Как да зареждате правилно nimh батерии

NiMH означава "никелов метален хидрид". Правилното зареждане е от ключово значение за поддържане на производителността и дълготрайността. Тази технология трябва да сте наясно с за зареждане на NiMH. Възстановяването на NiMH клетките е доста сложен процес, тъй като пиковете на напрежението и последващите спадове са по-малки и поради това е по-трудно да се определят показанията. Презареждането води до прегряване и увреждане на клетките, последвано от загуба на капацитет и последваща загуба на функции.

Структура и принцип на действие

Батерията е електрохимично устройство, което преобразува електрическата енергия и я съхранява в химическа форма. Химическата енергия лесно се преобразува в електрическа. NiMH работи на принципа на поглъщане, освобождаване и пренос на водород в два електрода.

NiMH батериите се състоят от две метални ленти, които действат като положителни и отрицателни електродите, както и разделителното изолационно фолио между тях. Този енергиен "сандвич" се навива и се поставя в батерията заедно с течния електролит. Положителният електрод обикновено е никел, а отрицателният - метален хидрид. Оттук идва и името "NiMH" или NiMH.

Предимства:

1. Съдържа по-малко токсини и е екологично чист, рециклируем.
2. Ефектът на паметта е по-висок от този на Ni-Cad.
3. Много по-безопасно от литиевите батерии.

Недостатъци:

1. Дълбокото разреждане води до по-кратък живот и генерира топлина при бързо зареждане и високи натоварвания.
2. Саморазрядът е по-висок в сравнение с други батерии и трябва да се вземе предвид преди зареждане на NiMH.
3. Изисква се високо ниво лесна поддръжка. Батерията трябва да е напълно разредена, за да се предотврати образуването на кристали по време на зареждането.
4. По-скъпа от Ni-Cad батерията.

Характеристики на зареждане/разреждане

Никел-металхидридната клетка има много сходни характеристики с NiCd, напр. кривата на разреждане (като се отчита допълнителният заряд), която батерията може да поеме. Той е непоносим към презареждане, което води до загуба на капацитет, което е сериозен проблем за разработчиците зарядни устройства.

Токови характеристики, които са необходими за правилното зареждане на NiMH батерия:

1. Номинално напрежение - 1.2V.
2. Специфична енергия - 60-120Wh/kg.
3. Плътност на енергията - 140-300 W/hr/kg.
4. Плътност на мощността 250-1000 W/kg.
5. Ефективност на зареждане/разреждане - 90%.

Ефективността на зареждане на никеловите батерии е в диапазона от 100 % до 70 % от пълния капацитет. Първоначално се наблюдава леко повишаване на температурата, но по-късно, когато нивото на зареждане се повиши, ефективността ще спадне, отделяйки топлина, което трябва да се вземе предвид преди зареждане на NiMH.

Когато NiCD батерията се разрежда до определено минимално напрежение и след това се зарежда отново, трябва да се предприемат действия за намаляване на кондициониращия ефект (приблизително на всеки 10 цикъла на зареждане/разреждане), в противен случай тя ще започне да губи капацитет. Не се изисква за NiMH, защото ефектът е незначителен.

Въпреки това този процес на възстановяване е удобен и за NiMH устройства и се препоръчва да се вземе предвид преди зареждане на NiMH батерии. Процесът се повтаря три до пет пъти, преди да достигнат пълния си капацитет. Процесът на кондициониране на акумулаторните батерии гарантира, че те ще издържат години наред.

Методи за презареждане на NiMH

Съществуват няколко метода за зареждане, които могат да се използват за NiMH батерии. Те, както и NiCd, изискват източник на постоянен ток. Обикновено скоростта е посочена върху корпуса на клетката. Тя не трябва да надвишава технологичните граници. Границите на зареждане са ясно регламентирани от производителите. Преди да използвате батериите, трябва да знаете точно с какъв ток да зареждате NiMH батериите. Има няколко метода, който се използва за предотвратяване на повреда:

1. Времево зареждане. Използването на времето за определяне на края на процеса е най-лесният начин. Често в устройството е вграден електронен таймер, въпреки че много устройства не разполагат с тази функция. Подходът предполага, че клетката се зарежда от известно състояние, например когато е напълно разредена.
2. Термично откриване. Определянето на края на процеса се осъществява чрез наблюдение на температурата на клетката. Въпреки че устройството се нагрява при презареждане, е трудно да се оцени точно повишаването на температурата, тъй като центърът на батерията е много по-горещ от външната част.
3. Откриване на отрицателно делта напрежение. Откриване на спад в NiMH клетките (5mV). Преди зареждане на NiMH батерии се въвежда филтриране на шума, за да се гарантира, че "паразитният" сензор и други шумове не причиняват край на зареждането.

Паралелна мощност на клетките

Паралелното зареждане на батериите затруднява качественото определяне на края на процеса. Това е така, защото не можете да сте сигурни, че всяка клетка или пакет има еднакво съпротивление и следователно някои от тях ще черпят повече ток от други. Това означава, че се използва отделна верига за зареждане за всяка линия в паралелния модул. Трябва да се определи какъв ток да се зарежда NiMH, като се определи балансирането, например чрез използване на резистори с такова съпротивление, което ще доминира при контрола на параметрите.

Разработени са съвременни алгоритми за осигуряване на точно зареждане без използване на термистор. Тези устройства са подобни на Delta V, но имат специални методи за измерване, за да открият пълния заряд, обикновено включващи определен цикъл, при който напрежението се измерва през интервали от време и между импулсите. При многоклетъчните пакети, ако не са в едно и също състояние и не са с балансиран капацитет, те могат да бъдат запълнени един по един, което сигнализира за края на етапа.

Ще са необходими няколко цикъла, за да се балансират. Когато батерията достигне края на заряда си, върху електродите започва да се образува кислород, който рекомбинира върху катализатора. Нова химична реакция генерира топлина, която лесно може да се измери с термистор. Това е най-сигурният метод за определяне на края на процеса по време на бързо възстановяване.

Евтин метод за регенериране

Зареждането през нощта е най-евтиният начин за зареждане на NiMH батерия при C/10, което е под 10% от номиналния капацитет на час. Това трябва да се вземе предвид, за да се зареди NiMH. Така батерия с капацитет 100 mAh ще се зарежда с 10 mA в продължение на 15 часа. Този метод не изисква сензор в края на процеса и осигурява пълно зареждане. Съвременните клетки имат катализатор за рециркулация на кислорода, който предотвратява повреждането на батерията от токов удар.

Този метод не трябва да се използва, ако скоростта на зареждане надхвърля C/10. Минимално напрежение, необходими за на пълна реакция, в зависимост от температурата (минимум 1,41 V на клетка при 20 градуса), какво е необходимо вземете предвид, за да зареждате правилно NiMH. Непрекъснатото възстановяване не води до обезвъздушаване. Загрява леко батерията. За да запазите живота на, препоръчва се да използвате таймер с обхват от 13 до 15 часа. Ni-6-200 е снабден с микропроцесор, който съобщава за състоянието на заряда чрез светодиод и има функция за синхронизация.

Процес на бързо зареждане

С помощта на таймера може да се зарежда C/3.33 в рамките на 5 часа. Това е малко рисковано, тъй като батерията трябва да е напълно разредена преди това. Един от начините да се уверите, че това няма да се случи, е батерията да се разрежда автоматично от зарядното устройство, което след това започва процес на възстановяване в продължение на 5 часа. Предимството на този метод е, че той елиминира всякаква възможност за създаване на отрицателна памет на батерията.

Понастоящем не всички производители произвеждат такива зарядни устройства, но се използва микропроцесорна платка, например в C/10/NiMH-NiCad-solar-charge-controller, която лесно може да бъде модифицирана, за да извършва разряд. Необходим е модул за разсейване на енергия, който да разсейва енергията на частично заредена батерия за разумен период от време.

Ако се използва температурен монитор, NiMH батериите могат да бъдат зареждани до 1С, с други думи 100% от капацитета им в амперчасове за 1,5 часа. Контролерът за зареждане на батерията PowerStream прави това заедно с контролна платка, която може да измерва напрежение и ток за по-сложни алгоритми. Ако температурата се повиши, процесът трябва да се спре и стойността на dT/dt трябва да се настрои на 1-2 градуса в минута.

Съществуват нови алгоритми, които използват микропроцесорно управление, като същевременно използват сигнала -dV за определяне на края на зареждането. На практика те работят много добре, така че съвременните устройства използват тази технология, която включва процеси на включване и изключване за измерване на напрежението.

Спецификации на адаптера

Важен въпрос е експлоатационен живот батериите или общите разходи експлоатационен живот система. В този случай производителите предлагат устройства с микропроцесорно управление.

Алгоритъм за идеалния зарядно устройство:

1. Плавен старт. Ако температурата е над 40 градуса или под нулата, започнете със зареждане C/10.
2. Опция. Ако напрежението на разредената батерия е над 1,0 V/клетка, разредете батерията до 1,0 V/клетка и след това преминете към бързо зареждане.
3. Бързо зареждане. На 1 градус, докато температурата достигне 45 градуса или dT покаже пълен заряд.
4. Зареждане при C/10 в продължение на 4 часа след бързо зареждане, за да се осигури пълно зареждане.
5. Ако напрежението на заредена NiMH батерия се повиши до 1,78 V/клетка, спрете работа.
6. Ако времето за бързо зареждане надхвърли 1,5 часа без прекъсване, спрете го.

Теоретично презареждането представлява скорост на зареждане, която е достатъчно висока, за да поддържа батерията напълно заредена, но достатъчно ниска, за да се избегне презареждане. Определянето на оптималната скорост на презареждане за дадена батерия е малко трудно за описване, но е общоприето, че тя е около десет процента от капацитета на батерията, например за Sanyo 2500 mAh AA NiMH оптималната скорост на презареждане е 250 mA или по-ниска. Това трябва да се има предвид, за да се зареждат правилно акумулаторните батерии NiMH.

Процеси на увреждане на батериите

Най-честата причина за преждевременна повреда на батерията е презареждането. Видовете зарядни устройства, които най-често го причиняват, са така наречените "бързи зарядни устройства" на 5 или 8 часа. Проблемът с тези устройства е, че те наистина нямат механизъм за контрол на процеса.

Повечето от тях имат проста функционалност. Те се зареждат с пълна скорост за определен период от време (обикновено пет или осем часа) и след това се изключват или включват на по-ниска "ръчна" скорост. Ако се използват правилно, те са подходящи. Ако те се прилагат неправилно, това намалява живота на батерията няколко начина:

1. Ако в устройството са поставени напълно заредени или частично заредени батерии, устройството не може да усети това и зарежда напълно батериите, за които е предназначено. Така капацитетът на батерията намалява.
2. Друг обща ситуация е да прекъсне цикъла на зареждане по време на. Това обаче е последвано от повторно свързване. За съжаление това води до повторно стартиране на пълен цикъл на зареждане, дори ако предишният цикъл е почти завършен.

Най-лесният начин да избегнете тези сценарии е да използвате интелигентно зарядно устройство с микропроцесорно управление. Той може да определи кога батерията е напълно заредена и след това - в зависимост от конструкцията си - да се изключи напълно или да премине в режим на презареждане.

Смарт устройства iMax B6

За зареждане на NiMH iMax е необходимо специално зарядно устройство, тъй като използването на неправилен метод може да направи батерията безполезна. Много потребители смятат, че iMax B6 е най-добрият избор за зареждане на NiMH. Той поддържа обработката на до 15 батерии, както и много настройки и конфигурации за различни видове батерии. Препоръчителното време за зареждане не трябва да надвишава 20 часа.

Обикновено производителят гарантира 2000 цикъла на зареждане/разреждане на стандартна NiMH батерия, въпреки че този брой може да варира в зависимост от условията на работа.

Алгоритъм на работа:

1. Зареждане на NiMH iMax B6. Свържете захранващия кабел към гнездото от лявата страна на устройството, като обърнете внимание на формата в края на кабела, за да се уверите, че е поставен правилно. Поставете го докрай и спрете да натискате, когато се чуе звуков сигнал и на екрана се появи приветствено съобщение.
2. Използвайте сребърния бутон вляво, за да преминете през първото меню и да изберете типа батерия, която искате да заредите. Натискането на най-левия бутон ще потвърди избора. Бутонът вдясно ще превърти опциите: зареждане, разреждане, баланс, бързо зареждане, съхранение и други.
3. Двата централни бутона за управление ви помагат да изберете желания номер. С натискане на крайния десен бутон за въвеждане, можете да отидете в към настройка на напрежението, като превъртите отново с двата централни бутона и натиснете Enter.
4. Използва няколко кабела за свързване на батерията. Първият комплект прилича на лабораторно телено оборудване. Често се доставя с щипки на крокодил. Гнездата за свързване се намират от дясната страна на устройството, до долната част. Те са доста лесни за намиране. Ето как можете да зареждате NiMH с iMax B6.
5. След това свържете свободния кабел на акумулатора към края на червения и черния клипс, като създадете затворен контур. Това може да бъде малко рисковано, особено ако потребителят направи грешни настройки за първи път. Натиснете и задръжте бутона на инжектора за три секунди. След това екранът трябва да информира потребителя, че проверява батерията, след което от потребителя ще бъде поискано да потвърди настройката на режима.
6. По време на зареждане на батерията възможно е да се прелистват различните екрани на дисплея с помощта на двата централни бутона, които дават информация за процеса на зареждане в различните режими.

Съвети за оптимизиране на батериите

Най-често срещаното предложение е батериите да се разреждат напълно и след това да се зареждат. Въпреки че това е лечение с "ефект на паметта", трябва да се внимава с никел-кадмиевите батерии, тъй като е лесно да се повредят чрез прекомерно разреждане, което води до "обръщане на полюсите" и необратими процеси. В някои случаи електрониката на батерията е проектирана така, че да предотвратява негативните процеси, като се изключва, преди те да са настъпили, но по-простите устройства, като например фенерчетата, не правят това.

От съществено значение е:

1. Бъдете готови да ги замените. Ni-MH батериите не са вечни. Те няма да работят, когато свършат.
2. Купете "умно" зарядно устройство, което следи процеса по електронен път и предотвратява презареждането. Не само това е по-добър за Батерии, но използват по-малко енергия.
3. Извадете батерията след приключване на зареждането. Ненужното време, прекарано в устройството, означава, че за зареждането му се използва повече "реактивна" енергия, което води до по-голямо износване и използване на повече енергия.
4. Не разреждайте батериите напълно, за да удължите живота им. Въпреки всички съвети за обратното, пълното разреждане всъщност скъсява живота им.
5. Съхранявайте NiMH батериите при стайна температура на сухо място.
6. Прекомерната топлина може да повреди батериите и да доведе до бързо разреждане.
7. Обмислете използването на модел с ниско ниво на зареждане.

По този начин е възможно да се начертае линия. Всъщност никел-металхидридните батерии се подготвят от производителя да работи В съвременните условия правилното зареждане на батериите с помощта на смарт устройство ще гарантира тяхната ефективност и дълготрайност.