Prosta przeróbka powerbanku na 8 × 18650

Jakieś półtora miesiąca temu zrobiłem recenzję niedrogiej obudowy do powerbanku — wygodnej, taniej, z możliwością dostarczania mocy do 22 W i obsługą protokołów szybkiego ładowania. Od tamtej pory chciałem jednak nie tylko włożyć do niej akumulatory o maksymalnej pojemności, ale też trochę ją zmodyfikować.

Przypominam: żeby być na bieżąco z nowymi wpisami na blogu, polecam obserwować mnie na Instagramie. Będę tam publikować powiadomienia o nowych wpisach, a może też pisać po prostu o czymś ciekawym — link do konta

Można też subskrybować aktualizacje i nowe artykuły na kanale Telegram — https://t.me/KirichBlog

Ponieważ dosłownie wczoraj zakończyłem test określający samorozładowanie akumulatorów Vapcell N40, ogniw 18650 o rekordowej pojemności 4000 mAh, mogę teraz wykorzystać je zgodnie z przeznaczeniem, a przy okazji zmodyfikować powerbank.

Modyfikacja jest banalnie prosta i może ją wykonać praktycznie każdy, kto potrafi trzymać lutownicę (o ile ją ma, oczywiście).
Do modyfikacji użyłem przewodu o przekroju 1 mm². Zdjąłem z niego izolację, pocynowałem go i wyprostowałem. Można użyć przewodu o większym przekroju, ale nie ma to sensu, a lutowanie będzie trudniejsze.


Następnie pocynowałem szyny prądowe. Nie potrzeba żadnego kwasu — użyłem po prostu lutowia z „wbudowanym” topnikiem, więc cynowanie jest bardzo łatwe. Jeśli nie macie pewności, możecie wyjąć płytkę z obudowy, żeby przypadkiem nie stopić plastiku. Mnie się nie chciało.

Właściwie można pocynować mniej więcej o połowę mniej miejsc — nie będzie różnicy.



Odmierzamy przewód tak, żeby sięgał od dalszego końca do odpowiedniego styku na płytce drukowanej.
Następnie lutujemy go równolegle do szyny.


Z szyną dodatnią postępujemy tak samo, tylko jest tu trochę mniej miejsca.


Przed modyfikacją rezystancja szyny wynosiła 45 mΩ, a po niej spadła ponad 20-krotnie, do około 2 mΩ.


Miejsca jest tam zresztą mnóstwo — przewód 1 mm² dosłownie „wpada” na swoje miejsce, choć widać, że zapas miejsca przy szynie dodatniej jest jednak mniejszy.


Na początek chciałem sprawdzić, ile da się wycisnąć z akumulatorów, które mam. Oczywiście zestaw 8 × 4000 mAh wyglądałby lepiej, ale 4 × 4000 + 2 × 3650 + 2 × 3500 też nie jest źle.


Pomiar wykazał, że z takiej konfiguracji uzyskałem prawie 87 Wh. Jak widać na zrzucie ekranu, test odbywał się przy mocy obciążenia 18 W, czyli warunki pracy były dalekie od optymalnych.


Przy okazji, modyfikacja wpływa nie tylko na rozładowywanie, ale też na ładowanie, a dokładniej — na jego szybkość. Przy dużej rezystancji przewodów prowadzących do akumulatora ładowarka wcześniej przechodzi w tryb CV i ładuje mniejszym prądem, a więc dłużej.
Tym razem ładowanie, nawet po przekroczeniu 100 Wh, nadal odbywało się z maksymalną mocą.

Ładowanie pochłonęło łącznie prawie 118 Wh.

Trochę obliczeń: pojemność energetyczna wszystkich akumulatorów wynosi 57,2 + 25,96 + 25,2 = 108,36 Wh. Podczas rozładowania pobrałem 87 Wh, a przy ładowaniu zużyłem 118 Wh. Oznacza to sprawność co najmniej 80% przy rozładowaniu i ponad 90% przy ładowaniu. Całkiem nieźle, zwłaszcza że rzeczywista sprawność przy rozładowaniu była najpewniej wyższa, bo akumulatory rozładowały się nie do 2,5 V, lecz tylko do 2,95 V, więc część energii pozostała niewykorzystana.


Ale chwila — co z tą modyfikacją? Czy w ogóle coś dała? Sprawdźmy. Weźmy zrzut ekranu z poprzedniej recenzji, na którym powerbank oddał 77,85 Wh.


Ale przecież mamy inne akumulatory — powiecie. I macie całkowitą rację: taki test byłby niemiarodajny, dlatego użyłem tych samych akumulatorów co poprzednio, naładowałem je dokładnie tak samo i poddałem dokładnie takiemu samemu obciążeniu.

W rezultacie uzyskałem 79,34 Wh. Różnica wyniosła więc 79,34 − 77,85 = 1,49 Wh. Szczerze mówiąc, spodziewałem się większej różnicy, ale trzeba pamiętać, że duża rezystancja szyn dotyczyła ogniw położonych dalej, a te bliżej pracowały w bardziej optymalnych warunkach.

Dopiero później zauważyłem, że pod koniec rozładowania napięcie wyjściowe stopniowo spadało. Powerbank leżał „do góry nogami” i najwyraźniej bardziej się nagrzał, dlatego pod koniec ograniczył napięcie wyjściowe.


Potem chciałem powtórzyć eksperyment: po rozładowaniu podładować powerbank (a właściwie go „popchnąć”), żeby rozładować go do końca mniejszym prądem. Ale nie, teraz ten numer już nie przechodzi. Odłączyłem akumulatory i w praktyce, bez dodatkowego rozładowania, uzyskałem ten sam wynik: około 80–81 Wh.



Wnioski.
No cóż, dodatkowe kilka procent pojemności to nie tak dużo, ale skoro przeróbka jest prosta i w zasadzie nic nie kosztuje, to dlaczego nie? Kto wie, może te dodatkowe dwa procenty kiedyś wam się przydadzą.
A tak przy okazji, czym jest 1,5 Wh? Zastanówmy się. Po przeliczeniu na napięcie 3,6 V wychodzi około 415 mAh, czyli mniej więcej 10% naładowania typowego smartfona albo parę godzin jego pracy.

Ogólnie warto wprowadzić tę modyfikację — dodatkowe parę godzin pracy smartfona, który potem i tak będziecie ładować, raczej nikomu nie zaszkodzi.

Na dziś to wszystko, mam nadzieję, że było przydatne.