智能指纹锁电池实测

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  作为智能家居第一道关口的智能门锁,早在多年前飞入千家万户。随着智能家居系统在国内的推广,智能门锁的市场也越发广泛。

  根据制锁行业信息中心的数据,2016年国内的智能锁市场总体渗透率仅2%,同期日韩等国已达80%。但近年来国内越来越多的家庭选用了智能锁,智能锁的飞速发展也带来了相关配套产业的发展。

  这里,不得不佩服国内两大碱性电池主力厂商敏锐的市场洞察力,双鹿电池较早推出了“双鹿电子锁”专用电池,南孚电池则紧跟着推出了“i掌门”电池。从两款电池的命名来看,双鹿瞄准了智能锁行业的核心配件:电磁控锁具;而南孚则以应用场所来区分。

  此次测试就是为了解答以下疑问:智能门锁到底需不需要使用专用电池呢?这些电池是否真的符合其“专用”称号呢?这些专用电池和一般电池在性能上有多大的区别呢?

  2. 门锁:此次选用了国内主流品牌“凯迪仕”、韩国盖德曼GateMan 、德国艾栖ICCSSI、黑龙、海尔、三星六款门锁。

  我们消费者更关心的是电池的使用时间是不是足够长,所以开门次数是我们测试的重点。

  另外从南孚和双鹿的宣传页来看,双方均把电池的防腐防漏技术作为一个卖点来展示,毕竟电池的漏液隐患是我们关心的重点之一。

  考虑电池在储存状态下的损耗,所以设计的测试模式应当既能反映当下,又能对未来有所指导,那么我们设计了方波电流测试方案:电流是80mA,工作时间12秒;工作状态下电流为250mA,工作时间3秒。完成一个周期为一次工作时间。电池供电采用4节串联,工作电压设定到4.8V截止(碱性电池单体额定电压为1.5V,关于工作电压的设定参照智能锁标准文件截图),测试温度也参照国家标准GB 8897,设定在20度+-2度。

  因为测试工位有限,我们同时测试一种电池,每个品牌测试3套,共计完成4轮测试。

  实话说,这个结果出乎意外。基于对这两个品牌的信任,我们认为各自的电子门锁专用电池应该优于其常规碱性电池,但是南孚i掌门的结果令人费解。

  为了给南孚正名,我们不得不将本次测试延长,这一次我们将工作电流下降到150mA,其他参数还是不变。此次结果较为明显地验证了我们的想法。

  根据数据来看:双鹿电子锁南孚i掌门双鹿常规南孚常规

  (1) 南孚i掌门比常规南孚提高23%,双鹿电子锁比双鹿普通电池提高了14%。

  (2) 同级别比较双鹿常规比南孚常规多出14%,双鹿电子锁比南孚i掌门多出7%。

  (3) 在智能锁应用上做横向比较,不管是常规电池还是电子门锁专用电池,双鹿均胜过同级别的南孚。

  测试结果确实出人意料,因为从在国内的名气来看,普通大众对南孚的认可多一点。对这一结果,我们无法探究其原因。但从两家公司的网站信息上显示,南孚只展示了一种级别的电池,而双鹿的网站上则把电池分成了四个级别,主要是以大电流高压段应用为主。估计正是因为这个技术发展上的路线不同,让双鹿在智能锁专用电池上以更长更多的积累而实现了领先一步的优势。

  就两家电池的技术特点来讲,目前一般智能锁的应用上,南孚i掌门胜过自身的常规电池,但同级别比较来说,还是双鹿更有优势;加上自动落锁和云端应用后,南孚i掌门就力不从心了,双鹿电子锁则继续保持优势。

  在防漏防腐性能的探索上,南孚和双鹿同时提到了圈形配件。我们按照两家的宣传图,从电池解剖中获得这个配件,而此时的这个配件已经是面目全非,无法用量具测试,所以无法给出有关尺寸的具体数据,只能从外观的观察来做区分,但是并没有发现明显的差异。下图是四款电池的配件剥离后的图片。

  具体的材料成分因为是各企业的技术机密,所以无从得知。经请教了电池行业的一位大拿,她指出此配件应该称为密封圈(双鹿电池在相关宣传中也提到了这个名字,而南孚没有提到),并推荐我们用DSC测试对四款密封圈做定性分析,再用高温高湿下的吸水性做耐老化测试。

  出乎意料的DSC测试结果,得到的结论是四款密封圈的峰值彼此非常接近,怀疑是同类产品。让人怀疑这次测试的方案是不是有问题。不过好奇的我们还是扩大了测试范围,这次选择了其他一家工厂的电池,很偶然的从路边一家小店买到,又一次花费不菲的DSC测试费用。但结果是令人欣喜的,这一次的DSC峰值出现了偏移,认识到这个不起眼的密封圈果然大有文章。峰值图见下。红色部分为双鹿电子锁密封圈,其他三款的峰值与之几乎无差异,黑色部分为路边店购买的电池。

  很好奇,四种外观各有差异的产品,居然有可能是同种材料。路边店购买的电池,其密封圈色泽很接近南孚常规版,但居然是不同的产品。那么他们的抗老化性如何呢?根据那位大拿的提供的测试方案,我们将四款密封圈和路边店购买的电池的密封圈(标记为5号)先放到了45度烘箱内干燥4小时,取出后记录重量,然后再将其放入60度,90%湿度的高温高湿箱内16小时,再记录重量,比较五款密封圈的增重。

  新测试的数据再次为DSC测试结果背书,前四款的增重基本一致,显示为同种(或同性能)材料,而5号样本的增重则大大高出。按照该大拿的说法,吸水越多,则表示在储存过程中密封圈的强度将降低得更快,直观来说就是储存期短。也大概也能解释南孚和双鹿这两家公司的产品上保质期比别家长的原因。

  所以,第二项密封圈的测试结果表明:无论是南孚还是双鹿,在密封材料上没有显示出相比其本身常规电池的优异性,但是与同类其他品牌相比,确实有值得高看一眼之处。当然,对于这种聚合物产品,这样的测试是比较片面的,后期还将请教更多的业内大拿,争取更全面的解剖该方面的问题。

  使用稳定电源接上六款门锁,反复开锁,通过设备读取工作状态下电流值。数据记录如下(因多次开门电路或许会有发热,所以每次的数据均有不同,但每天只测试一款电池的电流数据,消除电路发热的影响,保持横向的可比较性)

  这个表格还不包括非工作状态下的背景电流,但这个数值很微小只有10~20微安,可以忽略不计。从单次数据来看,各款智能锁的工作电流是不稳定的,从60毫安到300毫安呈先升后降的山峰形状,通过时间纪录来看,峰顶时间较短。考虑到测试过程中频繁开关门给锁具造成的损耗会对测试数据产生误差,所以没有完全使用开关门形式,只通过模拟放电方式记录数据。

  我们注意自动落锁系列的Gateman和三星的两款智能锁,测试中工作电流比较大,而现实使用过程中也反映出这类门锁耗电多的现象。

  未来趋势:一方面自动落锁和云端联系是未来的发展方向,所以预期未来的智能锁工作电流会增大;但另一方面科技的进步将使得元器件耗电水平下降,这样又将降低智能锁的工作电流。

  1. 在智能锁应用上,双鹿电池相比南孚更为耐用一些。如果是应用在普通指纹/密码锁上,那么南孚和双鹿都会明显的比其常规品耐用,但是在高端或多功能智能锁上双鹿会有更好的表现;

  2. 在耐漏液测试上,我们局限于专业知识的缺乏,只是对密封材料进行了初步探索,初步得出该两品牌电池的密封圈材质应该是和其常规品一致,但不排除两公司在其他工艺上的改变来赢得密封技术的改进。但两品牌电池相比其他小品牌产品的密封圈确实有不同之处。

  3. 在电子解锁,机械开锁的智能锁中,电子锁专用电池在其目标领域有着更好的表现,预计耐用性会有15%左右的上升。在专用电池和常规电池差价不明显,或者因为锁具的昂贵消费者希望能有更多心理保障的时候,推荐购买电子锁专用电池来使用。

  2,感谢测试过程中,提供资源,设备和技术帮助的各路朋友,非常非常感谢!!!