Akumulator CSB HRL-1234W-F2-FR, czyli rozważania o zastąpieniu go akumulatorem LiFePO4

Niedawno opublikowałem dwie recenzje akumulatorów LiFePO4 w rozmiarze 32700. Pisałem wtedy, że chciałbym wykorzystać je jako zamienniki klasycznych akumulatorów kwasowo-ołowiowych. Zupełnym przypadkiem trafił mi się jednak nowy, markowy akumulator CSB HRL-1234W, stosowany w zasilaczach UPS, więc postanowiłem sprawdzić, „co jest czym”.


Historia jest prosta: zepsuł się UPS firmy APC u mojego znajomego. Całkiem logicznie uznał, że padł akumulator, choć później okazało się, że chyba zepsuł się sam UPS, ale to już inna historia. Kupił więc nowy akumulator i go zamontował, ale UPS nadal nie działał jak należy, więc przyniósł go do mnie. Skoro akumulator trafił w moje ręce, zaciekawiło mnie, jaka jest jego rzeczywista pojemność i jak wypada w porównaniu z LiFePO4, o których niedawno opowiadałem.

W internecie znalazłem kartę katalogową z wszystkimi potrzebnymi informacjami, aż po wymiary. O ile karty katalogowe akumulatorów litowych są zwykle proste i czytelne, o tyle te dotyczące akumulatorów kwasowo-ołowiowych są zupełnie niejasne i zagmatwane.
W skrócie: akumulator 12 V, 9 Ah, rezystancja 17 mΩ.


Wygląda klasycznie. Myślę, że każdy, kto choć raz rozbierał UPS, widział akumulator o podobnym kształcie.


Akumulator wyprodukowano w Wietnamie. W przypadku akumulatorów litowo-jonowych wszystko jest proste i jasne: pojemność w mAh podana jest na obudowie albo w karcie katalogowej. Tutaj mamy tylko oznaczenie 34W.


Akumulator waży 2,7 kg. Przypomniało mi się, jak dźwigałem pudło z sześcioma akumulatorami do wymiany w UPS-ie Delta. Muszę przyznać, że ich łączna masa jest naprawdę odczuwalna. Zresztą po wadze akumulatora można tu rzeczywiście ocenić jego jakość. Na rynku jest wiele akumulatorów reklamowanych jako przeznaczone do alarmów. Zwykle nie tylko mają gorsze parametry pod względem oddawanego prądu, ale są też wyraźnie lżejsze.


Datę produkcji akumulatora podano na etykiecie w „lustrzanym” formacie — 6 kwietnia 2018 roku. Jak na mój gust, jest już trochę stary. Na obudowie znajduje się też dodatkowe oznaczenie, ale o ile dobrze rozumiem, wskazuje ono datę produkcji obudowy akumulatora.


Wykresy są równie zagmatwane. Nawet mając spore doświadczenie w testowaniu różnych akumulatorów, trudno się w nich połapać.
Na przykład rozładowanie godzinne opisano jako 0.3PW, a 15-minutowe jako 1PW. Na początku karty katalogowej podano, że 34W dotyczy rozładowania przez 15 minut do napięcia 1,67 V na ogniwo. Akumulator składa się z sześciu ogniw, więc napięcie wyniesie 10,05 V.


Początkowo nie planowałem pisać recenzji ani przeprowadzać wielu testów, więc po prostu doładowałem akumulator do 14,5 V, z odcięciem przy prądzie 0,1 A, a następnie obciążyłem go prądem 6 A, odłączając obciążenie po spadku napięcia do 11 V. Chciałem tylko sprawdzić, czy akumulator jest sprawny.
W rezultacie uzyskałem pojemność 5097 mAh, czyli 60,16 Wh.


Do naładowania prądem 1,5 A potrzeba było 5244 mAh, czyli 68,79 Wh.


Przed dalszymi testami otworzyłem tabelę z zależnością między prądem rozładowania, napięciem końcowym i czasem rozładowania.
Obciążenie EBC-A20 ma limit 85 W, a mocniejsze było zajęte testowaniem innego urządzenia, więc ograniczyłem się do prądów rozładowania 3,96 i 5,61 A. Jako dodatkowy test przeprowadziłem rozładowanie dużą mocą przy prądzie 23,5 A.


Najpierw naładowałem akumulator do pełna prądem 1,8 A, co stanowi 0,2C w odniesieniu do początkowej pojemności 9 Ah. Ładowanie trwało 4 godziny i 20 minut. Akumulator przyjął 6,182 Ah, czyli 82,94 Wh. Można uznać, że wcześniejsze wyniki były swego rodzaju „rozruchem”, bo te obecne wyglądają już bardziej realistycznie.


Ponieważ różnica w prądzie obciążenia była niewielka, a sam akumulator można rozładowywać prądem do 60 A, wyniki są podobne: odpowiednio 6,0 i 5,9 Ah albo 71,7 i 70 Wh.


Do drugiego testu użyłem dwóch obciążeń jednocześnie: EBC-A20 rysowało wykres rozładowania, a samoróbka faktycznie rozładowywała akumulator.


Tutaj prąd rozładowania i uzyskiwana moc są już bliższe rzeczywistym warunkom użytkowania, ponieważ podczas pracy akumulator oddawał około 300 W.
Wynik to 4,285 Ah.


Pojemność w Wh trudno obliczyć, ale na wykresie widać, że napięcie dość szybko „spadło” do 11,8 V. Przy mniejszych prądach rozładowania osiągało tę wartość dopiero mniej więcej w dwóch trzecich czasu.


Późniejsze ładowanie również wymagało mniej energii: 4,35 Ah lub 58 Wh. Myślę, że na podstawie tych danych i porównania ich z poprzednimi można w przybliżeniu ocenić, ile energii oddał akumulator.


Ucieszyła mnie rezystancja wewnętrzna: po testach i pełnym naładowaniu wynosiła 12 mΩ.


No dobrze, a teraz chcę porównać, co ostatecznie potrafi akumulator kwasowo-ołowiowy, a co LiFePO4.
Po stronie akumulatora kwasowo-ołowiowego warto odnotować niską rezystancję wewnętrzną, zaledwie 12 mΩ. W testowanych wcześniej ogniwach LiFePO4 32700 była ona znacznie wyższa: 8–12 mΩ w pierwszej partii i 6 mΩ w drugiej. A przecież trzeba użyć 4 ogniw, więc rezystancja pakietu, bez uwzględnienia układu zabezpieczającego i połączeń, nie będzie mniejsza niż 40 mΩ w pierwszym przypadku i 24 mΩ w drugim. Wartość zbliżoną do 12 mΩ można uzyskać dopiero w konfiguracji 4S2P.

LiFePO4 mają większą pojemność, zarówno w Ah, jak i w Wh. Dla przykładu ogniwo z pierwszej partii oddawało około 5,8 Ah/17,5 Wh, a z drugiej jeszcze więcej: 6,5 Ah/20,25 Wh, przy prądach rozładowania wynoszących odpowiednio 6/6,5 A.
W konfiguracji 4S1P dawałoby to 70 Wh dla pierwszej partii i 81 Wh dla drugiej. W tym samym trybie HRL-1234W uzyskał 5,9 Ah i 70 Wh, czyli pakiet z porządnych ogniw LiFePO4 32700 o pojemności 6500 mAh może już oddawać więcej energii, nie wspominając o konfiguracji 4S2P.

Przy prądzie 23,5 A akumulator kwasowo-ołowiowy zupełnie mnie rozczarował: przy rozładowaniu do 10,5 V oddał zaledwie 4,3 Ah. Nawet marne VariCore w takich warunkach oddały 5,8 Ah/16,8 Wh, czyli odpowiednio 67 Wh dla pakietu 4S1P.


A co z ceną?
W tytule podano cenę 25 dolarów. Mniej więcej tyle kosztują w sklepach testowane akumulatory CSB HRL-1234W. Pakiet 4S2P z ogniw Litokala wraz z układem zabezpieczającym kosztuje około 30 dolarów, a ma przy tym 2–3 razy większą pojemność. Oczywiście trzeba będzie trochę popracować własnymi rękami. Czy warto? Moim zdaniem tak.

Testowałem markowy akumulator, a nie badziewie sprzedawane za 10 dolarów, i porównywałem go z tanimi ogniwami z AliExpress. Owszem, porównanie z markowymi LiFePO4 firmy A123 wypadłoby mniej korzystnie, ale moim zdaniem i tak byłoby lepiej.

To już wszystko. Jeśli macie jakieś przemyślenia lub uwagi, piszcie.