電池

2019年8月16日 (金)

TNHC-34HCの電池電圧チェック用コネクタを

パナの充電器BQ-390とBQ-CC21には電池電圧チェック用のコネクタを増設しています。
東芝インパルス TNH-3A の充電で使っている東芝製充電器TNHC-34HC も同じように しておこうと解体してみました。

11_20190816123401
片面基板です。
「どこにコネクタを付けようか?」っと眺めていたら・・・
「ちょいと、これは」なジャンパー線を発見。
12_20190816123401
ジャンパー線のハンダ付けに不具合があったのでしょう、手ハンダで修正しています。
それが失敗。
パターンを剥がしてしまっています。
無理に引っ張った(基板部品面から押し込んだ)のでしょう。

増設コネクタはこのジャンパのすぐそばに設置。
JSTのEHコネクタ を用います。

13_20190816123401
ケースを削ってGND足をハンダ固定。
14_20190816123401
これで充電中の電池電圧を読み取ることができるようになります。
15_20190816123401

すでに内部抵抗が600mΩを越えている「1.0V停止」のインパルスTNH-3Aを装着。
充電開始から終了まで、電圧変化をチャートレコーダーで追いかけました。
C11

正常な充電制御じゃないのでしょう。
明確な「デルタV」が出ていません。
タイマーあるいは電池電圧上昇で充電を止めたような感じです。

内部抵抗が大きいので充電電流を流した時の電圧上昇が大きくなっています。
充電が進むにつれピーク電圧が減少。
発熱によって内部抵抗が小さくなっているのかと推測。

「1.1V停止」のほうがこれ。
C12
「ΔV」が見えています。

  ※電圧レンジが異なります。
   ↑は2.0Vフルスケール。
   1.0V停止のほうは5.0Vフルスケール。

充放電回数、今日で99回目です。
「TNH-3A」もダメな子電池だった・・・



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2019年8月 9日 (金)

東芝インパルス TNH-3A 内部抵抗増大中

現在93回目の充放電。
内部抵抗556mΩと158mΩに増大。
でも、東芝の充電器「TNHC-34HC」は充電を継続してくれます。
そこで・・・
パナソニックの充電器「BQ-CC21」 にセットしたらどうなるか
を試してみました。

11_20190809144201

すでに500mΩ越えの内部抵抗です。
きっと「異常」と判断することでしょう。
BQ-CC21(電圧を測れるように改造)にチャートレコーダーを接続。
セットした電池電圧を記録します。
その結果がこれ↓
093a

チャートの送り速度は5秒/cm。
フルスケール5Vのレンジです。

まず最初。
およそ1秒周期でピーク2.5Vのパルスを出して電池の
装着を待っています。

そこに「死んだエネループ・プロ」を装着。
充電を開始しますが、すぐに中断。
充電電流による電池電圧の増大を見て異常電池と判断
しているようです。
  (これ、内部抵抗は1000mΩを越えてます)

次が1.0V停止のインパルスTNH-3A
直前に計った内部抵抗が556mΩ。
エネループ・プロと同じように、充電は継続しません。
ただ、波形をよく見ると大電流2パルスの後に小電流による
充電波形が1パルス見えています。
このままリトライを繰り返すとしていると、正常充電が
始まるかもしれません。(そこまで見ていない)

3つ目が1.1V停止のTNH-3
内部抵抗は158mΩ。
これはちゃんと充電が始まりました。

この実験、「急速充電できなくなるまで」という縛りです。
BQ-CC21では(1.0V)電池はすでに脱落ということになります。
しかし、「TNHC-34HC」が充電を続けてくれるので
もうちょいお付き合いしてみます。

※死んだエネループ・プロ(ずっとほったらかし)を
 TNHC-34HCにセットしたら、充電が始まりました。
 さて、どうなるか?
 エネルギーは貯まるのか?

※結果:2本セットしたエネループプロ
1本は30分ほどで緑ランプに。 正常充電した?
もう一本は30分ほどで赤ランプ点滅。 これは異常と判断?
あとで放電してみます。


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2019年8月 5日 (月)

東芝インパルス TNH-3A 放電負荷抵抗を「2Ω」に

内部抵抗増大のせいで、負荷抵抗1Ωではまともに放電グラフを描けなくなった東芝インパルス TNH-3A、80回目の放電から負荷抵抗を「2Ω」に変更しました。
  ※それまでは「

その結果です。
  ※赤 Bat1:83回目の放電
   緑 Bat2:84回目の放電
   青 Bat3:85回目の放電
   灰 Bat4:87回目の放電

まずは「1.0V」停止の電池。

A

負荷抵抗が大きくなり放電電流が減ったせいで放電継続時間が伸びて3時間ほどに。
推定容量(mAh)もそれなりに計算値が出ました。
   ※放電抵抗値から放電電流を計算して容量を推定。

そして、「1.1V」+「90分」停止のほうの電池。
B

抵抗を大きくした直後、83回目の放電は放電時間「90分」に到達しています。
しかし、どんどんと継続時間が短くなっています。

「1V放電」のほうの電池、すでに内部抵抗が「300mΩ」を越えてますが、まだ充電は大丈夫。
充電器の特性(へたった電池でも頑張って充電するぞ!)かもしれません。

※参考記事
東芝インパルス TNH-3Aの充放電実験、どうしたものか・・・
東芝インパルス TNH-3A 69回目の放電

交流定電流方式で電池の内部抵抗を計ってみる
放電特性記録機能付きバッテリー放電器

 

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2019年7月30日 (火)

東芝インパルス TNH-3Aの充放電実験、どうしたものか・・・

東芝インパルス TNH-3A 69回目の放電も充放電実験は続けています。
もうちょいで80回。
しかし・・・両電池とも放電持続時間が「10分」もないのです。
放電開始後、急速に電圧ドロップ。
1.0V検出のほうは9分で。
1.1V検出の電池は、内部抵抗は低いんですが6分で放電を終えちゃいます。
まともな放電グラフが得られません。
「充電器がハネたら実験終了」というシバりにしているんですが、今回の充電器「TNHC-34HC」が頑張っていて「300mΩ」越えでも充電してくれています。

そして、TNHC-34HC、こんな動作をしていることが分かりました。
急速充電完了後(LEDが綠色に)「補充電」をず~っと実行しているようなのです。
BQ-390やBQ-CC21のように電池電圧チェック用の改造はしてないんで、交流100V電源の電流を観察することにしました。
カレントトランスで電流を拾います。
11_20190730162501

右側、テストクリップをはさんでいるのがカレントトランスです。
充電完了後の補充電、こんなタイミングです。
12_20190730162501

「1.25秒おき」に電流が流れてます。
その電流の拡大がこれ。
13_20190730162501
「60Hz」の波、「3.5波」くらい。
ということは「60mS」くらいの充電時間。
この土日、電池を充電器に装着したままほったらかしで月曜に様子を見たら、同じタイミングを補充電を続けていました。
BQ-390やBQ-CC21の補充電は急速充電完了直後だけだったんですが、これはずっと続けるようです。
電池への影響、どんなもんでしょね。
ちょっと気持ち悪いかも。


それにしてもTNH-3Aへのイジメ、どうしましょ。
とりあえず、この状態で100回まで行って、その後は放電抵抗を大きくして(放電電流を小さくして)継続してみます。


※追記 80回目の放電波形
・放電停止1.0Vの電池
080a
・放電停止1.1Vの電池
080b

放電抵抗「1Ω」の負荷に負けちゃってまともな電圧が出ていません。
それでも充電はできているんで実験継続。



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2019年7月25日 (木)

東芝インパルス TNH-3A 69回目の放電

6月6日に始めたひさしぶりの電池イジメ:東芝インパルス TNH-3A、現在、69回目の放電が完了。
  ※61回目のデータはここ

今回の電池イジメは、いつものように
  ・放電終止電圧「1.0V」。
の1本と、もう1本がちょっと優しく・・・
  ・放電終止電圧「1.1V」、あるいは放電時間90分
と、2つの放電条件を変えています。
今日は、両方の結果を示しておきます。
  ※両方ともひどいんです。

まず「1.0V」で充放電を続けたTHN-3A。
069a

そして、「1.1V」あるいは「90分」の電池。
069b
50回目あたりまでは、電圧1.1Vに到達して放電停止するのではなく、「90分」経過で止まっていました。
それが、90分の放電ができず、先に「1.1V到達」しはじめます。
60回を超えると、どんどん1.1Vに到達する時間が早くなり、今は30分を切っています。
内部抵抗も「100mΩ」を越えて「115mΩ」に上がっています。
   ※1.0Vのほうは259mΩに。

放電時間が短くなったので、充電も早く終わります。
1.0Vのほうは約1時間。 1.1Vの電池は30分ほどで充電完了。
「1.1V・90分」という放電停止条件、結果的に「優しくなかった」っということなのでしょうか。


2つの電池の内部抵抗変化です。
Reg_69
「1.1V/90分停止」のほうがマシにはなっていますが・・・
内部抵抗上昇で、設定した放電停止電圧1.1Vに近づくのはこちらのほうが早いか。


電池あれこれ まとめ


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2019年7月21日 (日)

東芝インパルス TNH-3A 61回目の充放電 そろそろ・・・

19日金曜夕刻に充電器にセットしたTNH-3A、今日の昼前に放電してみました。
放電直前の内部抵抗が「203mΩ」と「80mΩ」。
   ※1.0V停止と1.1V停止の2種で実験中。
そろそろ末期の気配です。

「1.0V放電」の方の放電記録、10回目からのをグラフにしてみました。

61a1  

40回目を越えたあたりから急速に劣化。
放電維持電圧の低下とともに、持続時間が短くなっています。
電圧ドロップは内部抵抗上昇の影響でしょう。
放電抵抗が「1Ω」ですので「1A以上」の放電電流が流れます。
内部抵抗が「200mΩ」あれば0.2V以上電圧ドロップが発生。

弱電流での放電ならまだまだ使えそうですが、今度は、内部抵抗の上昇が充電器の充電制御に影響を与えます。
今回使っている充電器は東芝のTNHC-34HC。
1本の電池を1/2デューティでピーク1.8Aくらいで充電しています。
内部抵抗が大きいと、充電時のピーク電圧が上昇し、充電器が電池異常と判断して充電停止します。
   ※ニッ水電池以外の電池を入れたなどの異常検出。
それがこの実験の終了条件です。
だんだんと末期に近づいているようです。

※最新の61回目の放電、持続時間が延びているのは、金曜夕刻から日曜昼まで充電器にセットしっぱなしだったのが影響しているのかもしれません。
追加充電しているのかも。


電池あれこれ まとめ:http://act-ele.c.ooco.jp/batt/batt1.htm


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2019年7月18日 (木)

東芝インパルス TNH-3A 内部抵抗の変化

6月6日にスタートした東芝インパルスTNH-3A電池イジメ、現時点の充放電回数が56回目。
「手動」で電池の入れ替えをしなくちゃならないんで、一日1~2回しか進みません。

今回の電池イジメは、東芝インパルス TNH-3A 16回目の充放電 で記していますように、
  1本は「1.0V」まで放電。
  もう1本は「1.1Vあるいは90分」まで。
と、2本の放電条件を変えています。

  ・放電時の負荷抵抗は「1Ω」。
  ・充電は東芝のTNHC-34HC で。

40回の充放電を越えたあたりから「1.0V」放電のほうの電池の内部抵抗が目立って上昇してきています。
こんな具合。
Cap027
すでに150mΩを突破。

2015年にテストしたTNH-3G(2550mAh)は100回の充放電直前でダウンしています。
  ※ダウン:充電器がはねた。

「1.1Vあるいは90分」放電のほうも、放電時間90分経過で放電停止するんじゃなく、先に1.1V到達して放電停止(86分で1.1Vまで低下)するようになっています。

★電池あれこれ:http://act-ele.c.ooco.jp/batt/batt1.htm

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2019年6月24日 (月)

和歌山南西沖GPS波浪計爆発事故についての調査

・和歌山南西沖GPS波浪計爆発事故についての調査
  ↓
http://www.pa.kkr.mlit.go.jp/pdf/press/H29d/170630.pdf

こんなことがあったんだ。

・概要

発生ガス吸収機能の付いた鉛バッテリの過充電
により、ガス吸収能力を超えた水素ガスが生じて、
それがバッテリー室に滞留。
修理作業時、静電気の放電で着火。
一名死亡。一名負傷。

 

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ニッ水電池のJIS規格「JIS C8708:2019(7.5.1.4)」が読める

ニッ水電池のJIS規格、「JIS C8708:2019(7.5.1.4)」が読めるようになっています。

検索: jis c8708 2019
http://www.kikakurui.com/c8/C8708-2019-01.html

※関連:
ニッ水電池のJIS規格
JIS規格改正に伴うニッケル・水素蓄電池「くり返し使える回数」の表記内容変更に関するお知らせ
いつのまにやらエネループ・ライトが廃番に


「7.5.1.4」をかいつまんで・・・

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
【7.5.1.4】乾電池と互換性がある円筒形単電池

乾電池と互換性がある円筒形単電池のサイクル
試験条件は、使用者の実使用に即したものにす
るため、表16に示す手順を実施する。

【表16】
乾電池と互換性がある円筒形単電池のサイクル耐久
特性試験の1単位の手順

 ・サイクル数     1~49
 ・充電        0.5ItAで-ΔV又は
            タイマー制御 (a)
 ・充電状態での静置  20~30分
 ・放電        0.5ItAで1.0Vまで
 ・放電後の休止時間  10~90分間

 ・サイクル数     50
 ・充電        0.1ItAで16時間
 ・充電状態での静置  1~4時間
 ・放電        0.2ItAで1.0Vまで
 ・放電後の休止時間  (b)

・注(a)
 充電制御方法は,-ΔV=5~10mV又は132分間。
 さらに、充電制御方法が前記条件に適合しな
 い場合は、試験を終了する。

・注(b)
 51サイクル目の試験開始の状況に応じて、50サイ
 クル目の放電停止後に、開路状態で十分な休止時
 間をとってもよい。
 同じ手順を100及び150サイクル目に行ってもよい。

・繰り返し
表16の50サイクル目の放電終止電圧が1.0 Vになる放電
持続時間が3時間未満になるまで、表16の1~50サイクル
の試験を1単位として、その単位を繰り返す。

表16の50サイクル目の放電終止電圧が1.0 Vになる放電
持続時間が3時間未満になった段階で、更に表16の50サ
イクル目に規定する手順で、放電持続時間の測定を行う。
サイクル耐久特性試験は、この2回の放電持続時間がいず
れも3時間未満になったときに完了する。

試験が完了するときのサイクル数は、次の値以上でなけ
ればならない。
 (a) 定格容量800mAh未満のHR03の単電池は、200
 (b) 定格容量800mAh以上のHR03の単電池は、100
 (c) 定格容量2100mAh未満のHR6の単電池は、200
 (d) 定格容量2100mAh以上のHR6の単電池は、100
 (e) HR14及びHR20の単電池は、200

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

ざっと、解説と気づいた所。
・「んItA」は今までの「んC」と同じ。
 充電池の定格容量から算出した電流値。
 2000mAhの充電池で0.5ItAは1Aのこと。

・充電方法:7.5.1.3では「製造業者が推奨する
 充電制御方法」という記述があったんですが、
 7.5.1.4は充電条件の電流値や-ΔVの値が規定
 されています。
 これって、どんなもんでしょね。


電池あれこれ・まとめ


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2019年6月21日 (金)

ニッ水電池、継ぎ足し充電によるメモリー効果の例

「ZAQ」のHP+ブログの閉鎖で、復活させていない昔のHP記事がたくさんあります。
あまり古い実験資料は役に立たないでしょうが、「ちゃんとしておきたいな~」というのもほったらかしになっています。
どうしたものかと見ていたのがニッ水電池を継ぎ足し充電した時のメモリー効果発生の様子です。
継ぎ足し充電を繰り返すと、徐々に放電電圧が低下。
それが「1.00V」までの放電を行うと解消するという、有名な現象です。

ZAQのHPに置いていたこの記事をまとめてみました。
  ※2006年1~2月に行った実験です。

使った電池はこの4本。
27tugi_dchg1
左から、
  マクセル  HR-3SD 2500mAh
  三洋 eneloop  HR-3UTG 2000mAh
  松下 メタハイ2600  HHR-3XPS 2600mAh
  三洋 2700  HR-3UG 2700mAh
eneloop以外は当時の「高容量充電池」。
  ※性能に期待していましたが、eneloop以外はカス。

二つの実験手順を実施。
充放電の放電条件を変えます。
 ・1.15Vまでの放電を繰り返したら・・・
 ・放電時間60分、これを繰り返したら・・・
その結果です。

充電器はパナの「BQ-390」。
放電器は放電特性記録機能付き バッテリー放電器
      ↑仕事場で頒布していたキット。

電池をセットする電池ホルダー、当時はKEYSTONE社のメッキもの。
  ※その後、安定した接触が得られるBULGIN社の電池ホルダー
   に変えました。
    参考:電池イジメで:電池ホルダー電極
       スプリング電極を使った電池ホルダーの抵抗
        ↑こんな電池ホルダーを使っての実験は
         信用なりません。

得られたグラフ、変化が見えるように「GIFファイル」にしてみました。
充放電を繰り返し、10回に「1.00V」まで放電します。

まずは放電停止電圧「1.15V」での様子。
  (画像クリック↓で開始)
Tsugi2006a

次が放電時間「60分」の様子。
  (画像クリック↓で開始)
Tsugi2006b

電池あれこれ まとめ
居酒屋ガレージ日記(保存データ) カテゴリ:電池


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