Cum să încărcați corect bateriile nimh

NiMH înseamnă "nickel metal hydride". Încărcarea corectă este esențială pentru menținerea performanței și longevității. Este o tehnologie trebuie să știți pentru a încărca NiMH. Recuperarea celulelor NiMH este destul de complicată deoarece vârful de tensiune și scăderea ulterioară a tensiunii sunt mai mici și, prin urmare, citirile sunt mai greu de determinat. Supraîncărcarea duce la supraîncălzirea și deteriorarea celulelor, ceea ce duce la pierderea capacității și, în consecință, la pierderea funcționalității.

Proiectare și principiu de funcționare

Bateria este un dispozitiv electrochimic care convertește energia electrică și o stochează sub formă chimică. Energia chimică este ușor de transformat în energie electrică. NiMH funcționează pe principiul bazat pe absorbția, eliberarea și transferul de hidrogen în interiorul a doi electrozi.

Bateriile NiMH constau din două benzi metalice care acționează ca pozitive și negative Electrozii pozitivi și negativi, precum și cușca izolatoare formată din folie de aluminiu dintre ei, sunt transformate cu ușurință în energie electrică. Acest "sandwich" de energie este înfășurat și plasat în baterie împreună cu electrolitul lichid. Electrodul pozitiv este de obicei nichel, iar electrodul negativ este o hidrură metalică. De aici și denumirea "NiMH", sau "hidrură de nichel-metal".

Avantaje:

1. Conține mai puține toxine și este ecologic, reciclabil.
2. Efectul de memorie este mai mare decât Ni-Cad.
3. Mult mai sigur decât bateriile cu litiu.

Dezavantaje:

1. Descărcarea profundă scurtează durata de viață a bateriei și generează căldură în timpul încărcării rapide și a sarcinilor mari.
2. Autodescărcarea este mai mare în comparație cu alte baterii, trebuie să fie luată în considerare înainte de a încărca NiMH.
3. Nivel înalt necesar Întreținere. Bateria trebuie să fie complet descărcată pentru a preveni formarea de cristale în timpul încărcării.
4. Mai scump decât bateria Ni-Cad.

Caracteristici de încărcare/descărcare

Celula cu hidrură metalică de nichel are multe caracteristici similare cu NiCd, de exemplu curba de descărcare (luând în considerare încărcarea suplimentară) pe care o poate suporta bateria. Este intolerant la supraîncărcarea care provoacă o scădere a capacității, ceea ce reprezintă o problemă serioasă pentru dezvoltatori încărcătoare.

Caracteristicile de curent care sunt necesare pentru a încărca corect bateria NiMH:

1. Tensiunea nominală - 1.2V.
2. Densitate energetică - 60-120Wh/kg.
3. Densitate energetică - 140-300Wh/kg.
4. Putere specifică - 250-1000W/kg.
5. Eficiență de încărcare/descărcare de 90%.

Eficiența de încărcare a bateriilor de nichel este cuprinsă între 100% și 70% din capacitatea maximă. Inițial, există o ușoară creștere a temperaturii, dar mai târziu, când nivelul de încărcare crește, eficiența scade, eliberând căldură, care trebuie luată în considerare înainte de a încărca NiMH.

Atunci când o baterie NiCD este descărcată până la o anumită tensiune minimă și apoi încărcată, trebuie să aveți grijă să reduceți efectele condiționării (aproximativ la fiecare 10 cicluri de încărcare/descărcare), altfel va începe să-și piardă capacitatea. Nu există o astfel de cerință pentru NiMH, deoarece efectul este neglijabil.

Cu toate acestea, acest proces de recuperare este convenabil pentru dispozitivele NiMH și se recomandă să fie luat în considerare înainte de reîncărcarea bateriilor NiMH. Procesul se repetă de trei până la cinci ori înainte de a ajunge la capacitate maximă. Procesul de condiționare a bateriilor reîncărcabile asigură o durată de viață de mulți ani.

Metode de reîncărcare pentru NiMH

Există mai multe metode de încărcare care pot fi utilizate cu bateriile Ni-MH. Ca și NiCd, au nevoie de o sursă de curent continuu. Viteza este de obicei indicată pe corpul celulei. Acesta nu trebuie să depășească limitele tehnologice. Limitele de încărcare sunt reglementate în mod clar de către producători. Înainte de a începe să folosiți bateriile, trebuie să știți exact cât de mult curent trebuie să încărcați bateriile NiMH. Există un mai multe metode, care sunt utilizate pentru a preveni eșecul:

1. Încărcare temporizată. Folosirea timpului pentru a determina sfârșitul procesului este cea mai simplă cale. Adesea, un cronometru electronic este încorporat în dispozitiv, deși multe dispozitive nu au această funcție. Abordarea presupune că celula este încărcată de la o stare cunoscută, de exemplu, atunci când este complet descărcată.
2. Detecție termică. Determinați finalul procesului prin observarea temperaturii celulei. Deși supraîncărcarea va încălzi dispozitivul, este dificil să se evalueze cu precizie creșterea temperaturii, deoarece bateria va fi mult mai fierbinte în centru decât în exterior.
3. Detectarea tensiunii delta negative. Celulele NiMH prezintă o cădere de tensiune (5 mV). Înainte de a încărca bateriile NiMH, se introduce filtrarea zgomotului pentru a detecta în mod fiabil această scădere, pentru a se asigura că senzorul "parazit" și alte zgomote nu provoacă sfârșitul încărcării.

Puterea celulelor paralele

Încărcarea paralelă a bateriilor face dificilă determinarea calitativă a sfârșitului procesului. Acest lucru se datorează faptului că este imposibil să fii sigur că fiecare celulă sau pachet are aceeași rezistență și, prin urmare, unele vor consuma mai mult curent decât altele. Aceasta înseamnă că trebuie utilizat un circuit de încărcare separat pentru fiecare linie din unitatea paralelă. Ar trebui să setați cât de mult curent să încărcați NiMH prin definirea echilibrării, de exemplu, folosind rezistențe de o astfel de rezistență care va domina controlul parametrilor.

Au fost dezvoltați algoritmi moderni pentru a asigura o încărcare precisă fără utilizarea unui termistor. Aceste dispozitive sunt similare cu Delta V, dar au metode speciale de măsurare pentru a detecta o încărcare completă, de obicei implicând un ciclu în care tensiunea este măsurată în intervale de timp și între impulsuri. În cazul pachetelor cu mai multe celule, dacă acestea nu sunt în aceeași stare și nu sunt echilibrate din punct de vedere al capacității, se pot umple pe rând, semnalând sfârșitul etapei.

Este nevoie de mai multe cicluri pentru a le echilibra. Când bateria ajunge la sfârșitul încărcării, oxigenul începe să se formeze pe electrozi și să se recombine pe catalizator. Noua reacție chimică creează căldură, care poate fi ușor măsurată cu un termistor. Acesta este cel mai sigur mod de a determina sfârșitul procesului în timpul recondiționării rapide.

Mod ieftin de regenerare

Încărcarea pe timp de noapte este cea mai ieftină modalitate de a încărca o baterie NiMH la C/10, care reprezintă mai puțin de 10% din capacitatea nominală pe oră. Acest lucru trebuie luat în considerare pentru a încărca corect NiMH. O baterie de 100 mAh va fi astfel încărcată la 10 mA timp de 15 ore. Această metodă nu necesită un senzor de sfârșit de proces și asigură o încărcare completă. Celulele moderne au un catalizator pentru recircularea oxigenului care previne deteriorarea bateriei prin electrocutare.

Această metodă nu trebuie utilizată în cazul în care rata de încărcare este mai mare de C/10. Tensiune minimă, necesare pentru Răspuns complet, în funcție de temperatură (cel puțin 1,41 V pe celulă la 20 grade), ceea ce este necesar de luat în considerare pentru a încărca NiMH în mod corespunzător. Recuperarea continuă nu provoacă ventilație. Încălzește ușor bateria. Pentru a păstra durata de viață a bateriei, se recomandă să se utilizeze Un temporizator cu o durată de 13 până la 15 ore. Încărcătorul de baterii Ni-6-200 are un microprocesor care raportează starea de încărcare prin intermediul unui LED și are, de asemenea, o funcție de sincronizare.

Procesul de încărcare rapidă

Cu ajutorul temporizatorului este posibilă încărcarea C/3.33 pentru 5 ore. Un pic riscant, deoarece bateria trebuie să fie complet descărcată în prealabil. O modalitate de a vă asigura că acest lucru nu se întâmplă este ca bateria să fie descărcată automat de către încărcător, care apoi începe procesul de recuperare timp de 5 ore. Această metodă are avantajul de a elimina orice posibilitate de a crea o memorie negativă a bateriei.

Nu toți producătorii produc în prezent încărcătoare similare, dar placa cu microprocesor este utilizată, de exemplu, într-un controler de încărcare C/10/NiMH-NiCad-solar-charge-controller și poate fi ușor modificată pentru a efectua o descărcare. O unitate de disipare a energiei va fi necesară pentru a disipa energia unei baterii parțial încărcate pentru o perioadă de timp rezonabilă.

Dacă se utilizează un monitor de temperatură, bateriile NiMH pot fi încărcate până la 1C, cu alte cuvinte 100% din capacitatea lor în amperi-oră în 1,5 ore. Controlerul de încărcare a bateriei PowerStream face acest lucru împreună cu o placă de control capabilă să măsoare tensiunea și curentul pentru algoritmi mai complecși. Dacă temperatura crește, procesul trebuie oprit și valoarea dT/dt trebuie setată la 1-2 grade pe minut.

Există noi algoritmi care utilizează controlul microprocesorului folosind semnalul -dV pentru a determina sfârșitul încărcării. În practică, ele funcționează foarte bine, astfel încât dispozitivele moderne utilizează această tehnologie, care include procese de pornire și oprire pentru a măsura tensiunea.

Specificațiile adaptorului

O problemă importantă este durata de viață baterii sau costul total opțiune pe viață sisteme. În acest caz, producătorii oferă dispozitive controlate de microprocesoare.

Algoritm pentru un ideal încărcător:

1. Pornire ușoară. Dacă temperatura este peste 40 de grade sau sub zero grade, începeți cu o încărcare C/10.
2. Opțiunea. Dacă tensiunea bateriei descărcate este mai mare de 1,0 V/celulă, descărcați bateria la 1,0 V/celulă și apoi treceți la încărcarea rapidă.
3. Încărcare rapidă. La 1 grad până când temperatura atinge 45 de grade sau dT indică o încărcare completă.
4. După finalizarea încărcării rapide, încărcați la C/10 timp de 4 ore pentru a asigura o încărcare completă.
5. Dacă tensiunea bateriei NiMH încărcate crește la 1,78 V/celulă, opriți lucrul.
6. Dacă timpul de încărcare rapidă depășește 1,5 ore fără întrerupere, opriți încărcarea.

Teoretic, reîncărcarea este o rată de încărcare suficient de mare pentru a menține bateria complet încărcată, dar suficient de mică pentru a evita supraîncărcarea. Determinarea ratei optime de reîncărcare pentru o anumită baterie este un pic mai greu de descris, dar este în general acceptat că este în jur de zece procente din capacitatea bateriei, de exemplu, pentru un Sanyo 2500 mAh AA NiMH, rata optimă de reîncărcare este de 250 mA sau mai mică. Acest lucru trebuie luat în considerare pentru a încărca corect bateriile NiMH.

Procesele de deteriorare a bateriilor

Supraîncărcarea este cea mai frecventă cauză de defectare prematură a bateriei. Tipurile de încărcătoare care cauzează cel mai frecvent această problemă sunt așa-numitele "încărcătoare rapide" de 5 sau 8 ore. Problema cu aceste dispozitive este că ele nu au niciun mecanism de control al procesului.

Cele mai multe dintre ele au o funcționalitate simplă. Acestea sunt încărcate la viteză maximă pentru o perioadă fixă (de obicei cinci sau opt ore) și apoi sunt oprite sau pornite la o viteză mai mică "manuală". Dacă sunt folosite în mod corespunzător, totul este bine. Dacă se aplică în mod incorect, durata de viață a bateriei este redusă în mai multe moduri:

1. Dacă în dispozitiv sunt introduse baterii complet încărcate sau parțial încărcate, acesta nu poate detecta acest lucru, astfel încât încarcă complet bateriile pentru care este destinat. Astfel, capacitatea bateriei scade.
2. cealaltă o situație comună este o întrerupere a ciclului de încărcare în timpul procesului. Totuși, aceasta este urmată de o reconectare. Din nefericire, acest lucru duce la reluarea ciclului complet de încărcare, chiar dacă ciclul anterior este aproape complet.

Cel mai simplu mod de a evita aceste scenarii este să folosiți un încărcător inteligent cu control prin microprocesor. Poate detecta când bateria este complet încărcată și apoi - în funcție de designul său - fie se oprește complet, fie trece la modul de reîncărcare.

Dispozitive inteligente iMax B6

Pentru a încărca iMax NiMH veți avea nevoie de un încărcător special, deoarece utilizarea unei metode greșite poate face bateria inutilă. Mulți utilizatori consideră că iMax B6 este cea mai bună alegere pentru încărcarea NiMH. Suportă până la 15 celule și are multe setări și configurații pentru diferite tipuri de baterii. Timpul de încărcare recomandat nu trebuie să depășească 20 de ore.

În general, producătorul garantează 2.000 de cicluri de încărcare/descărcare de la o baterie NiMH standard, deși acest număr poate varia în funcție de condițiile de funcționare.

Algoritm de operare:

1. Încărcarea NiMH iMax B6. Trebuie să conectați cablul de alimentare în priza din partea stângă a dispozitivului, ținând cont de forma de la capătul cablului pentru a vă asigura că se face conexiunea corectă. Împingeți-l până la capăt și opriți apăsarea atunci când se aude un semnal sonor și pe ecran apare un mesaj de bun venit.
2. Folosiți butonul argintiu din extrema stângă pentru a naviga prin primul meniu și a selecta tipul de baterie care urmează să fie încărcată. Apăsarea butonului cel mai din stânga va confirma selecția. Butonul din dreapta va derula prin opțiunile: încărcare, descărcare, echilibru, încărcare rapidă, stocare și altele.
3. Cele două butoane centrale de control vă ajută să selectați numărul corect. Apăsarea butonului din extrema dreaptă pentru a intra, puteți schimba la setarea de tensiune, derulând din nou cu cele două butoane centrale și apăsând enter.
4. Mai multe cabluri sunt folosite pentru a conecta bateria. Primul set arată ca un echipament de sârmă de laborator. Acesta vine adesea cu cleme de crocodil. Prizele pentru conexiuni se află în partea dreaptă a aparatului, în partea de jos. Acestea sunt destul de ușor de localizat. Iată cum puteți încărca NiMH cu iMax B6.
5. Apoi, conectați cablul liber al bateriei la capătul clipurilor roșu și negru, creând o buclă închisă. Acest lucru poate fi un pic riscant, mai ales dacă utilizatorul face setările greșite prima dată. Apăsați și mențineți apăsat butonul de introducere timp de trei secunde. Ecranul ar trebui apoi să informeze utilizatorul că verifică bateria, după care utilizatorul va fi rugat să confirme setarea modului.
6. În timpul încărcarea bateriei este posibilă parcurgerea diferitelor ecrane de afișare cu ajutorul celor două butoane centrale, care raportează informații despre procesul de încărcare în diferitele moduri.

Sfaturi pentru optimizarea bateriei

Cel mai standard sfat este să descărcați complet bateriile și apoi să le reîncărcați. Deși acesta este un tratament cu "efect de memorie", trebuie să aveți grijă cu bateriile cu nichel-cadmiu, deoarece este ușor să le deteriorați prin supradescărcare, ceea ce duce la "inversarea polilor" și la procese ireversibile. În unele cazuri, componentele electronice ale bateriei sunt concepute pentru a preveni procesele negative prin oprirea înainte ca acestea să se întâmple, dar dispozitive mai simple, cum ar fi lanternele, nu au.

Necesar:

1. Fiți pregătiți să le înlocuiți. Bateriile cu hidrură de nichel-metal nu durează la nesfârșit. Acestea nu vor mai funcționa atunci când vor ajunge la sfârșitul duratei de viață.
2. Cumpărați un încărcător inteligent care utilizează dispozitive electronice pentru a controla procesul și a preveni supraîncărcarea. Acest lucru nu numai că mai bine pentru bateriile, dar consumă și mai puțină energie.
3. Scoateți bateria când reîncărcarea este completă. Timpul inutil petrecut pe dispozitiv înseamnă că se utilizează mai multă energie pentru a-l încărca, astfel încât există o uzură mai mare și se consumă mai multă energie.
4. Nu descărcați complet bateriile pentru a le prelungi durata de viață. În ciuda tuturor sfaturilor contrare, descărcarea completă a acestora le va scurta viața.
5. Păstrați bateriile NiMH la temperatura camerei într-un loc uscat.
6. Căldura excesivă poate deteriora bateriile și poate duce la o descărcare rapidă.
7. Luați în considerare utilizarea unui model cu un nivel scăzut de încărcare.

Deci, putem trage o linie. Bateriile NiMH valabile sunt mai bine pregătite de către producător Pentru muncă în mediul de astăzi, iar încărcarea corectă a bateriilor cu un dispozitiv inteligent va asigura performanța și longevitatea acestora.