Kako pravilno polniti baterije nimh

NiMH pomeni NiMH. Pravilno polnjenje je ključnega pomena za ohranjanje zmogljivosti in dolge življenjske dobe. Ta tehnologija morate vedeti Če želite polniti NiMH. Polnjenje celic NiMH je precej zapleten proces, saj so vrhovi napetosti in posledični padci manjši, zato je vrednosti težje določiti. Prekomerno polnjenje povzroči pregrevanje in poškodbe celice, kar povzroči izgubo zmogljivosti in posledično izgubo funkcionalnosti.

Zasnova in načelo delovanja

Baterija je elektrokemična naprava, v kateri se električna energija pretvori in shrani v kemični obliki. Kemična energija se zlahka pretvori v električno energijo. NiMH deluje po načelu absorpcije, sproščanja in prenosa vodika znotraj dveh elektrod.

Baterije NiMH so sestavljene iz dveh kovinskih trakov, ki delujeta kot Pozitivni in negativni elektrodami in izolacijsko kletko iz folije med njima. Ta energijski "sendvič" se navije in skupaj s tekočim elektrolitom vstavi v baterijo. Pozitivna elektroda je običajno nikelj, negativna elektroda pa kovinski hidrid. Od tod tudi ime "NiMH" ali "nikljev kovinski hidrid".

Prednosti:

1. Vsebuje manj toksinov in je okolju prijazen ter ga je mogoče reciklirati.
2. Učinek spomina je večji kot pri Ni-Cad.
3. Veliko varnejši od litijevih baterij.

Pomanjkljivosti:

1. Globoko praznjenje skrajšuje življenjsko dobo in ustvarja toploto med hitrim polnjenjem in visokimi obremenitvami.
2. Samopraznjenje je v primerjavi z drugimi baterijami večje in ga je treba upoštevati pred polnjenjem NiMH.
3. Zahtevana visoka raven vzdrževanje. Baterija mora biti popolnoma izpraznjena, da se med polnjenjem ne tvorijo kristali.
4. Dražja od baterije Ni-Cad.

Značilnosti polnjenja/razreševanja

Nikelj-metalhidridna celica ima veliko podobnih lastnosti kot NiCd, na primer krivuljo praznjenja (ob upoštevanju dodatnega polnjenja), ki jo baterija lahko prenese. Ne dopušča prekomernega polnjenja, ki povzroči zmanjšanje zmogljivosti, kar je resen problem za razvijalce polnilci.

Značilnosti toka, ki so potrebne za pravilno polnjenje baterije NiMH:

1. Nazivna napetost - 1.2V.
2. Specifična energija - 60-120Wh/kg.
3. Gostota energije - 140-300Wh/kg.
4. Gostota moči - 250-1000 W/kg.
5. Učinkovitost polnjenja in praznjenja 90 %.

Učinkovitost polnjenja baterij NiMH je od 100 % do 70 % polne zmogljivosti. Sprva se temperatura nekoliko poveča, pozneje, ko se stopnja polnjenja poveča, pa se učinkovitost zmanjša, pri čemer se sprošča toplota, kar je treba upoštevati pred polnjenjem NiMH.

Ko se baterija NiCD izprazni do določene minimalne napetosti in nato ponovno napolni, je treba sprejeti ukrepe za zmanjšanje učinkov kondicioniranja (približno vsakih 10 ciklov polnjenja/praznjenja), sicer bo začela izgubljati zmogljivost. Pri NiMH to ni potrebno, saj je učinek zanemarljiv.

Kljub temu je ta postopek obnovitve primeren tudi za naprave NiMH in ga je priporočljivo upoštevati pred polnjenjem baterij NiMH. Postopek se ponovi tri- do petkrat, preden dosežejo polno zmogljivost. Proces kondicioniranja akumulatorskih baterij zagotavlja, da bodo baterije delovale več let.

Metode obnove NiMH

Pri baterijah NiMH lahko uporabljate več načinov polnjenja. Tako kot NiCd potrebujejo vir enosmernega toka. Stopnja je običajno označena na ohišju celice. Ne sme preseči omejitev obdelave. Proizvajalci jasno določajo omejitve polnjenja. Pred uporabo baterij morate natančno vedeti, s kakšnim tokom polnite baterije NiMH. Obstaja več metod, ki se uporabljajo za preprečevanje napak:

1. Časovno opredeljeno polnjenje. Uporaba časa za ugotavljanje konca procesa je najlažji način. V napravo je pogosto vgrajen elektronski časovnik, čeprav številne naprave te funkcije nimajo. Pristop predvideva, da se celica polni iz znanega stanja, na primer ko je popolnoma izpraznjena.
2. Toplotno zaznavanje. Konec postopka se določi z opazovanjem temperature celice. Čeprav se naprava ob pretiranem polnjenju segreje, je dvig temperature težko natančno oceniti, saj je baterija v sredini veliko bolj vroča kot zunaj.
3. Zaznavanje negativne napetosti delta. NiMH zazna padec napetosti (5 mV). Pred polnjenjem baterij NiMH se uvede filtriranje šuma, da se zanesljivo zajame takšen padec in zagotovi, da "parazitski" senzor in drugi šumi ne povzročijo konca polnjenja.

Vzporedna moč celic

Zaradi vzporednega polnjenja baterij je težko določiti konec postopka. To je zato, ker ni mogoče zagotoviti, da ima vsaka celica ali paket enako upornost, zato bodo nekatere od njih porabile več toka kot druge. To pomeni, da je treba za vsako linijo v vzporednem bloku uporabiti ločen polnilni krog. Določiti je treba, kakšen tok za polnjenje NiMH z določitvijo uravnoteženja, npr. z uporabo uporov z upornostjo, ki bo prevladovala pri nadzoru parametrov.

Sodobni algoritmi so zasnovani tako, da zagotavljajo natančno polnjenje brez uporabe termistorja. Te naprave so podobne napravam Delta V, vendar imajo posebne merilne metode za zaznavanje polnega polnjenja, ki običajno vključujejo določen cikel, pri katerem se napetost meri v časovnih intervalih in med impulzi. Če večcelični paketi niso v enakem stanju in niso uravnoteženi po zmogljivosti, jih je mogoče napolniti enega za drugim, tako da se signalizira konec faze.

Potrebnih je več ciklov, da se uravnovesijo. Ko se baterija do konca napolni, se na elektrodah začne tvoriti kisik, ki se na katalizatorju rekombinira. Nova kemijska reakcija povzroča toploto, ki jo je mogoče enostavno izmeriti s termistorjem. To je najvarnejši način za določitev konca procesa med hitro regeneracijo.

Poceni način regeneracije

Nočno polnjenje je najcenejši način polnjenja baterije Ni-MH pri C/10, ki je pod 10 % njene nazivne zmogljivosti na uro. To je treba upoštevati za pravilno polnjenje NiMH. Na ta način se bo baterija s 100 mAh 15 ur polnila z 10 mA. Ta metoda ne zahteva senzorja na koncu postopka in zagotavlja popolno polnjenje. Sodobne celice imajo katalizator za kroženje kisika, ki preprečuje poškodbe baterije zaradi električnega udara.

Te metode ni mogoče uporabiti, če hitrost polnjenja presega C/10. Najmanjša napetost, potrebno za Popolnoma reaktiven, odvisen od temperature (vsaj 1,41 V na celico pri 20 stopinjah), kaj potrebujemo upoštevati za pravilno polnjenje NiMH. Dolg čas okrevanja ne povzroča prezračevanja. Rahlo segreva baterijo. Če želite ohraniti življenjsko dobo baterije, je priporočljivo uporabiti časovnik z razponom od 13 do 15 ur. Polnilec baterij Ni-6-200 ima mikroprocesor, ki s pomočjo diode LED sporoča stanje napolnjenosti in ima tudi funkcijo merjenja časa.

Postopek hitrega polnjenja

Z uporabo časovnika lahko napolnite C/3.33 za 5 ur. To je nekoliko tvegano, saj je treba baterijo pred tem popolnoma izprazniti. Da se to ne bi zgodilo, lahko poskrbite tako, da polnilec samodejno izprazni baterijo, s čimer se za 5 ur začne postopek obnovitve. Prednost te metode je odprava možnosti ustvarjanja negativnega spomina baterije.

Takšnih polnilnikov trenutno ne izdelujejo vsi proizvajalci, vendar se mikroprocesorska plošča uporablja na primer v krmilniku C/10 /NiMH-NiCad-solar-charge-controller in jo je mogoče zlahka prilagoditi za izvajanje praznjenja. Za razpršitev energije delno napolnjene baterije bo potrebna enota za razpršitev energije v razumnem času.

Če se uporablja merilnik temperature, se lahko baterije NiMH polnijo s hitrostjo do 1C, kar pomeni 100 % njihove zmogljivosti v amperskih urah v 1,5 ure. Krmilnik za polnjenje baterij PowerStream to počne v povezavi z nadzorno ploščo, ki lahko meri napetost in tok za bolj zapletene algoritme. Če temperatura naraste, se mora postopek ustaviti, vrednost dT/dt pa je treba nastaviti na 1-2 stopinji na minuto.

Obstajajo novi algoritmi, ki uporabljajo mikroprocesorsko krmiljenje s pomočjo signala -dV za določitev konca polnjenja. V praksi delujejo zelo dobro, zato sodobne naprave uporabljajo to tehnologijo, ki vključuje procese vklopa in izklopa za merjenje napetosti.

Specifikacije adapterja

Pomemben problem je življenjska doba baterije ali skupni stroški življenjska doba sistemi. V tem primeru proizvajalci ponujajo mikroprocesorsko krmiljene naprave.

Algoritem za idealno polnilec:

1. Blagi zagon. Če je temperatura nad 40 stopinj ali pod ničlo, začnite z polnjenjem C/10.
2. Možnost. Če je napetost izpraznjene baterije nad 1,0 Vpc, baterijo izpraznite do 1,0 Vpc in nato nadaljujte s hitrim polnjenjem.
3. Hitro polnjenje. pri 1 stopinji C, dokler temperatura ne doseže 45 stopinj ali dokler dT ne pokaže polnega polnjenja.
4. Po končanem hitrem polnjenju 4 ure polnite pri C/10, da zagotovite popolno polnjenje.
5. Če napetost napolnjene baterije NiMH naraste na 1,78 V/celico, prenehajte z delom.
6. Ko čas hitrega polnjenja brez prekinitve preseže 1,5 ure, prekinite polnjenje.

Teoretično je hitrost polnjenja dovolj visoka, da baterija ostane popolnoma napolnjena, vendar dovolj nizka, da se prepreči prekomerno polnjenje. Določitev optimalne hitrosti polnjenja za določeno baterijo je nekoliko težje opisati, vendar na splošno velja, da je to približno deset odstotkov zmogljivosti baterije, na primer za baterijo Sanyo 2500 mAh AA NiMH je optimalna hitrost polnjenja 250 mA ali manj. Upoštevati ga je treba za pravilno polnjenje akumulatorskih baterij NiMH.

Postopki za poškodbe baterije

Prekomerno polnjenje je najpogostejši vzrok za prezgodnjo okvaro baterije. Najpogosteje ga povzročajo tako imenovani "hitri polnilci", ki trajajo 5 ali 8 ur. Težava teh naprav je, da v resnici nimajo mehanizma za nadzor procesa.

Večina jih ima preprosto funkcionalnost. Polnijo se s polno hitrostjo določen čas (običajno pet ali osem ur), nato pa se odklopijo ali preklopijo na nižjo "ročno" hitrost. Če se pravilno uporablja, je vse v redu. Če se uporabljajo nepravilno, se skrajša življenjska doba baterije na več načinov:

1. Če so v napravo vstavljene popolnoma ali delno napolnjene baterije, naprava tega ne zazna, zato v celoti napolni baterije, za katere je namenjena. Tako se zmogljivost baterije zmanjša.
2. Drugo pogost položaj je prekinitev cikla polnjenja med postopkom. Vendar temu sledi ponovna povezava. Na žalost to vodi k ponovnemu zagonu celotnega cikla polnjenja, tudi če je prejšnji cikel že skoraj končan.

Tem scenarijem se najlažje izognete z uporabo pametnega polnilnika z mikroprocesorskim krmiljenjem. Zazna lahko, kdaj je baterija popolnoma napolnjena, in se - odvisno od zasnove - popolnoma izklopi ali preklopi v način polnjenja.

Pametne naprave iMax B6

Za polnjenje baterije iMax NiMH potrebujete poseben polnilnik, saj lahko z uporabo napačne metode baterija postane neuporabna. Številni uporabniki menijo, da je iMax B6 najboljša izbira za polnjenje NiMH. Podpira do 15 baterij ter ima številne nastavitve in konfiguracije za različne vrste baterij. Priporočeni čas polnjenja ne sme presegati 20 ur.

Proizvajalec običajno zagotavlja 2000 ciklov polnjenja/razreševanja standardne baterije NiMH, čeprav se to število lahko spreminja zaradi pogojev uporabe.

Algoritem delovanja:

1. Polnjenje baterije NiMH iMax B6. Napajalni kabel morate vtakniti v vtičnico na levi strani enote in pri tem upoštevati obliko na koncu kabla, da se prepričate, da je pravilno priključen. Potisnite ga do konca in ga ustavite, ko se oglasi zvočni signal in se na zaslonu prikaže pozdravno sporočilo.
2. S srebrnim gumbom skrajno levo se pomaknite po prvem meniju in izberite vrsto baterije, ki jo želite polniti. S pritiskom na skrajni levi gumb potrdite izbiro. Z gumbom na desni strani se pomikate med možnostmi: polnjenje, praznjenje, ravnotežje, hitro polnjenje, shranjevanje in druge.
3. S sredinskima krmilnima tipkama lahko izberete želeno številko. Pritisnite skrajno desni gumb za vnos, lahko obiščete na nastavitev napetosti tako, da se ponovno pomaknete s sredinskima gumboma in pritisnete enter.
4. Za povezavo akumulatorja uporabite več kablov. Prvi sklop je videti kot laboratorijska žična oprema. Pogosto je opremljen z aligatorskimi sponkami. Vtičnice se nahajajo na desni strani naprave blizu dna. Preprosto jih je mogoče odkriti. To je način polnjenja NiMH z iMax B6.
5. Nato priključite prosti kabel akumulatorja na konec rdeče in črne sponke ter tako ustvarite zaprto zanko. To je lahko nekoliko tvegano, zlasti če uporabnik prvič nastavi napačne nastavitve. Pritisnite gumb za vnos in ga držite tri sekunde. Zaslon mora nato obvestiti uporabnika, da preverja baterijo, nato pa mora uporabnik potrditi nastavitev načina.
6. Med polnjenje baterije z osrednjima gumboma, ki vas obveščata o procesu polnjenja v različnih načinih, lahko pomikate po različnih zaslonih.

Nasveti za optimizacijo baterije

Najbolj običajen nasvet je, da baterije popolnoma izpraznite in jih nato ponovno napolnite. Čeprav gre za obdelavo s "spominskim učinkom", je treba biti pri baterijah NiMH previden, saj jih lahko poškodujemo s prekomernim praznjenjem, kar povzroči "preobrat polov" in nepovratne procese. V nekaterih primerih je elektronika baterij zasnovana tako, da preprečuje negativne procese z izklopom, preden se zgodijo, vendar preprostejše naprave, kot so svetilke, tega ne počnejo.

To je potrebno:

1. Bodite pripravljeni, da jih zamenjate. Nikelj-metalhidridne baterije niso večne. Po izteku življenjske dobe bodo prenehali delati.
2. Kupite pametni polnilnik, ki elektronsko spremlja postopek in preprečuje prekomerno polnjenje. Pa ne samo to boljši za baterije, vendar porabijo tudi manj energije.
3. Po končanem polnjenju odstranite baterijo. Nepotreben čas v napravi pomeni, da se za njeno polnjenje porabi več energije, zato se naprava bolj obrabi in porabi več energije.
4. Da bi podaljšali življenjsko dobo baterij, jih ne izpraznite do konca. Kljub nasprotnim nasvetom bo njihovo popolno praznjenje dejansko skrajšalo njihovo življenjsko dobo.
5. NiMH baterije shranjujte pri sobni temperaturi na suhem mestu.
6. Prevelika toplota lahko poškoduje baterije in povzroči, da se hitro izpraznijo.
7. Razmislite o uporabi modela z nizkimi stroški.

Zato lahko povzamemo naslednje. Veljavne nikelj-metalhidridne baterije bolj pripravi proizvajalec Za delo v današnjem okolju, pravilno polnjenje baterij s pametno napravo pa bo zagotovilo njihovo učinkovitost in dolgo življenjsko dobo.