте, где данный рецензент/тестировщик располагает только одной автоматической зарядкой. К сожалению, у нас есть большая неопределенность, все ли аккумуляторы обрабатываются одинаково и были ли они правильно заряжены. Особенно когда процесс не повторяется несколько раз.

При отсутствии достаточно хорошей зарядки, в случае элементов Ni-MH честным решением является „ручная” зарядка аккумуляторов в соответствии с нормой PN/EN/IEC 61951:2, где многократно разряженный до 1.0V аккумулятор заряжается в течение 16 часов постоянным током, составляющим 10% его емкости.

Процесс тестирования, например, алкалиновых батарей LR6/LR03, по крайней мере теоретически проще – хотя и там обычно мы видим тесты с нагрузками порядка 300 мА-500 мА, к тому же в сомнительного качества корзинах, о которых мы говорили в п.1. Это условия, в которых такая батарея не имеет шансов достичь своей номинальной емкости – результаты здесь всегда будут значительно ниже, иногда непредсказуемыми. Такой тест не даст однозначной информации о качестве данной батареи. К сожалению, тестов с нагрузкой, например, порядка 30-50 мА, гораздо меньше, и это жаль.

Процесс тестирования аккумуляторов Li-ion 3,6/3,7V также должен начинаться с хорошей зарядки, которая обеспечит каждому аккумулятору идентичные условия тестирования, лучше всего такой, где максимальное напряжение зарядки находится в диапазоне 4.18-4.22V.

При разряде таких аккумуляторов стоит проводить тесты с более высокими значениями тока, такими как 3A/5A/10A, а даже 20A в случае высокомощных аккумуляторов – здесь еще важнее очень надежное соединение аккумулятора с нагрузкой и незакороченное измерение напряжения как можно ближе к контактам элемента.

7. Измерение емкости – единственный правильный показатель производительности аккумулятора или батареи?

Определяющее большинство тестов, с которыми мы сталкиваемся, основано на синтетическом измерении емкости. Мы пропустим здесь ситуации, где предположения таких измерений плохо подобраны, или где сравниваются значения емкости с зарядки (о том, на чем основано правильное измерение емкости, мы пишем в другом посте) – к сожалению, даже там, где весь тест был проведен, казалось бы, правильно, есть место для большой измерительной ошибки.

Примером являются, например, измерения емкости батарей, аккумуляторов на различных устройствах и последующее сравнение их один к одному в финальном своде.

Даже при одинаковых заданных условиях измерения различия в результатах емкости могут превышать 10-20% между различными зарядками/электронными нагрузками. Даже если все характеризуются такой же высокой точностью, они могут различаться способом измерения напряжения под нагрузкой или характером нагрузки (постоянной/импульсной, усредненной во времени). Используя различные измерительные устройства, мы можем извлекать средние значения mAh из разряда и, например, следить за тем, чтобы каждый из аккумуляторов был проверен в каждой зарядке/нагрузке.

Идеально, если к такому синтетическому тесту добавим практический тест – например, количество вспышек вспышки или время работы игрушки. Некоторые тестеры пошли дальше – тестировали замороженные заранее аккумуляторы. Однако такие тесты очень трудоемки, и, к сожалению, в настоящее время трудно найти такие проекты.

Если мы уже не хотим тратить время на утомительные практические тесты, то есть другие синтетические значения, которые можно измерить во время тестов емкости или их проверка занимает гораздо меньше времени.

Внутреннее сопротивление – дает ответ о возможностях токовых характеристик данного элемента – элементы с более низким сопротивлением гораздо более надежны и обещают более длительное использование.

Энергия mWh/Wh. Емкость не говорит нам много о фактическом количестве энергии, отдаваемой данным элементом. Мы не знаем, при каком выходном напряжении она была достигнута – и так данная батарея или аккумулятор могут иметь такие же емкости, где один из элементов поддерживает на протяжении всего процесса напряжение на 10-20% выше. Такой элемент с более высоким выходным напряжением достигнет именно на эти 10-20% более высокого результата при измерении энергии в mWh/Wh.

Идеально, если мы проверим, как выглядит зависимость измеренной емкости/энергии от выходного напряжения – это позволяет точно оценить, какой элемент будет лучше для даже нетипичных применений.

Как может выглядеть презентация таких результатов – ознакомьтесь с одним из наших тестов по элементам размером 9V.

Резюме

Спасибо, что дотянули до конца этого длинного поста 😊

Он все еще не исчерпывает тему возможных упущений, ошибок и ловушек при тестировании батарей и аккумуляторов.

Зная эти 7 самых основных ошибок, можно было бы попытаться составить своеобразный рейтинг – „Худшие тесты батарей и аккумуляторов” – вполне возможно, что там оказались бы популярные тесты с результатом 6/7, а может быть, даже 7/7.

К сожалению, очень редко известная редакция, портал или ютубер чувствуют себя обязанными исправить ошибки или даже признаться в них.

Если мы сами хотим проверить/протестировать батареи и аккумуляторы, и не хотим тратить целое состояние на тесты в аккредитованных исследовательских лабораториях, то избегайте основных, обсужденных выше ошибок.

Как компания с 33-летним опытом на рынке, специализирующаяся на батареях и аккумуляторах, мы с радостью предоставим экспертную и продуктовую поддержку в таких начинаниях – заинтересованные лица приглашаем к контакту.

Есть вопросы, сомнения – спрашивайте ниже в комментариях.

Копирование содержания статьи или его частей без согласия представителя компании Baltrade запрещено.