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[家电]关于戴森V6吸尘器电池改造的一点测试 [复制链接]

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— 本帖被 發騷友 设置为精华,作者+3000M币+5专家(2017-06-13) —
戴森DYSON是一家英国的专注于小家电的企业,看了下官网的产品,基本上都是跟风有关系,比较有名的无叶风扇还有最近很火的长相奇特的吹风机,每次的新品发布,不禁让人感叹,原来这个东西还能做成这个样子。不得不佩服戴森的工业设计,产品做的像艺术品的同时还很实用,价格也在承受范围。


本文主要测试的是戴森V6吸尘器,在戴森无绳吸尘器里面算是中档,低档的是DC3X系列,虽然没有用过,但是从原厂1300mAh锂电来看,功率应该不大,只是价格便宜为了不流失低端客户,不过从官网已经看不到DC3X系列,只有V6/V7/V8三个系列。


关于吸尘器使用感受的测试,前人已经发过不少文章,本人业余从事锂电相关行业,就来做一下关于电池方面的测试,寻找最合理的搭配方式。


在准备这次评测前,笔者新购入了一套全新的戴森V6 Motorhead吸尘器套装,其实最主要的原因是因为有幸得到一些媲美原厂的电池组套件(套件指的是不含电池的其他所有部分),要不然也没有对比,市面上有不少卖的副厂电池组用的保护板基本上没有保护功能,虽然不会有什么危险,不过电池会很短命。


其他的准备工作就是把之前一直用的FLIR ONE进行了电池改造,原厂设计的充电电流太大,普通的容量型电池居然差不多2C的倍率充电,个人觉得0.5C内合适,也就是大了4倍多,造成的后果就是电池挂的快,不排除厂家故意这么设计,魔改外挂一节2000mAh的松下18500,原厂的350mAh,增大了近6倍,既解决了充电倍率问题也解决续航问题,就是有些丑,现在的情况是手机会比热成像先没电,看样子手机电池也要魔改一下。


笔者此前从事了近七年的药物研发工作,可能是水平有限或者是不适合做这行,一直碌碌无为;两个月前辞职开始了创业之旅,一段时间没有写实验报告的缘故,突然想用实验报告的模板来写这次的测试,于是本次的风格有点不太一样。
关于戴森V6吸尘器电池改造的一点测试关于戴森V6吸尘器电池改造的一点测试关于戴森V6吸尘器电池改造的一点测试关于戴森V6吸尘器电池改造的一点测试关于戴森V6吸尘器电池改造的一点测试关于戴森V6吸尘器电池改造的一点测试关于戴森V6吸尘器电池改造的一点测试关于戴森V6吸尘器电池改造的一点测试关于戴森V6吸尘器电池改造的一点测试关于戴森V6吸尘器电池改造的一点测试关于戴森V6吸尘器电池改造的一点测试关于戴森V6吸尘器电池改造的一点测试关于戴森V6吸尘器电池改造的一点测试关于戴森V6吸尘器电池改造的一点测试关于戴森V6吸尘器电池改造的一点测试

[ 此帖被自行车杀手在2017-06-13 19:37重新编辑 ]
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bazyu 专家 +1 我就是想知道你那个热成像仪好高达上 多少米入的 07-03
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tntzpq M币 +30 謝謝分享 06-13
conmajia M币 +15 写的认真,然而实验报告好像少点什么。。 06-13

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只看该作者 1楼 发表于: 06-13

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只看该作者 2楼 发表于: 06-13
一,实验目的
1,测试不同型号电芯在普通模式和MAX模式下的续航
2,测试不同模式下吸尘器功率变化趋势
3,测试不同模式下电池温升曲线
4,选择最合适的电芯搭配

二,实验原理
通过钳流表测量回路电流,电压表测量电池端电压,计算电池输出功率,吸尘器电机端功率由于压降的缘故,会略低于计算功率,作为横向对比,此计算方法可行。
使用K型探头置于第二节电池负极,并涂抹导热硅脂准确测量温度的变化,相对于保护板热敏电阻所在中心位置,温度会略低一点,作为横向对比,此方法可行。
吸尘器空转模拟使用情况,理论上吸尘器的扇叶在气压越低的情况下所受到的阻力越小,消耗的功率也越小,也就是吸气口堵的越厉害功率越小。使用手掌堵住进风口模拟半堵和全堵,在半堵的情况下吸尘器的功率略有增加,幅度非常小只有1-2%,而全堵的时候吸尘器会脉冲工作大概是想通过这种方式使管路通常,在脉冲几次还是堵的时候,吸尘器停止工作,避免因为没有气流散热而导致元件烧毁。实测的2100mAh的普通模式以及MAX模式续航与官方数据一致,因此使用空转模拟运行是可行的。


[ 此帖被自行车杀手在2017-06-13 19:38重新编辑 ]
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bazyu M币 +13 看了前几楼 还以为这评测报告只有这些了呢 也太水了 原来正式开始在这里... 07-03

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只看该作者 3楼 发表于: 06-13
三,实验材料
实验仪器:优利德UT322温度测试仪(K探头,双通道)
          安捷伦U1251B万用表(测电池端总电压)
          优利德UT210E钳形表(测回路电流)
          日置HIOKI BT3562电池测试仪(测电池内阻)
          AZ8928 分贝仪 (测噪音)
          戴森V6 Motorhead 吸尘器(全新)
          索尼 RX10(视频拍摄)
          FLIR ONE热成像仪
          储能点焊机
          锡焊焊台
          秒表
实验材料:索尼VTC4  (2100mAh 内阻12-13mΩ)
          索尼VTC5A (2600mAh 内阻10-11mΩ)
          索尼VTC6  (3000mAh 内阻12.5-13.5mΩ)
          原厂、副厂电池组若干


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bazyu M币 +9 壕  你这业余的太专业了吧  这工具我们坛友只能流口水.. 07-03

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只看该作者 4楼 发表于: 06-13
四,实验过程
1,在电池组的正负极镍片上锡焊细导线,使用安捷伦万用表测量电压;
2,把电池组第三节和第四节相连的镍带剪断,锡焊焊接14AWG的软铜线,钳流表至于此处测量回路的电流;
3,将温度计的K型探头置于第二节电池的负极,涂抹导热硅脂使温度测量更加快速准确,并使用胶带固定防止脱落。
4,分贝仪使用小型三脚架固定,直接置于台面,有可能因为吸尘器震动台面导致产生更多的噪音。分贝仪三脚架固定于一处,吸尘器放置处划线,确保每次测试吸尘器与分贝仪保持相同的角度和位置
5,打开电压表、电流表、分贝仪、秒表等,开启视频拍摄,秒表开始计时,然后使用夹子开启吸尘器持续运行。
6,分别测试原厂VTC4、原厂VTC5A、副厂VTC4、副厂VTC5A、副厂VTC6的普通和MAX模式各项数据,其中原厂VTC5A为原厂VTC4测试完后更换的VTC5A电芯。
7,MAX模式功率为普通模式3倍,使用时间只有1/3不到,处理数据时,普通模式每隔1分钟截图记录各项数据,MAX模式每隔20秒截图记录各项数据,绘制图标。
8,横向对比分别选普通模式和MAX模式下的温度进行比较,功率是恒功率没有比较意义,噪音也基本一样,电压和电流的变化趋势从续航时间也能大致看出来,只有温度比较有参考意义。


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只看该作者 5楼 发表于: 06-13
五,数据处理
视频地址如下:
http://i.youku.com/i/UNDY0NTg0NTM3Ng==/videos?spm=a2hzp.8244740.0.0
所有的视频都在这个链接里面。
由于最近事情比较多,一直赶订单,就把视频截图以及提取数据的工作交给别人处理,最后做图是我来完成,中间衔接的不是很顺畅,因此就不附上中间枯燥的表格部分。
续航时间的对比:



下面是其中原厂VTC5A视频的截图


以下图表为根据提取的数据绘制,原厂VTC4和副厂VTC5A的MAX模式为第一天录制,未能加入电压和电流的测定,只有记录温度以及续航时间,由于噪音值基本恒定,MAX模式90多分贝,普通模式80多,参考意义不是很大,因此没有加入噪音曲线。
不同电池不同保护板,MAX模式和普通模式都是恒功率,电压变化与续航时间相关,在不同模式横向比较时,温度的变化曲线更加具有参考意义,因此横向比较时只有温度曲线的对比。


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晚风飘飘 M币 +1 这不是一般的认真,太厉害了 06-13

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只看该作者 6楼 发表于: 06-13
六:实验总结
    从续航数据以及同电芯原副厂保护板上的温度曲线数据上,可以得出以下结论:
1,原厂VTC4电芯的续航被VTC5A和VTC6完爆,容量大是王道,VTC5A以及VTC6都是2015年才出的新品,戴森V6诞生的时间应该更早,所以没有用上大容量的电芯也是情有可原,之后后期没有换大容量芯是因为换芯需要通过很多的验证,成本也高,不换也能卖的很好。至于DIY,只要是原厂正品的电芯,那些验证什么的是不需要考虑的。从官网新的戴森V7的续航数据上看,应该是用上了3000mAh的电芯,推测应该是VTC6,至于戴森V8,笔者没有拆过,不过大概知道是用的31mAh的20700电芯(V6/V7用的是18650),品牌应该是Moli。


2,原厂保护板在MAX模式持续运行电池温度达到70℃时没有保护,有可能原厂保护板保护温度为75-80℃。而副厂保护板在测温到达62℃时进行了保护,由于保护板的热敏电阻更加靠近电池中间部分,推测保护温度为65℃左右,相对原厂而言,好处是保护作用更明显,缺点是MAX模式不能一干到底。


3,原副厂保护板都没有均衡功能,均衡就是在电池组充满电的时候对每一串电池进行小电流的放电,直到电压降到设定电压,一般都是设定4.17V左右,这样就算长期使用,电池组也能保持相对良好的一致性。小电流使用的情况,不加均衡的话也不会有什么影响,但是吸尘器是大电流放电,尤其是MAX模式下放电末期温度达到70℃,这时候不得不考虑热量累积的问题,中间的电池会明显比两边的温度高,这样容易导致电池的不平衡。特斯拉汽车电池组7000多节18650,内部就有类似热管的装置来平衡每一组电池的温度,有不少人以为是用来散热,其实是导热的作用,温度升高没问题,要高大家一起高,冷热不均就会导致不平衡。还有一个例子就是笔记本电池,笔记本电池放电电流不大,最多也就是1C倍率放电(戴森MAX模式后期有10C放电),为什么也是很快就不平衡,这个是因为笔记本本身的发热导致几节电池靠近不同的部位导致温度不均衡,而且温差很大,当然笔记本电池的保护板也是没有均衡的。
为什么没有均衡,很简单的商业考虑,安全一定要做足,因为出事的话要赔很多的钱,国内还好,国外这种很多是天价赔偿,至于寿命,只要在电池保修期内没坏就好了,通常电池的保修期也是明显短于整机的保修。寿命短,当然是要买原厂电池了,一两百的成本卖七八百,利润说不定比卖整机还要多。
说了这么多怎么尽可能提高电池的寿命,很简单的一点就是尽量少用MAX模式,差不多是普通模式的3倍功率,或者一次用MAX模式短一点。喜欢MAX模式的也可以考虑换芯VTC5A,大约是原厂1.3倍的续航,放电末期温度还要比原厂低8℃。


4,索尼VTC5A的内阻是10-11毫欧,VTC4内阻12-13毫欧,VTC6内阻12.5-13.5毫欧,从温度曲线上看,内阻越小温度升的越慢,这个也符合正常规律。


5,从原副厂VTC4/VTC5A/VTC6 MAX模式温度曲线对比,原厂VTC5A发热明显低于副厂VTC5A,实际运行时,保护板基本上是不发热的,这个是保护板的性质决定,不同的是副厂套件提供的是镀镍镍带,原厂用的纯镍镍带,内阻要低1/4,而原厂VTC5A是经过笔者改造的,在原厂纯镍镍带的基础长多了一层截面积1.6平方的镀镍镍带,电阻更加小,在20A放电时镍带的发热不可忽略,而副厂VTC5A温度升高的速度快的原因就在这里,因此减小电池链接的电阻可以减小发热并且对提升续航有一定的帮助。后期可以尝试副厂加工时使用电阻率只有纯镍四分之一的紫铜带。


6,笔者印象比较深刻的是戴森吸尘器的电路控制,普通模式功率恒定在120W左右,MAX模式功率恒定350W左右,之前改装过不少百得吸尘器,控制电路就是一个开关,电池通过开关直接到电机,电压高电流大功率大,快没电就转的慢,没力。而戴森的恒功率及时到最后一点电,也能提供满电时候的畅快体验,当然缺点是不知道什么时候快没有电。再就是戴森的堵气保护,笔者在模拟工作时气道被部分堵塞时用手堵住进气口,在完全堵死的时候吸尘器开始脉冲工作,想通过此方式使气道畅通,在脉冲四五次后没能解决情况下停机来保护电机,因为气道没有气流来带走电机产生的热量,如果持续运行,电机部分会过热而导致损坏。凡是有利有弊,这种复杂精巧的设计会带来相对较高的故障率,不过相对使用时的畅快淋漓,这个又算的了什么。


7,最后的最后,关于改装电芯的选择,目前索尼的主流18650动力电芯是VTC4(2100mAh 30A放电)、VTC5(2600mAh 25A放电)VTC5A(2600mAh 35A放电)和VTC6(3000mAh 30A放电),中间的VTC5略显尴尬,因此没有考虑,如果喜欢用MAX模式,首推VTC5A,MAX模式续航7分30秒,只比VTC6版本少了34秒,而且发热最低;经常使用普通模式的话VTC6是不二之选,续航32分40秒,足足比原厂多了10分钟,也比VTC5A版本多了超过5分钟。
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q版虎斑猫 M币 +15 - 06-17
数码之翼 M币 +2 谢谢详细的解说,戴森的东西,看过的都死贵,感觉外观和造型做的花哨,实用性不是太强 06-17
teatime M币 +8 謝謝分享 06-14
girlstorm 专家 +1 優秀文章 06-14
girlstorm M币 +22 優秀文章 06-14
chen_zimu M币 +15 認真發帖 06-14
uart M币 +30 非常好文,谢谢! 06-14
beldfwgs M币 +30 挺专业的测试啊,謝謝分享。 06-14
miman M币 +8 原創內容 06-14
our420 M币 +15 認真發帖,辛苦了。 06-14
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全文完,真累啊!
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kchelan M币 +8 看的迷迷糊糊的 总结就是耐心真好噢 2 口快冲不错 有米了找你做个笔记本电池 . 06-13
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只看该作者 8楼 发表于: 06-13
迷迷糊糊,中间不知道在说啥了
发长文的童鞋们就不能用大字体么?上次有个也是
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自行车杀手 M币 +30 改过来了,多谢提醒 06-13
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