Kako pravilno napuniti nimh baterije

NiMH znači "nikl-metal hidrid". Pravilno punjenje je ključ za održavanje performansi i izdržljivosti. Morate znati ovu tehnologiju u cilju punjenja NiMH. Obnova NiMH elemenata prilično je složen proces, jer su vrh napona i naknadni pad manji, a samim tim i pokazatelji su teže odrediti. Pretjerano punjenje dovodi do pregrijavanja i oštećenja elementa, nakon čega se gubi kapacitet, nakon čega slijedi gubitak funkcionalnosti.

Uređaj i princip rada

Baterija je elektrohemijski uređaj u kojem se električna energija pretvara i čuva u hemijskom obliku. Hemijska energija se lako pretvara u električnu energiju. NiMH radi na principu zasnovanom na apsorpciji, oslobađanju i prenosu vodonika unutar dvije elektrode.

NiMH baterije se sastoje od dve metalne trake koje deluju kao pozitivno i negativno elektrode, kao i separator izolacijske folije između njih. Ovaj energetski "sendvič" je namotan i stavljen u bateriju zajedno sa tečnim elektrolitom. Pozitivna elektroda se obično sastoji od nikla, negativna se sastoji od metal-hidrida. Otuda i naziv "NiMH", ili "nikl-metal hidrid".

Prednosti:

1. Sadrži manje toksina i ekološki je prihvatljiv, može se reciklirati.
2. Efekat memorije je veći od efekta Ni-Cad-a.
3. Mnogo sigurnije od litijumskih baterija.

Mane:

1. Duboko pražnjenje skraćuje radni vek i stvara toplotu tokom brzog punjenja i velikog opterećenja.
2. Samopražnjenje je veće u poređenju sa drugim baterijama, mora se uzeti u obzir pre punjenja NiMH-a.
3. Visok nivo za održavanje je potrebno. Baterija se mora potpuno isprazniti kako bi se spriječilo stvaranje kristala tokom punjenja.
4. Skuplja od Ni-Cad baterije.

Karakteristike Punjenja/Pražnjenja

Nikl-metal hidridna ćelija ima mnoge karakteristike slične NiCd-u, Na primjer, krivulju pražnjenja (uzimajući u obzir dodatno punjenje) koju baterija može prihvatiti. Netolerantno je za prekomerno punjenje, što uzrokuje smanjenje kapaciteta, što predstavlja ozbiljan problem za programere od punjača.

Trenutne karakteristike koje su neophodne za pravilno punjenje NiMH baterije:

1. Nazivni napon-1.2V.
2. Specifična energija-60-120 Wh / kg.
3. Gustina energije — 140-300 Wh / kg.
4. Specifična snaga — 250-1000 W / kg.
5. Efikasnost punjenja/pražnjenja-90%.

Efikasnost punjenja nikl baterija kreće se od 100% do 70% punog kapaciteta. U početku dolazi do blagog povećanja temperature, ali kasnije, kada nivo punjenja poraste, efikasnost opada, oslobađajući toplotu, što se mora uzeti u obzir pre punjenja NiMH-a.

Kada se NiCd baterija isprazni na određeni minimalni napon, a zatim napuni, moraju se poduzeti mjere za smanjenje efekta kondicioniranja (otprilike svakih 10 ciklusa punjenja/pražnjenja), inače će početi gubiti kapacitet. Za NiMH takav zahtjev nije potreban, jer je učinak za njega beznačajan.

Ipak, takav proces oporavka pogodan je i za nikl-metal hidridne uređaje, preporučuje se uzeti u obzir prije punjenja NiMH baterija. Proces se ponavlja tri do pet puta prije nego što dostignu puni kapacitet. Proces kondicioniranja punjivih baterija osigurava da one rade dugi niz godina.

NiMH Metode Oporavka

Postoji nekoliko metoda punjenja koje se mogu koristiti sa nikl-metal hidridnim baterijama. Oni, kao NiCd, zahtevaju DC izvor energije. Brzina je obično naznačena na tijelu ćelije. Ne bi trebalo da prelazi tehnološke standarde. Ograničenja granica punjenja jasno su regulisana od strane proizvođača. Prije upotrebe baterija morate tačno znati kojom strujom napuniti NiMH baterije. Tamo da li su nekoliko metoda, koji se koriste za sprečavanje neuspjeha:

1. Punjenje po tajmeru. Korištenje vremena za određivanje kraja procesa je najlakši način. Često je elektronski tajmer ugrađen u uređaj, iako mnogi uređaji nemaju ovu funkciju. Pristup pretpostavlja da se element naplaćuje iz poznatog stanja, na primer, kada se potpuno isprazni.
2. Termička detekcija. Kraj procesa određuje se posmatranjem temperature elementa. Uprkos činjenici da se prilikom prekomjernog punjenja uređaj zagrijava, teško je tačno procijeniti povećanje temperature, jer će u sredini baterije biti mnogo toplije nego vani.
3. Detekcija negativnog delta napona. NiMH otkriva pad napona (5 mV). Prije punjenja NiMH baterija uvodi se filtriranje buke kako bi se pouzdano popravilo takav pad kako bi se osiguralo da" parazitski " senzor i druge buke ne dovode do kraja punjenja.

Paralelno napajanje elemenata

Paralelno punjenje baterije otežava određivanje kvalitativnog kraja procesa. To je zbog činjenice da je nemoguće biti siguran da svaka ćelija ili paket ima isti otpor, pa će stoga neki od njih trošiti više struje od drugih. To znači da morate koristiti zaseban krug punjenja za svaku liniju u paralelnoj jedinici. Potrebno je odrediti kojom strujom napuniti NiMH određivanjem balansiranja, na primjer, pomoću otpornika takvog otpora da će oni dominirati kontrolom parametara.

Razvijeni su savremeni algoritmi koji osiguravaju precizno punjenje bez upotrebe termistora. Ovi uređaji su slični Delta V, ali imaju posebne metode mjerenja za otkrivanje punog punjenja, obično uključuju neki ciklus kada se napon mjeri u vremenskom intervalu i između impulsa. Za pakete sa više elemenata, ako nisu u istom stanju i nisu izbalansirani u kapacitetu, mogu se popunjavati jedan po jedan, signalizirajući kraj faze.

Za njihovo balansiranje biće potrebno nekoliko ciklusa. Kada baterija dostigne kraj punjenja, kiseonik počinje da se formira na elektrodama i rekombinuje na katalizatoru. Nova hemijska reakcija stvara toplotu koja se lako meri termistorom. Ovo je najsigurniji način za određivanje kraja procesa tokom brzog oporavka.

Jeftini način regeneracije

Noćno punjenje je najjeftiniji način punjenja nikl-metal hidridne baterije pri C/10, što je ispod 10% nazivnog kapaciteta po satu. Ovo se mora uzeti u obzir za pravilno punjenje NiMH. Tako se baterija od 100 mAh puni na 10 mA tokom 15 sati. Ova metoda ne zahtijeva senzor za kraj procesa i pruža potpuno punjenje. Moderne ćelije imaju katalizator recirkulacije kiseonika koji sprečava oštećenje baterije kada je izložena električnoj struji.

Ova metoda se ne može koristiti ako brzina punjenja prelazi C/10. Minimalni napon, potrebno za pune reakcije ovisi o temperaturi (najmanje 1,41 V po ćeliji na 20 stepeni), šta ti treba? uzeti u obzir za pravilno punjenje NiMH. Produženi oporavak ne uzrokuje ventilaciju. Lagano zagreva bateriju. Za očuvanje usluge, život, preporučuje se za upotrebu tajmer sa rasponom od 13 do 15 sati. Ni-6-200 punjač ima mikroprocesor koji izveštava o stanju napunjenosti preko LED-a, a takođe obavlja i funkciju sinhronizacije.

Proces brzog punjenja

Koristeći tajmer, možete napuniti C/3.33 za 5 sati. Ovo je pomalo rizično, jer se baterija prvo mora potpuno isprazniti. Jedan od načina da se uverite da se to ne desi je da automatski ispraznite bateriju, koju izvodi punjač, koji zatim pokreće proces oporavka u trajanju od 5 sati. Prednost ove metode je uklanjanje svake mogućnosti stvaranja negativne memorije baterije.

Trenutno ne proizvode svi proizvođači takve punjače, ali se mikroprocesorska ploča koristi, na primer, u punjaču C/10/NiMH-NiCad-Solar-charge-controller i može se lako modifikovati za pražnjenje. Za rasipanje energije djelomično napunjene baterije u razumnom vremenskom periodu bit će potrebna jedinica za disipaciju snage.

Ako se koristi monitor temperature, NiMH baterije se mogu puniti pri brzinama do 1C, drugim riječima, 100% kapaciteta u amper-satima 1,5 sata. Powerstream kontroler punjenja baterije to radi zajedno sa kontrolnom pločom koja je sposobna za mjerenje napona i struje za složenije algoritme. Kada temperatura poraste, proces treba zaustaviti, a kada vrijednost dT / dt treba postaviti na 1-2 stepena u minuti.

Postoje novi algoritmi koji koriste mikroprocesorsku kontrolu kada koriste-dV signal za određivanje kraja punjenja. U praksi rade jako dobro, pa moderni uređaji koriste ovu tehnologiju, koja uključuje i isključuje procese za mjerenje napona.

Karakteristike Adaptera

Važan problem je trajanje baterije ili ukupni trošak usluge život sistema. U ovom slučaju proizvođači nude uređaje sa mikroprocesorskom kontrolom.

Algoritam za savršeno punjač:

1. Meki početak. Ako je temperatura iznad 40 stepeni ili ispod nule, Počnite s punjenjem C/10.
2. Opcije. Ako je napon ispražnjene baterije veći od 1,0 V / ćelija, ispraznite bateriju na 1,0 V / ćeliju, a zatim nastavite sa brzim punjenjem.
3. Brzo punjenje. Na 1 stepen, dok temperatura ne dostigne 45 stepeni ili dT ukazuje na potpuno punjenje.
4. Nakon završetka brzog punjenja, punite na C / 10 4 sata kako biste osigurali potpuno punjenje.
5. Ako napon napunjene NiMH baterije poraste na 1,78 V/ ćelija, prestanite sa radom.
6. Ako brzo vrijeme punjenja prelazi 1,5 sat bez prekida, ono se zaustavlja.

Teoretski, punjenje je stopa punjenja koja je dovoljno visoka da baterija ostane potpuno napunjena, ali dovoljno niska da se izbjegne preopterećenje. Određivanje optimalne brzine punjenja za određenu bateriju je malo teško opisati, ali je opšte poznato da je to oko deset procenata kapaciteta baterije, na primer, za Sanyo 2500 mAh AA NiMH, optimalna brzina punjenja je 250 mA ili niža. Mora se uzeti u obzir za pravilno punjenje NiMH baterija.

Procesi oštećenja baterije

Najčešći uzrok prijevremenog kvara baterije je preopterećenje. Vrste punjača koje najčešće uzrokuju su takozvani "brzi uređaji" za 5 ili 8 sati. Problem sa ovim uređajima je što oni zaista nemaju mehanizam za kontrolu procesa.

Većina njih ima jednostavnu funkciju. Pune se punom brzinom u određenom vremenskom periodu (obično pet ili osam sati), a zatim se isključe ili pređu na nižu" ručnu " brzinu. Ako se pravilno koriste, onda je sve u redu. Da oni su primijenjeni netačno, trajanje baterije je skraćeno na više načina:

1. Ako su u uređaj umetnute potpuno napunjene ili djelimično napunjene baterije, on to ne može osjetiti, pa u potpunosti puni baterije za koje je namijenjen. Dakle, kapacitet baterije opada.
2. Drugi zajednička situacija da li je prekid ciklusa punjenja u procesu. Međutim, nakon toga slijedi ponovno povezivanje. Nažalost, ovo dovodi do ponovnog pokretanja ciklusa punog punjenja, čak i ako je prethodni ciklus skoro završen.

Najlakši način da izbjegnete ove scenarije je korištenje inteligentnog punjača sa mikroprocesorskom kontrolom. Može otkriti kada je baterija potpuno napunjena, a zatim — ovisno o svom dizajnu — ili se potpuno isključi ili pređe u način punjenja.

IMAX B6 Smart uređaji

Za punjenje NiMH iMax-a potreban vam je poseban punjač, jer korišćenje pogrešne metode može učiniti bateriju beskorisnom. Mnogi korisnici smatraju da je iMax B6 najbolji izbor za punjenje NiMH-a. Podržava proces do 15 ćelijskih baterija, kao i mnoga podešavanja i konfiguracije za različite vrste baterija. Preporučeno vrijeme punjenja ne smije biti duže od 20 sati.

Po pravilu, proizvođač garantuje 2000 ciklusa punjenja/pražnjenja iz standardne NiMH baterije, iako ovaj broj može varirati u zavisnosti od uslova rada.

Algoritam operacije:

1. Punjenje NiMH iMax B6. Kabl za napajanje potrebno je spojiti na utičnicu na lijevoj strani uređaja, uzimajući u obzir oblik na kraju kabla, kako biste bili sigurni da je pravilno spojen. Umetnemo ga do kraja i prestanemo pritiskati kada se na ekranu pojave zvučni signal i poruka dobrodošlice.
2. Pomoću srebrnog dugmeta u krajnjem lijevom uglu pogledajte prvi meni i odaberite vrstu baterije za punjenje. Pritiskom na krajnje lijevo dugme potvrdićete odabir. Dugme sa desne strane će se pomerati kroz opcije: punjenje, pražnjenje, balans, brzo punjenje, skladištenje i ostalo.
3. Dva centralna kontrolna dugmeta pomoći će vam da odaberete željeni broj. Pritiskom na krajnje desno dugme za ulazak, možeš ići do podešavanja napona ponovnim pomicanjem pomoću dva centralna dugmeta i pritiskom na enter.
4. Upotrijebite više kablova za spajanje baterije. Prvi set izgleda kao laboratorijska žičana oprema. Često se isporučuje zajedno sa krokodilskim kopčama. Utičnice za spajanje nalaze se na desnoj strani uređaja pri dnu. Dovoljno su jednostavni za otkrivanje. Ovako možete napuniti NiMH sa iMax B6.
5. Zatim morate spojiti slobodni kabl baterije na kraj crvenog i crnog terminala, stvarajući zatvorenu petlju. Ovo može biti malo rizično, pogotovo ako korisnik prvi put napravi pogrešna podešavanja. Pritisnite i držite dugme za unos tri sekunde. Tada bi ekran trebao obavijestiti da provjerava bateriju, nakon čega će se od korisnika tražiti da potvrdi postavku načina rada.
6. Dok punjenje baterije , možete se kretati kroz različite ekrane pomoću dva centralna dugmeta koja pružaju informacije o procesu punjenja u različitim režimima.

Savjeti za optimizaciju rada baterije

Najstandardniji savjet je da potpuno ispraznite baterije, a zatim ih napunite. Iako je ovo tretman "memorijskog efekta", u nikl-kadmijumskim baterijama morate biti oprezni, jer ih je lako oštetiti usled prekomernog pražnjenja, što dovodi do" preokreta polova " i nepovratnih procesa. U nekim slučajevima, elektronika baterija je dizajnirana na takav način da sprečava negativne procese isključivanjem pre nego što se pojave, ali jednostavniji uređaji, na primer, za baterijske lampe, to ne rade.

Neophodno:

1. Budite spremni za zamjenu. Nikl-metal hidridne baterije nisu vječne. Nakon završetka resursa prestaće sa radom.
2. Kupite" pametni " punjač koji elektronski kontroliše proces i sprečava preopterećenje. Nije samo ... bolje za baterije, ali takođe troši manje energije.
3. Uklonite bateriju kada se punjenje završi. Nepotrebno vrijeme na uređaju znači da se za njegovo punjenje koristi više "mlazne" energije, pa se habanje povećava i troši više energije.
4. Ne ispuštajte baterije u potpunosti kako biste produžili njihov vijek trajanja. Uprkos svim savjetima naprotiv, potpuno pražnjenje zapravo skraćuje njihov radni vijek.
5. NiMH baterije čuvajte na sobnoj temperaturi na suvom mestu.
6. Prekomjerna toplota može oštetiti baterije i dovesti do njihovog brzog pražnjenja.
7. Razmislite o korištenju modela sa niskim punjenjem.

Tako je moguće nacrtati liniju. Zaista, nikl-metal hidridne baterije su više pripremljene od strane proizvođača za rad u savremenim uslovima, i pravilno punjenje baterija pomoću pametnog uređaja osigurat će njihove performanse i izdržljivost.