Pravilno polnjenje baterij NiMH

NiMH pomeni "hidridi nikljevih kovin". Pravilno polnjenje je ključ do ohranjanja produktivnosti in trajnosti. Ta tehnologija mora biti znana, da se napolni NiMH. Obnavljanje elementov NiMH je precej zapleten proces, saj sta napetostni vrh in kasnejši padec manjši, zato je kazalce težje določiti. Prekomerno polnjenje povzroči pregrevanje in poškodovanje elementa, po katerem se zmogljivost izgubi s posledično izgubo funkcionalnosti.

Način naprave in delovanja

Baterija je elektrokemična naprava, v kateri se električna energija pretvori in shrani v kemični obliki. Kemična energija se zlahka pretvori v elektriko. NiMH deluje na principu, ki temelji na absorpciji, sproščanju in prenosu vodika znotraj dveh elektrod.


NiMH baterije so sestavljene iz dveh kovinskih trakov, ki delujeta kot pozitivna in negativna elektroda, kot tudi izolirne folije med njima. Ta energetski "sendvič" je navit in položen v akumulatorsko baterijo skupaj s tekočim elektrolitom. Pozitivna elektroda je običajno sestavljena iz niklja, negativna - iz hidride kovine. Od tod tudi ime "NiMH" ali "nikelj-metal-hidrid". Prednosti:
  • Vsebuje manj toksinov in je okolju prijazen, lahko se reciklira.
  • Pomnilniški učinek je višji od spominskega učinka Ni-Cad.
  • Bolj varno kot litijeve baterije.
  • Slabosti:
  • Globoko praznjenje zmanjšuje življenjsko dobo in proizvaja toploto s hitrim polnjenjem in visoko obremenitvijo.
  • Samopražnjenje je bolj primerljivo z drugimi baterijami, zato ga je treba upoštevati pred polnjenjem NiMH.
  • Zahteva se visoka raven vzdrževanja. Baterijo je treba popolnoma izprazniti, da se prepreči nastanek kristalov med polnjenjem.
  • Dražja od baterije Ni-Cad.
  • Značilnosti polnjenja /praznjenja

    Nikelj-kovinska hidridna celica ima številne značilnosti, podobne NiCd, na primer krivuljo praznjenja (ob upoštevanju dodatnega polnjenja), ki jo lahko sprejme baterija. Napajanje je nedopustno, kar povzroča zmanjšanje zmogljivosti, kar je za razvijalce polnilnikov resen problem.


    Tokovne karakteristike, potrebne za pravilno polnjenje baterije NiMH:
  • Nazivna napetost - 1,2 V.
  • Specifična energija - 60-120 W /kg 22]
  • Gostota energije - 140-300 W /h
  • Specifična moč - 250-1000 W /kg
  • Učinkovitost polnjenja /praznjenja - 90%.
  • Učinkovitost polnjenja nikljevih baterij je v razponu od 100% do 70% polne zmogljivosti. Najprej se pojavi rahlo povišanje temperature, kasneje, ko se raven polnjenja dvigne, učinkovitost pade, pri čemer se poudari toplota, ki jo je treba upoštevati pred polnjenjem NiMH. Ko se baterija NiCD izprazni do določene minimalne napetosti in nato napolni, je treba sprejeti ukrepe za zmanjšanje učinka kondicioniranja (približno vsakih 10 ciklov polnjenja /praznjenja), sicer bo izgubila zmogljivost. Ta zahteva ni potrebna za NiMH, ker je učinek zanemarljiv.
    Vendar pa je tak postopek predelave primeren tudi za nikelj-kovinske hidridne naprave, priporočljivo pa je, da se ga upošteva pred polnjenjem baterij NiMH. Postopek se ponovi tri ali petkrat, preden dosežejo polno zmogljivost. Postopek polnjenja baterij s klimatsko napravo zagotavlja, da bodo trajale več let.

    Metode pridobivanja NiMH

    Obstaja več načinov polnjenja, ki se lahko uporabljajo z nikelj-kovinsko-hidridnimi baterijami. Tako kot NiCds potrebujejo vir enosmernega toka. Hitrost je ponavadi prikazana na telesu celice. Ne sme presegati tehnoloških standardov. Proizvajalci jasno določajo meje mej zaračunavanja. Preden začnete uporabljati baterije, morate natančno vedeti, kaj polniti baterije NiMH. Za preprečevanje napake se uporablja več načinov:
  • Polnjenje s časovnikom. Uporaba časa za določitev konca procesa je najlažji način. Pogosto je v napravo vgrajen elektronski časovnik, čeprav številne naprave nimajo te funkcije. Pristop predpostavlja, da se element zaračuna iz znanega stanja, na primer, ko je popolnoma izpraznjen.
  • Toplotno zaznavanje. Določitev konca postopka se izvede s spremljanjem temperature elementa. Kljub dejstvu, da je pri pregrevanju naprave težko natančno oceniti dvig temperature, saj bo to veliko bolj vroče od zunanjega dela akumulatorskega centra.
  • Odkrivanje negativne delta napetosti. NiMH zazna padec napetosti (5 mV). Pred polnjenjem NiMHbaterij, da se varno določi takšen padec, se uvede filtriranje hrupa, ki zagotavlja, da "parazitski" senzor in drugi šumovi ne vodijo do konca polnjenja.
  • Vzporedno napajanje elementov

    Vzporedno polnjenje baterije otežuje kvalitativno opredelitev konca postopka. To je posledica dejstva, da ne morete biti prepričani, da ima vsaka celica ali paket enako odpornost, zato bodo nekateri porabili več toka kot drugi. To pomeni, da morate uporabiti ločeno polnilno vezje za vsako linijo v vzporednem bloku. Treba je določiti, kako napolniti tok NiMH z določitvijo uravnoteženja, na primer z uporovnimi upori, ki bodo prevladali pri nadzoru parametrov.
    Sodobni algoritmi so bili razviti za zagotovitev točnega polnjenja brez uporabe termistorja. Te naprave so podobne Delta V, vendar imajo posebne merilne metode za zaznavanje polnega naboja, navadno vključujejo določen cikel, ko se napetost meri v časovnem intervalu med impulzi. Za večelementne pakete, če niso v istem stanju in niso uravnoteženi glede na zmogljivost, jih je mogoče zapolniti eno za drugo, kar daje signal o koncu etape. Da bi jih uravnotežili, potrebujete več ciklov. Ko akumulator doseže konec naboja, se na elektrodah začne tvoriti kisik in se rekombinira na katalizatorju. Nova kemijska reakcija ustvarja toploto, ki jo zlahka izmeri termistor. To je najvarnejši način za hitro določitev konca postopkaizterjavo

    Poceni način regeneracije

    Nočno polnjenje - najcenejši način polnjenja nikelj-kovinsko-hidridnih baterij pri C /10, ki je pod 10% nazivne zmogljivosti na uro. To je treba upoštevati, da se pravilno napolni NiMH. Tako se akumulator 100 mAh polni pri 10 mA 15 ur. Ta metoda ne zahteva, da senzor konča postopek in zagotovi popolno polnjenje. Sodobni elementi imajo katalizator za recikliranje kisika, ki preprečuje poškodbe baterije, kadar je izpostavljen električnemu šoku. Ta način se lahko uporabi, če hitrost polnjenja presega C /10. Najmanjša napetost, ki je potrebna za popolno reakcijo, je odvisna od temperature (ne manj kot 141 V na elementu pri 20 stopinjah), ki jo je treba upoštevati za pravilno polnjenje NiMH. Dolgotrajna predelava ne povzroči prezračevanja. Baterija rahlo ogreje. Priporočljivo je, da za vzdrževanje uporabite časovnik z razponom od 13 do 15 ur. Polnilnik Ni-6-200 ima mikroprocesor, ki sporoča stanje napolnjenosti preko LED in opravlja tudi sinhronizacijsko funkcijo.

    Postopek hitrega polnjenja

    S časovnikom lahko polnite C /333 za 5 ur. To je nekoliko tvegano, saj je treba baterijo v celoti izprazniti. Eden od načinov, da se prepričate, da se to ne zgodi, je samodejno praznjenje akumulatorja, ki ga opravi polnilec, ki nato začne proces obnovitve za 5 ur. Prednost te metode je izključitev možnosti ustvarjanja negativnepomnilnika baterije.
    Trenutno vsi proizvajalci ne proizvajajo podobnih polnilnih naprav, vendar se mikroprocesorska plošča uporablja, na primer, v polnilniku C /10 /NiMH-NiCad-solar-charge-regulator in ga je mogoče zlahka spremeniti za praznjenje. Za razpršitev energije delno napolnjene baterije bo v razumnem času potrebna enota za absorpcijo energije. Če uporabljate monitor temperature, se lahko baterije NiMH polnijo do 1C, kar pomeni 100% zmogljivost v amper urah 15 ur. PowerStream Battery Controller to počne skupaj z nadzorno ploščo, ki lahko meri napetost in tok za bolj kompleksne algoritme. Ko se temperatura dvigne, je treba postopek ustaviti in pri vrednosti dT /dt nastaviti na 1-2 stopinj na minuto. Obstajajo novi algoritmi, ki uporabljajo mikroprocesorski nadzor pri uporabi signala -dV za določitev konca polnjenja. V praksi delujejo zelo dobro, zato sodobne naprave uporabljajo to tehnologijo, ki vključuje procese vključevanja in izključevanja za merjenje napetosti.

    Specifikacije adapterja

    Pomembna težava je življenjska doba baterij ali skupni stroški življenjske dobe sistema. V tem primeru proizvajalci ponujajo naprave z mikroprocesorskim krmiljenjem. Algoritem za idealen polnilnik:
  • Soft start. Če je temperatura nad 40 stopinj ali pod ničlo, se začne s polnjenjem C /10.
  • Možnost. Če je napetost izpraznjenega akumulatorja višja od 10 V /element, izpraznite akumulator na 10B /element, nato pa pojdite na hitro polnjenje.
  • Hitro polnjenje. Pri 1 stopinji, dokler temperatura ne doseže 45 stopinj ali dT ne pomeni popolnega polnjenja.
  • Ko je hitro polnjenje končano, napolnite pri C /10 4 ure, da zagotovite popolno polnjenje.
  • ​​
  • Če se naboj napolnjene NiMH baterije dvigne na 178 V /element, preneha delovati.
  • Če čas hitrega polnjenja brez prekinitve presega 15 ur, se prekine.
  • Teoretično je polnjenje dovolj visoka, da je baterija dovolj napolnjena, vendar dovolj nizka, da se ne polni. Določitev optimalne hitrosti polnjenja za določeno baterijo je nekoliko težko opisati, vendar je splošno znano, da je približno deset odstotkov zmogljivosti baterije, na primer za Sanyo 2500 mag, AA NiMH, optimalna hitrost polnjenja je 250 mA ali manj. Upoštevati je treba pravilno polnjenje baterij NiMH.

    Postopki poškodbe baterije

    Najpogostejši vzrok prezgodnje odpovedi baterije je polnjenje. Vrste polnilnikov, ki jih najpogosteje povzročijo, so tako imenovane "hitre naprave" za 5 ali 8 ur. Težava s temi napravami je, da nimajo mehanizma za nadzor procesov. Večina jih ima preprosto funkcijo. Polni se s polno hitrostjo določen čas (običajno pet ali osem ur) in nato izklopijo ali preklopijo na nižjo "ročno" hitrost. Če se pravilno uporabljajo, potemvse je v redu. Če jih ne uporabljate pravilno, se življenjska doba baterije skrajša na več načinov:
  • Če so v napravo vstavljene popolnoma napolnjene ali delno napolnjene baterije, je ne morete zaznati, tako da bodo napolnile baterije, za katere so namenjene. Da, zmogljivost baterije pade.
  • Druga pogosta situacija je prekinitev cikla polnjenja v postopku. Po tem morate ponovno vzpostaviti povezavo. Na žalost to vodi do ponovnega zagona celotnega cikla polnjenja, tudi če je prejšnji cikel praktično zaključen.
  • Najlažji način, da se izognemo tem scenarijem, je uporaba inteligentnega polnilnika z mikroprocesorskim krmiljenjem. Lahko določi, kdaj je akumulator popolnoma napolnjen, in potem, odvisno od njegove zasnove, bodisi popolnoma odklopljen bodisi preklopi na način polnjenja.

    Inteligentne naprave iMax B6

    Za polnjenje NiMH iMax je potreben poseben polnilnik, saj lahko z napačno metodo baterija postane neuporabna. Mnogi uporabniki menijo, da je iMax B6 najboljša izbira za polnjenje NiMH. Podpira do 15 nihajnih baterij ter številne konfiguracije in konfiguracije za različne vrste baterij. Priporočeni čas polnjenja ne sme presegati 20 ur. Proizvajalec praviloma zagotavlja 2000 ciklov polnjenja /praznjenja iz standardne baterije NiMH, čeprav se ta količina lahko razlikuje glede na pogoje delovanja. Algoritem dela:
  • Polnjenje NiMH iMax B6. Napajanje morate priključiti na vtičnico na levi strani naprave,Glede na obliko koncih kabla, se prepričajte, da je povezava pravilna. Smo se ga do konca in ustavi pritiskom, ko piska in pozdravno sporočilo na zaslonu.
  • , z gumbom srebrno v skrajnem levem kotu videti glavni meni in izberite vrsto akumulatorja, ki jo želite polniti. S klikom na levi gumb potrdi izbiro. Gumb na desni se pomikajte opcije vaje, sprostitev, ravnotežje, hitro polnjenje, skladiščenje in druge.
  • dveh osrednjih upravljalnimi izbrati želeno številko. S klikom na daleč desno tipko za vstop, ste pripravljeni za nastavitev napetosti znova zavrti preko dveh osrednjih gumbi in pritiskom na Enter.
  • uporablja več kablov za priključitev akumulatorja. Prvi sklop je videti kot oprema za laboratorijske žic. Pogosto prihaja s sponkami za krokodili. Vtičnice za priključitev so na desni strani enote na dnu. So dokaj enostavno odkriti. Torej je mogoče polniti NiMH z IMAX B6.
  • Potem morate povezati kabel za končne baterije rdeče in črne posnetke, ki ustvarja zaprto zanko. To je lahko malce tvegano, še posebej, če se opravlja za napačne nastavitve prvič. Pritisnite in držite gumb za tri sekunde uprave. Potem je zaslon obvestila, da preveri baterijo, potem bo uporabnik morali potrditi način nastavitev.
  • PriPolnjenje baterije vam omogoča, da se pomikate po različnih zaslonih zaslona z dvema osrednjima gumboma, ki sporočata postopek polnjenja v različnih načinih.
  • Nasveti za optimizacijo življenjske dobe baterije

    Najbolj običajen namig je, da v celoti izpraznite baterijo in jo nato napolnite. Čeprav gre za "spominski učinek", morajo biti nikelj-kadmijeve baterije previdne, saj jih je mogoče zlahka poškodovati zaradi pretiranega praznjenja, kar vodi v "obračanje polov" in v nepovratne procese. V nekaterih primerih je elektronika akumulatorjev zasnovana tako, da preprečuje, da bi se negativni procesi odklopili, dokler niso na svojem mestu, vendar enostavnejše naprave, kot so svetilke, tega ne počnejo. Potrebno:
  • Pripravite se, da jih nadomestite. Nikelj-metal-hidridne baterije niso večne. Ko se vir izteče, bodo prenehali delovati.
  • Kupite "pameten" polnilnik, ki z elektroniko nadzoruje proces in preprečuje ponovno polnjenje. To ni samo boljše za baterije, ampak tudi porabi manj energije.
  • Ko je polnjenje končano, izvlecite baterijo. Nepotreben čas na napravi pomeni, da za polnjenje uporablja več "curkov" energije, kar povečuje obrabo in več energije.
  • Baterij ne odlagajte v celoti, da bi podaljšale njihovo življenjsko dobo. Kljub vsem nasvetom za obratno polno praznjenje dejansko zmanjša njihovo življenjsko dobo.
  • NiMH baterije hranite pri sobni temperaturi na suhem mestu.
  • Prekomerna toplota se lahko poškodujeakumulatorje in vodi do njihovega hitrega praznjenja.
  • Razmislite o uporabi modela z nizko stopnjo pristojbine.
  • Tako je mogoče tveganje. Proizvajalec dejansko bolje pripravlja nikelj-kovinsko-hidridne baterije za delo v sodobnih razmerah, pravilno polnjenje baterij z uporabo pametne naprave pa zagotavlja njihovo zmogljivost in trajnost.

    Sorodne publikacije