[Qwertus]

Мороз и литий; день чудесный!

Снова внезапно настала зима, впрочем, как обычно. И с приходом каждой новой зимы на форуме постоянно-периодически возникает тема «Холод и литий» или более обще «Холод и аккумуляторы», также постоянно-периодически тут появляются сообщения, что, мол, на морозе надо обязательно переходить на никель или ещё хуже – на литийжелезофосфат, а литий слишком нежен для отрицательных температур.

Собственно, идея в голове вертелась уже года 2,5, но как обычно всё руки не доходили, а с появлением очередных тем: «Фонарь в машину», «Фонарь на зимнюю рыбалку» и т.п., в которой одни в 100500-й раз задают вопрос: «А что будет?», а другие в 100500-й же раз отвечают: «Не будет ничего», и есть ещё третьи, которые не верят никому и ломят по собственной траектории: «Вывсеврёти, ваш литий на морозе полная хрень, в мороз я больше доверяю никелю и батарейкам…» В общем, загорелось мне наконец-то провести натурный эксперимент.
Ещё один момент, который меня интересовал, это поведение на морозе побитых временем аккумуляторов, с новыми-то всё более-менее понятно, а вот со старыми был вопрос. Ибо исходя из темы «что мне кинуть в машину», мой ответ был бы: «Что не жалко», а сюда попадает один из самый, пожалуй, распространённых и самый очевидный вариант – самый дешёвый Конвой + какой-нибудь старый завалявшийся аккумулятор, что-нибудь вообще из ноутбучного разбора. Но это уже совсем край, да и столь дохлого аккумулятора у меня нет, самому старому в моём тесте 5 лет.

Все измерения проходили непосредственно в морозилке. По датчику метеостанции ~ часовые колебания в морозилке составляют от -19 °C до -23,5 °C
Все аккумуляторы промораживались вместе с фонарями от минимум 10 часов до 48 часов. Какой конкретно сколько не скажу, да и не высчитывал так точно для каждого. Другой отдельный тест показал, что 18650 полностью промораживается при -23 °C часа за 4, так что, можно сказать, что все аккумуляторы находились примерно в равных условиях.

Методика элементарна – берём фонарь, аккумулятор, включаем режим и замеряем время работы в тепле и холоде. Делаем выводы.

Забегая вперёд, могу сказать, что полученный результат несколько неожиданный.

Ну и дальше меньше слов, больше графиков.

Участники забега:



1. LADDA 2450 - без году неделя
2. Sanyo Eneloop 2500 - 3.5 года
3. Samsung NCR18650-26F - 1.5 года
4. Panasonic NCR18650B - 3.5 года
5. Panasonic NCR18650 - 5 лет
6. Thrunite T10 XM-L
7. Manker E11 XP-L
8. Zebralight sc80w XP-L
9. Zebralight sc62w XM-L2
10. Niteye EC-R26 3*219B
11. Roche F12 KD V2 6x7135 2200 mA XM-L2
12. Roche F12 KD V2 4x7135 1520 mA XM-L2
13. Convoy M2 Nanjg-105C 7x7135 XP-G2
14. Eagle Eye X6 KD BD8P XM-L2

Value = яркость в условных единицах.
Record Number = время в минутах.

Convoy M2 Nanjg-105C 7x7135

тепло
+

холод



Roche F12 KD V2 6x7135 2200 mA

тепло
+

холод



Roche F12 KD V2 4x7135 1520 mA

тепло


холод


Вот тут появилась первая неожиданность - у линейников в среднем режиме со стабилизацией всё плохо. И если в максимальном режиме выделяемого тепла хватает, чтоб подогреть аккумулятор и улучшить стабилизацию, то средние режимы уже не прогревают его. Сначала думал, что тут роль играет частота ШИМ, т.к. первые холодные замеры делал на KD v2, а из опытов голландца известно, что чем выше частота ШИМ, тем раньше валится стабилизация и поэтому подключил к опытам Nanjg-105, но нет, как оказалось, частота тут роли не играет.
Второй момент: с Самсунгом в тепле график яркости чуть лучше в сравнении с Панасоником, а вот в холоде всё оказалось с точностью до наоборот.
И плюсом идёт сравнительный график с дополнительным охлаждением обёртыванием мокрой тряпкой, для максимального режима - слишком нагретый аккумулятор сокращает время работы.

Eagle Eye X6 KD BD8P

тепло


холод



Niteye EC-R26

тепло


холод



Zebralight sc62w

тепло


холод


В замороженной зебре ни режим H1 - 940 люмен, ни H2-1 - 520 люмен не стартуют, запустить удалось только с H2-2 - 320 люмен. Хотя даже 320 люмен это дофига света.

Zebralight sc80w

тепло


холод


Manker E11

тепло


холод



Manker E11

тепло


холод


А вот тут как раз и стало заметным требование к состоянию аккумуляторов.
В наличии у меня 4 чёрных Энелупа XX, по моим примерным подсчётам общее число циклов заряд/разряд для всех четырёх не превышает ~120, но тем не менее деградация их уже очевидна. Из четырёх на холоде на одном Манкер не захотел включать ни один режим, даже самый минимальный. На втором в режиме Turbo график получился в виде профиля двугорбого верблюда - полное непотребство. И только с третьего раза получилось что-то более-менее приличное, но и тут Turbo коптило еле-еле и за счёт этого получился некоторый выигрыш по времени, что видно в сравнении с LADDA, которые решил прикупить для сравнения.

Thrunite T10

тепло


холод



Итоговые результаты сведены в табличку.




Вкратце выводы тут получаются такие:

- у фонарей на линейных драйверах работоспособны все режимы, в том числе и максимальные.
- линейники на морозе увеличивают время работы, что удивительно.
- фонари с драйверами с нормальной стабилизацией в тепле, на холоде сокращают время работы Zebralight, KD BD8P.
- возраст аккумуляторов li-ion либо не сказывается на работоспособности в холод, либо сказывается незначительно, во всяком случае, мои опыты этого не выявили.
- никель тоже на холоде не очень и, кроме того, чем старше и уработанней никель, тем плачевней на морозе будет результат.

И подводя окончательный итог: для меня и раньше-то вопроса не стояло, что пользовать в холод - литий, фосфат или никель -, а после этих испытаний так и вовсе вопрос закрыт окончательно.
Т.е. в машину, например, можно смело кидать литий на круглогодичное проживание.

А вот теперь дискуссии по поводу нужен в холод литий или не нужен можно вести более предметно

[Megavit]

Получается, конвой в холоде в ~2 раза рантайм увеличивает?
Тогда по закону сохранения энергии рантайм увеличивается => люмены падают. Логично?

[Qwertus]

 Сообщение от Megavit :

Логично?

Должно, только по графикам в режимах Hi это не сильно заметно.
Даже так: тут вопрос, что больше влияет на продолжительность уменьшение выхлопа или нахождение аккумулятора в зоне благоприятной температуры более продолжительное время.

[Kelevratony]

Qwertus, спасибо за титанический труд.
Теперь действительно

 Сообщение от Qwertus :

дискуссии по поводу нужен в холод литий или не нужен можно вести более предметно

[galex]

 Сообщение от Qwertus :

линейники на морозе увеличивают время работы, что удивительно.

напряжение ниже за счет температуры, меньше энергии выделяется в тепло на стабилизаторах, потом, когда аккумулятор прогреется и напряжение начинает расти - он уже сам по себе посажен, и опять мееньше выделяется в тепло на стабилизаторах, поскольку у линейников эффективность растет по мере снижения входного напряжения.
т.е аккумулятор большую часть времени находится в зоне максимальной эффективности драйвера (на грани потери стабилизации и после потери)

[Behram]

Спасибо за столь подробное тестирование.

[Qwertus]

 Сообщение от galex :

меньше энергии выделяется в тепло на стабилизаторах, потом, когда аккумулятор прогреется и напряжение начинает расти - он уже сам по себе посажен, и опять мееньше выделяется в тепло на стабилизаторах, поскольку у линейников эффективность растет по мере снижения входного напряжения.
т.е аккумулятор большую часть времени находится в зоне максимальной эффективности драйвера (на грани потери стабилизации и после потери)

Ну так да, всё логично.
Надо будет набраться терпения и погонять ещё режимы Low, когда нагрев уже совсем не будет влиять.

[fnksb]

Забавная антиреклама умных отсечек получилась.
То есть в зебре аккумулятор промерзает, после чего фонарь просто не дает запустить сильные режимы.
А тупой конвой все равно запускается, пусть на меньшей яркости, и разогревает аккумулятор.

Кстати, индикатор разряда на конвоях не мигал при холодном старте?

[fnksb]

Qwertus, для полного счастья интересно было бы еще Li-Fe 18650 посмотреть в таких условиях. Как в зебре, так и в конвое. Есть вообще хоть какой-то смысл его использовать, или все равно хотя бы чуть-чуть промерзнет и провалится по напряжению, благо ему там недалеко.

[Qwertus]

 Сообщение от fnksb :

Забавная антиреклама умных отсечек получилась.

Типа да.

 Сообщение от fnksb :

Кстати, индикатор разряда на конвоях не мигал при холодном старте?

Нет.

 Сообщение от fnksb :

для полного счастья интересно было бы еще Li-Fe 18650 посмотреть в таких условиях. Как в зебре, так и в конвое. Есть вообще хоть какой-то смысл его использовать, или все равно хотя бы чуть-чуть промерзнет и провалится по напряжению, благо ему там недалеко.

Всё думал, думал их заказать, но унылые 1100 мАч как-то уж больно унылы.

[galex]

 Сообщение от fnksb :

антиреклама умных отсечек получилась

собственно из-за них и были все истерики про неработу лития на морозе.

[Qwertus]

 Сообщение от galex :

напряжение ниже за счет температуры, меньше энергии выделяется в тепло на стабилизаторах, потом, когда аккумулятор прогреется и напряжение начинает расти - он уже сам по себе посажен, и опять мееньше выделяется в тепло на стабилизаторах, поскольку у линейников эффективность растет по мере снижения входного напряжения.
т.е аккумулятор большую часть времени находится в зоне максимальной эффективности драйвера (на грани потери стабилизации и после потери)

Ещё немного экспериментов, замеров и пищи для размышления.

Roche F12 KD V2 6x7135 2200 mA Panasonic ncr18650 Hi
разогрев тушки до 70 °C, очевидно аккумулятор в процессе работы раскочегаривается до 60-65 °C, вынутый аккумулятор 41-42 °C
97 мин, что соотносится с предыдущим замером - 95 +/-2 мин.




если теперь обернуть тушку мокрой тряпкой, то разогрев не превышает 40-45 °C
107 мин. +10 мин прибавка.





здесь разделил тушку и аккумулятор, т.е. тушка в процессе работы прогревается до тех же 70 °C, а аккумулятор разогрелся до ~27 °C
113 мин. +6 мин ещё прибавка




теперь всё то же разделение, но на тушке охлаждение
тушка разогревается до ~35 °C, аккумулятор ~27 °C
113 мин. прибавки не получилось




далее к охлаждению тушки решил добавить дополнительное охлаждение аккумулятора, накрыл его мокрой салфеткой, аккумулятор прогрелся до ~22 °C
113 мин.




следующий опыт: собранный фонарь помещён в банку с водой, чтоб исключить разные потери на проводах и соединениях при разделении тушки и аккумулятора.
Температура воды ~10 °C
118 мин. +5 мин



Т.е. относительно греющегося с фонарём аккумулятора +21 мин.

И ещё один замер, чтоб проверить сказывается ли каким-то образом старость аккумулятора и его охлаждение на продолжительность работы
Roche F12 KD V2 6x7135 2200 mA Samsung 18650-26F Hi
84 мин



+ охладжение в воде.
115 мин +31 мин



Нет, возраст тут никак не сказывается.
Напомню, Панасонику 4,5 года, Самсунг - 1,5


И в довесок ещё на среднем режиме.
Roche F12 KD V2 6x7135 2200 mA Panasonic ncr18650 Med
345 мин



+ охлажд. в воде.
405 мин. +60 мин.

[galex]

 Сообщение от fnksb :

антиреклама умных отсечек получилась

кстати, вот

[Smirnov]

 Сообщение от fnksb :

антиреклама умных отсечек получилась.

Я на мой взгляд, вырисовывается необходимость в умном нагреве начинки умных фонарей. Без этого умные фонари глупеют в наших широтах.

[Witchdoctor]

Qwertus, ещё очень интересно добавить сюда CR123 в тепле и на морозе, для Зебры. Чтобы добить последний бастион. Мне кажется, интереснее лифера.
Если не трудно, опишите, как и чем делали замеры, вдруг появится желание и возможность повторить.

[Qwertus]

 Сообщение от Witchdoctor :

Чтобы добить последний бастион.

В смысле sc62, её добить?

 Сообщение от Witchdoctor :

Если не трудно, опишите, как и чем делали замеры, вдруг появится желание и возможность повторить.

Светодиод в трубку и с фонарём в морозилку, вот и всё описание.

 Сообщение от Witchdoctor :

ещё очень интересно добавить сюда CR123

Кое-что по CR123 есть тут
https://forum.fonarevka.ru/...
правда по теме сильно размазано.

[gukase]

Qwertus, отпуск?

[Tamagotchi]

Не видел раньше эту тему.

 Сообщение от Smirnov :

вырисовывается необходимость в умном нагреве начинки умных фонарей. Без этого умные фонари глупеют в наших широтах.

Это вполне можно реализовать. Хорошая идея. На АКБ должно хорошо отразиться. Разрешить включать Турбо только после прогрева... попробую сделаю в Caerus такую функцию.

[Waryag]

 Сообщение от Tamagotchi :

Разрешить включать Турбо только после прогрева... попробую сделаю в Caerus такую функцию.

А он прогреется без турбо? Не лучше в этом режиме увеличить допустимую просадку по напряжению?

[Чеширский мышь]

 Сообщение от Waryag :

А он прогреется без турбо?

Вспомнилась рекомендация из старых книжек по автоделу - перед запуском двигателя на несколько секунд включать дальний свет. Прогреть (в смысле повышения температуры) стартерную батарею пусть даже и за минуту таким током очевидно нереально, но видимо получается каким-то образом «запустить» химический процесс и потом ей легче отдать пусковой ток.
Литий, конечно, не свинец, но принципы работы химических реакций должны быть более-менее одинаковы везде.