Ako správne nabíjať nimh batérie

NiMH znamená "hydrid nikel-kov". Správne nabíjanie je kľúčom k udržaniu výkonu a životnosti. Túto technológiu musíte poznať aby bolo možné nabíjať NiMH. Obnova prvkov NiMH je pomerne komplikovaný proces, pretože vrchol napätia a následný pokles sú menšie, a preto je ťažšie určiť ukazovatele. Nadmerné nabíjanie vedie k prehriatiu a poškodeniu prvku, po ktorom sa stratí kapacita, po ktorej nasleduje strata funkčnosti.

Zariadenie a princíp činnosti

Batéria je elektrochemické zariadenie, v ktorom sa elektrická energia premieňa a ukladá v chemickej forme. Chemická energia sa ľahko premieňa na elektrickú energiu. NiMH pracuje na princípe založenom na absorpcii, uvoľňovaní a prenose vodíka vo vnútri dvoch elektród.

NiMH batérie pozostávajú z dvoch kovových pásov, ktoré fungujú ako pozitívne a negatívne elektród, ako aj oddeľovač izolačných fólií medzi nimi. Tento energetický "sendvič" je navinutý a umiestnený do batérie spolu s tekutým elektrolytom. Kladná elektróda sa zvyčajne skladá z niklu, záporná elektróda sa skladá z hydridu kovu. Odtiaľ pochádza názov "NiMH" alebo "nikel-metal hydrid".

Výhod:

1. Obsahuje menej toxínov a je šetrný k životnému prostrediu, recyklovateľný.
2. Pamäťový efekt je vyšší ako u ni-Cad.
3. Oveľa bezpečnejšie ako lítiové batérie.

Nevýhoda:

1. Hlboké vybitie skracuje životnosť a vytvára teplo pri rýchlom nabíjaní a vysokom zaťažení.
2. Samovybíjanie je väčšie v porovnaní s inými batériami, je potrebné ho vziať do úvahy pred nabíjaním NiMH.
3. Na vysokej úrovni vyžaduje sa Údržba. Batéria musí byť úplne vybitá, aby sa zabránilo tvorbe kryštálov počas nabíjania.
4. Drahšie ako ni-CAD batéria.

Charakteristiky Nabíjania / Vybíjania

Nikel-metal hydridový článok má mnoho charakteristík podobných NiCd, napríklad krivku vybíjania (berúc do úvahy dodatočné nabíjanie), ktorú môže batéria akceptovať. Netoleruje prebíjanie, čo spôsobuje zníženie kapacity, čo je vážny problém pre vývojárov nabíjačky.

Súčasné charakteristiky, ktoré sú potrebné na správne nabitie batérie NiMH:

1. Menovité napätie-1.2V.
2. Špecifická energia-60-120 Wh / kg.
3. Hustota energie — 140-300 Wh / kg.
4. Špecifický výkon-250-1000 W / kg.
5. Účinnosť nabíjania/vybíjania-90%.

Účinnosť nabíjania niklových batérií sa pohybuje od 100% do 70% plnej kapacity. Spočiatku dochádza k miernemu zvýšeniu teploty, ale neskôr, keď úroveň nabitia stúpa, účinnosť klesá a uvoľňuje teplo, čo je potrebné vziať do úvahy pred nabíjaním NiMH.

Keď sa batéria NiCd vybije na určité minimálne napätie a potom sa nabije, musia sa prijať opatrenia na zníženie kondicionačného účinku (približne každých 10 cyklov nabíjania/vybíjania), inak začne strácať kapacitu. Pre NiMH sa takáto požiadavka nevyžaduje, pretože jej účinok je zanedbateľný.

Takýto proces obnovy je však vhodný aj pre zariadenia s hydridom niklu a kovu, odporúča sa to vziať do úvahy pred nabíjaním batérií NiMH. Proces sa opakuje trikrát až päťkrát, kým dosiahnu plnú kapacitu. Proces kondicionovania nabíjateľných batérií zaisťuje, že budú fungovať mnoho rokov.

Metódy Obnovy NiMH

Existuje niekoľko spôsobov nabíjania, ktoré je možné použiť s nikel-metal hydridovými batériami. Rovnako ako NiCd vyžadujú zdroj jednosmerného prúdu. Rýchlosť je zvyčajne uvedená na tele bunky. Nemalo by prekročiť technologické normy. Limity hraníc nabíjania sú jasne regulované výrobcami. Pred použitím batérií musíte presne vedieť, akým prúdom nabíjať batérie NiMH. Tam existuje niekoľko metód, ktoré sa používajú na prevenciu zlyhania:

1. Nabíjanie pomocou časovača. Použitie času na určenie konca procesu je najjednoduchší spôsob. V zariadení je často zabudovaný elektronický časovač, hoci mnohé zariadenia túto funkciu nemajú. Prístup predpokladá, že prvok je nabitý zo známeho stavu, napríklad keď je úplne vybitý.
2. Tepelná detekcia. Koniec procesu je určený pozorovaním teploty prvku. Napriek tomu, že pri prebíjaní sa zariadenie zahrieva, je ťažké presne odhadnúť zvýšenie teploty, pretože v strede batérie bude oveľa teplejšie ako vonku.
3. Detekcia záporného delta napätia. NiMH detekuje pokles napätia (5 mV). Pred nabíjaním batérií NiMH sa zavádza filtrovanie hluku, aby sa spoľahlivo opravil takýto pokles, aby sa zabezpečilo, že" parazitický " senzor a iné zvuky nevedú ku koncu nabíjania.

Paralelné napájanie prvkov

Paralelné nabíjanie batérie sťažuje určenie kvalitatívneho konca procesu. Je to spôsobené tým, že nie je možné si byť istí, že každá bunka alebo paket má rovnaký odpor, a preto niektoré z nich spotrebujú viac prúdu ako iné. To znamená, že pre každú linku v paralelnej jednotke musíte použiť samostatný nabíjací obvod. Malo by sa určiť, ktorý prúd sa má nabíjať NiMH určením vyvažovania, napríklad pomocou odporov s takým odporom, že budú dominovať ovládaniu parametrov.

Na zabezpečenie presného nabíjania bez použitia termistora boli vyvinuté moderné algoritmy. Tieto zariadenia sú podobné Delta V, ale majú špeciálne metódy merania na detekciu úplného nabitia, ktoré zvyčajne zahŕňajú určitý cyklus, keď sa napätie meria v časovom intervale a medzi impulzmi. V prípade viacprvkových balíkov, ak nie sú v rovnakom stave a nemajú vyváženú kapacitu, je možné ich naplniť jeden po druhom, čo signalizuje koniec etapy.

Vyváženie bude trvať niekoľko cyklov. Keď batéria dosiahne koniec nabíjania, na elektródach sa začne vytvárať kyslík a rekombinovať sa na katalyzátore. Nová chemická reakcia vytvára teplo, ktoré sa dá ľahko merať termistorom. Toto je najbezpečnejší spôsob, ako určiť koniec procesu počas rýchleho zotavenia.

Lacná metóda regenerácie

Nočné nabíjanie je najlacnejší spôsob nabíjania nikel-metal hydridovej batérie Pri C / 10, čo je menej ako 10% menovitej kapacity za hodinu. Toto je potrebné vziať do úvahy, aby sa NiMH správne Nabil. 100 mAh batéria sa teda bude nabíjať pri 10 mA po dobu 15 hodín. Táto metóda nevyžaduje snímač konca procesu a poskytuje úplné nabitie. Moderné články majú katalyzátor recirkulácie kyslíka, ktorý zabraňuje poškodeniu batérie pri vystavení elektrickému prúdu.

Túto metódu nie je možné použiť, ak rýchlosť nabíjania prekročí C / 10. Minimálne napätie, vyžaduje sa pre z úplnej reakcie závisí od teploty (najmenej 1,41 V na prvok pri 20 stupňoch), čo potrebujete zvážiť, aby bolo možné správne nabiť NiMH. Dlhodobé zotavenie nespôsobuje vetranie. Mierne ohrieva batériu. Na zachovanie služby, život, odporúča sa používať časovač s rozsahom od 13 do 15 hodín. Nabíjačka Ni-6-200 má mikroprocesor, ktorý hlási stav nabitia prostredníctvom LED a tiež vykonáva synchronizačnú funkciu.

Proces rýchleho nabíjania

Pomocou časovača môžete nabíjať C / 3.33 po dobu 5 hodín. Je to trochu riskantné, pretože batéria musí byť najskôr úplne vybitá. Jedným zo spôsobov, ako sa uistiť, že sa tak nestane, je automatické vybitie batérie, ktorú vykoná nabíjačka, ktorá potom spustí proces obnovy na 5 hodín. Výhodou tejto metódy je eliminácia akejkoľvek možnosti vytvorenia negatívnej pamäte batérie.

V súčasnosti nie všetci výrobcovia vyrábajú takéto nabíjačky, ale Mikroprocesorová doska sa používa napríklad v nabíjačke C / 10 / NiMH-NiCad-solar-charge-controller a môže byť ľahko upravená tak, aby vykonávala vypúšťanie. Na rozptýlenie energie čiastočne nabitej batérie na primeranú dobu bude potrebná jednotka na rozptýlenie energie.

Ak sa používa monitor teploty, NiMH batérie sa môžu nabíjať rýchlosťou až 1C, inými slovami, 100% kapacita v ampérhodinách po dobu 1,5 hodiny. Regulátor nabíjania batérie PowerStream to robí v spojení s riadiacou doskou, ktorá je schopná merať napätie a prúd pre zložitejšie algoritmy. Keď teplota stúpne, proces by sa mal zastaviť a keď by mala byť hodnota dT / dt nastavená na 1-2 stupne za minútu.

Existujú nové algoritmy, ktoré používajú mikroprocesorové riadenie pri použití signálu-dV na určenie konca nabíjania. V praxi fungujú veľmi dobre, takže moderné zariadenia používajú túto technológiu, ktorá zahŕňa procesy zapínania a vypínania na meranie napätia.

ŠPECIFIKÁCIE Adaptéra

Dôležitým problémom je životnosť batérie alebo celkové náklady informácie o stránke životnosť systému. V tomto prípade výrobcovia ponúkajú zariadenia s mikroprocesorovým riadením.

Algoritmus pre dokonalé nabíjačka:

1. Soft start. Ak je teplota nad 40 stupňov alebo pod nulou, začnite nabíjaním C / 10.
2. Možnosť. Ak je napätie vybitej batérie vyššie ako 1,0 V / Článok, vybite batériu na 1,0 V / Článok a potom pokračujte v rýchlom nabíjaní.
3. Rýchle nabíjanie. Pri 1 stupni, kým teplota nedosiahne 45 stupňov alebo dT indikuje úplné nabitie.
4. Po dokončení rýchleho nabíjania nabíjajte pri C / 10 po dobu 4 hodín, aby ste zaistili úplné nabitie.
5. Ak napätie nabitej batérie nimh stúpne na 1,78 v/ Článok, prestaňte pracovať.
6. Ak Doba rýchleho nabíjania bez prerušenia presiahne 1,5 hodiny, zastaví sa.

Teoreticky je nabíjanie rýchlosť nabíjania, ktorá je dostatočne vysoká na to, aby bola batéria úplne nabitá, ale dostatočne nízka, aby sa zabránilo prebitiu. Určenie optimálnej rýchlosti nabíjania pre konkrétnu batériu je trochu ťažké opísať, ale všeobecne sa uznáva, že je to asi desať percent kapacity batérie, napríklad pre Sanyo 2500 mAh AA NiMH je optimálna rýchlosť nabíjania 250 mA alebo nižšia. Musí sa vziať do úvahy, aby sa správne nabíjali batérie NiMH.

Procesy poškodenia batérie

Najčastejšou príčinou predčasného zlyhania batérie je prebíjanie. Typy nabíjačiek, ktoré to najčastejšie spôsobujú, sú takzvané "rýchle zariadenia" na 5 alebo 8 hodín. Problém s týmito zariadeniami je v tom, že skutočne nemajú mechanizmus riadenia procesu.

Väčšina z nich má jednoduchú funkčnosť. Nabíjajú sa plnou rýchlosťou po pevne stanovenú dobu (zvyčajne päť alebo osem hodín) a potom sa vypnú alebo prepnú na nižšiu "manuálnu" rýchlosť. Ak sa používajú správne, potom je všetko v poriadku. Ak používajú sa nesprávne sa životnosť batérie skracuje niekoľkými spôsobmi:

1. Ak sú do zariadenia vložené úplne nabité alebo čiastočne nabité batérie, nemôže to cítiť, takže úplne nabije batérie, pre ktoré je určený. Kapacita batérie teda klesá.
2. Iný bežná situácia je prerušenie nabíjacieho cyklu v procese. Potom však nasleduje opätovné pripojenie. To bohužiaľ vedie k opätovnému spusteniu celého nabíjacieho cyklu, aj keď je predchádzajúci cyklus takmer dokončený.

Najjednoduchší spôsob, ako sa vyhnúť týmto scenárom, je použiť inteligentnú nabíjačku s mikroprocesorovým riadením. Dokáže zistiť, kedy je batéria úplne nabitá, a potom — v závislosti od jej konštrukcie-buď úplne vypnúť, alebo prepnúť do režimu nabíjania.

inteligentné zariadenia iMax B6

Na nabíjanie NiMH iMax budete potrebovať špeciálnu nabíjačku, pretože použitie nesprávnej metódy môže spôsobiť, že batéria bude zbytočná. Mnoho používateľov považuje iMax B6 za najlepšiu voľbu pre nabíjanie NiMH. Podporuje proces až 15 bunkových batérií, ako aj mnoho nastavení a konfigurácií pre rôzne typy batérií. Odporúčaná doba nabíjania by nemala presiahnuť 20 hodín.

Výrobca spravidla zaručuje 2 000 cyklov nabíjania/vybíjania zo štandardnej batérie NiMH, aj keď sa tento počet môže líšiť v závislosti od prevádzkových podmienok.

Algoritmus prevádzky:

1. Nabíjanie NiMH iMax B6. Je potrebné pripojiť napájací kábel k zásuvke na ľavej strane zariadenia, berúc do úvahy tvar na konci kábla, aby ste sa uistili, že je vykonané správne pripojenie. Vložíme ho úplne a zastavíme stlačenie, keď sa na obrazovke zobrazí pípnutie a uvítacia správa.
2. Pomocou strieborného tlačidla v ľavom dolnom rohu zobrazte prvú ponuku a vyberte typ batérie, ktorú chcete nabiť. Stlačením tlačidla úplne vľavo sa výber potvrdí. Tlačidlo vpravo bude prechádzať možnosťami: nabíjanie, vybíjanie, vyváženie, rýchle nabíjanie, skladovanie a ďalšie.
3. Dve centrálne ovládacie tlačidlá vám pomôžu vybrať požadované číslo. Stlačením tlačidla úplne vpravo vstúpite, môžete ísť na nastavenie napätia opätovným posúvaním pomocou dvoch centrálnych tlačidiel a stlačením klávesu enter.
4. Na pripojenie batérie použite viac káblov. Prvá sada vyzerá ako zariadenie pre laboratórne drôty. Často sa dodáva spolu s krokodílovými sponami. Zásuvky na pripojenie sú umiestnené na pravej strane zariadenia v spodnej časti. Sú dostatočne ľahké na detekciu. Takto môžete nabíjať NiMH pomocou iMax B6.
5. Potom musíte pripojiť voľný kábel batérie na koniec červenej a čiernej svorky, čím vytvoríte uzavretú slučku. To môže byť trochu riskantné, najmä ak používateľ prvýkrát urobí nesprávne nastavenia. Stlačte a podržte vstupné tlačidlo na tri sekundy. Potom by mala obrazovka informovať, že kontroluje batériu, po ktorej bude používateľ požiadaný o potvrdenie nastavenia režimu.
6. Zatiaľ nabíjanie batérie , môžete prechádzať rôznymi obrazovkami pomocou dvoch centrálnych tlačidiel, ktoré poskytujú informácie o procese nabíjania v rôznych režimoch.

Tipy na optimalizáciu prevádzky batérie

Najštandardnejšou radou je úplné vybitie batérií a ich následné nabitie. Aj keď ide o ošetrenie "pamäťového efektu", v nikel-kadmiových batériách musíte byť opatrní, pretože je ľahké ich poškodiť v dôsledku nadmerného vybíjania, čo vedie k "obráteniu pólov" a nezvratným procesom. V niektorých prípadoch je elektronika batérií navrhnutá tak, aby zabránila negatívnym procesom vypnutím skôr, ako k nim dôjde, ale jednoduchšie zariadenia, napríklad pre baterky, to nerobia.

Potrebný:

1. Buďte pripravení ich nahradiť. Nikel-metal hydridové batérie nie sú večné. Po skončení zdroja prestanú fungovať.
2. Kúpte si" inteligentnú " nabíjačku, ktorá elektronicky riadi proces a zabraňuje prebíjaniu. Nie je to len lepšie pre batérie, ale tiež spotrebuje menej energie.
3. Po dokončení nabíjania vyberte batériu. Zbytočný čas na zariadení znamená, že na jeho nabíjanie sa spotrebuje viac "prúdovej" energie, takže sa zvyšuje opotrebenie a spotrebuje sa viac energie.
4. Batérie nevybíjajte úplne, aby sa predĺžila ich životnosť. Napriek všetkým radám o opaku úplné vybitie skutočne skracuje ich životnosť.
5. Batérie nimh skladujte pri izbovej teplote na suchom mieste.
6. Nadmerné teplo môže poškodiť batérie a viesť k ich rýchlemu vybitiu.
7. Zvážte použitie modelu s nízkym nabitím.

Je teda možné nakresliť čiaru. V skutočnosti sú nikel-metal hydridové batérie Viac pripravené výrobcom pre prevádzku v moderných podmienkach a správne nabíjanie batérií pomocou inteligentného zariadenia zabezpečí ich výkon a trvanlivosť.