Jak správně nabíjet nimh baterie

NiMH znamená "nikl-metal hydrid". Správné nabíjení je klíčem k udržení výkonu a trvanlivosti. Tato technologie potřebujete vědět nabíjení NiMH. Obnova prvků NiMH je poměrně složitý proces, protože napěťový vrchol a následný pokles jsou menší, a proto jsou indikátory určovány obtížněji. Nadměrné nabíjení vede k přehřátí a poškození prvku, po kterém dojde ke ztrátě kapacity s následnou ztrátou funkčnosti.

Zařízení a princip činnosti

Baterie je elektrochemické zařízení, ve kterém je elektrická energie přeměněna a uložena v chemické formě. Chemická energie se snadno přeměňuje na elektrickou energii. NiMH pracuje na principu založeném na absorpci, uvolňování a přenosu vodíku uvnitř dvou elektrod.

Baterie NiMH se skládají ze dvou kovových pásů, které fungují jako pozitivní a negativní elektrod a izolačního separátoru z fólie mezi nimi. Tento energetický "sendvič" je navinut a umístěn do baterie spolu s kapalným elektrolytem. Kladná elektroda se obvykle skládá z niklu, záporného elektrodu z hydridu kovu. Odtud název "NiMH" nebo "nikl-metal-hydrid".

Výhody:

1. Obsahuje méně toxinů a jsou šetrné k životnímu prostředí, recyklovatelné.
2. Paměťový efekt je vyšší než účinek Ni-Cad.
3. Mnohem bezpečnější než lithiové baterie.

Nedostatky:

1. Hluboké vybití zkracuje životnost a vytváří teplo při rychlém nabíjení a vysokém zatížení.
2. Samovybíjení je větší ve srovnání s jinými bateriemi, musí být zváženo před nabíjením NiMH.
3. Vyžaduje vysokou úroveň technický servis. Baterie musí být zcela vybitá, aby se zabránilo tvorbě krystalů během procesu nabíjení.
4. Dražší než ni-CAD baterie.

Charakteristiky nabíjení/vybíjení

Nikl-metal hydridový článek má mnoho charakteristik podobných NiCd, jako je vybíjecí křivka (s ohledem na další nabíjení), kterou může baterie přijmout. Je netolerantní k dobíjení, což způsobuje pokles kapacity, což představuje pro vývojáře velkou výzvu nabíječka akumulátorů.

Aktuální charakteristiky potřebné k řádnému nabití baterie NiMH:

1. Jmenovité napětí — 1.2V.
2. Specifická energie - 60-120 Wh/kg.
3. Hustota energie — 140-300 Wh/kg.
4. Specifický výkon — 250-1000 W/kg.
5. Účinnost nabíjení / vybíjení-90%.

Účinnost nabíjení niklových baterií se pohybuje od 100% do 70% plné kapacity. Zpočátku dochází k mírnému zvýšení teploty, ale později, když úroveň nabití stoupne, účinnost klesá a vytváří teplo, což je třeba zvážit před nabíjením NiMH.

Když se baterie NiCD vybije na určité minimum napětí a poté se nabije, je třeba podniknout kroky ke snížení účinku klimatizace( přibližně každých 10 cyklů nabíjení/vybíjení), jinak začne ztrácet kapacitu. Pro NiMH není takový požadavek vyžadován, protože účinek je pro něj zanedbatelný.

Tento proces obnovy je však vhodný i pro zařízení nikl-metal hydrid, doporučuje se zvážit před nabíjením baterií NiMH. Proces se opakuje třikrát až pětkrát, než dosáhnou plné kapacity. Proces klimatizace dobíjecích baterií zajišťuje, že vydrží roky.

Metody obnovy NiMH

Existuje několik způsobů nabíjení, které lze použít s nikl-metal hydridovými bateriemi. Stejně jako NiCds vyžadují stejnosměrný zdroj. Rychlost je obvykle uvedena na těle buňky. Nesmí překročit technologické normy. Limity nabíjení jsou výrobci jasně regulovány. Před provozem baterií musíte jasně vědět, jakým proudem nabíjet NiMH baterie. Existuje několik metod, které se používají k zabránění selhání:

1. Nabíjení časovačem. Použití času k určení konce procesu je nejjednodušší způsob. Elektronický časovač je často zabudován do zařízení, ačkoli mnoho zařízení tuto funkci nemá. Přístup předpokládá, že prvek je nabitý ze známého stavu, například když je zcela vybitý.
2. Tepelná detekce. Určení konce procesu se provádí pozorováním teploty prvku. Přestože se zařízení při nadměrném nabíjení zahřívá, je obtížné přesně odhadnout zvýšení teploty, protože ve středu baterie bude mnohem teplejší než venku.
3. Detekce záporného Delta napětí. NiMH odhaluje pokles napětí (5 mV). Před nabíjením baterií NiMH je zavedena filtrace šumu, aby se zajistilo, že" parazitní " senzor a další zvuky nevedou ke konci nabíjení.

Paralelní napájení prvků

Paralelní nabíjení baterií ztěžuje kvalitativní určení konce procesu. To je způsobeno skutečností, že nelze si být jisti, že každá buňka nebo paket má stejný odpor, a proto některé odebírají více proudu než jiné. To znamená použít samostatný nabíjecí obvod pro každou linku v paralelní jednotce. Je třeba nastavit, jakým proudem nabít NiMH, určením vyvážení, například použitím odporů takového odporu, který bude dominovat řízení parametrů.

Byly vyvinuty moderní algoritmy, které umožňují přesné nabíjení bez použití termistoru. Tato zařízení jsou podobná Delta V, ale mají speciální metody měření pro detekci plného náboje, obvykle zahrnující určitý cyklus, když je napětí měřeno v časovém intervalu a mezi impulsy. U víceprvkových paketů, pokud nejsou ve stejném stavu a nejsou v kapacitě vyvážené, mohou být naplněny jeden po druhém a signalizovat konec kroku.

K jejich vyvážení bude zapotřebí několik cyklů. Když baterie dosáhne konce náboje, kyslík se začne tvořit na elektrodách a rekombinovat na katalyzátoru. Nová chemická reakce vytváří teplo, které lze snadno měřit termistorem. Toto je nejbezpečnější způsob, jak určit konec procesu během rychlého zotavení.

Levný způsob regenerace

Noční nabíjení je nejlevnější způsob nabíjení nikl-metal hydridové baterie při C/ 10, což je méně než 10% jmenovité kapacity za hodinu. To je třeba zvážit pro správné nabíjení NiMH. Tímto způsobem se baterie 100 mAh nabije při 10 mA po dobu 15 hodin. Tato metoda nevyžaduje snímač konce procesu a poskytuje plné nabití. Moderní prvky mají katalyzátor recyklace kyslíku, který zabraňuje poškození baterie při vystavení elektrickému proudu.

Tuto metodu nelze použít, pokud rychlost nabíjení překročí C / 10. Minimální napětí, nezbytné pro celková reakce, závisí na teplotě (nejméně 1,41 v na prvek při 20 stupních), co potřebujete zvažte správné nabíjení NiMH. Dlouhodobé zotavení nezpůsobuje ventilaci. Mírně zahřívá baterii. Zachovat životnost, doporučuje se používat časovač s rozsahem 13 až 15 hodin. Nabíječka Ni-6-200 má mikroprocesor, který hlásí stav nabíjení pomocí LED a také provádí funkci synchronizace.

Proces rychlého nabíjení

Pomocí časovače můžete nabíjet C / 3.33 do 5 hodin. To je trochu riskantní, protože baterie musí být předem zcela vybitá. Jedním ze způsobů ověření, že k tomu nedojde, je automatické vybití baterie prováděné nabíječkou, která poté spustí proces obnovy po dobu 5 hodin. Výhodou této metody je vyloučení jakékoli možnosti vytvoření negativní paměti baterie.

V současné době ne všichni výrobci vyrábějí podobné nabíječky, ale mikroprocesorová deska se používá například v nabíječce C/10 /NiMH-NiCad-solar-charge-controller a lze ji snadno upravit tak, aby prováděla vybíjení. K rozptýlení energie částečně nabité baterie po přiměřenou dobu bude zapotřebí jednotka rozptylu energie.

Pokud se používá teplotní Monitor, lze NiMH baterie nabíjet rychlostí až 1C, jinými slovy 100% kapacity v ampérhodinách po dobu 1,5 hodiny. Regulátor baterie PowerStream to dělá ve spojení s řídicí deskou, která je schopna měřit napětí a proud pro složitější algoritmy. Při zvyšování teploty by měl být proces ukončen a při hodnota dt / dt by měla být nastavena na 1-2 stupně za minutu.

Existují nové algoritmy, které používají mikroprocesorové řízení při použití signálu-dV k určení konce náboje. V praxi fungují velmi dobře, takže moderní zařízení používají tuto technologii, která zahrnuje procesy zapnutí a vypnutí pro měření napětí.

SPECIFIKACE adaptéru

Důležitým problémem je životnost baterie nebo celkové náklady období služby systému. V tomto případě výrobci nabízejí mikroprocesorem řízená zařízení.

Algoritm pro perfektní nabíječka akumulátorů:

1. Měkký start. Pokud je teplota nad 40 stupňů nebo pod nulou, začněte nabíjením C / 10.
2. Možnost. Pokud je napětí vybité baterie vyšší než 1,0 V/článek, vybijte baterii na 1,0 V/článek a poté pokračujte rychlým nabíjením.
3. Rychlé nabíjení. Při 1 stupni, dokud teplota nedosáhne 45 stupňů nebo DT nenaznačuje plný náboj.
4. Po dokončení rychlého nabíjení se nabíjí při C / 10 po dobu 4 hodin, aby se zajistilo plné nabití.
5. Pokud napětí baterie nabité NiMH stoupne na 1,78 V/článek, přestane fungovat.
6. Pokud doba rychlého nabíjení překročí 1,5 hodiny bez přerušení, zastaví se.

Teoreticky je dobíjení rychlost nabíjení, která je dostatečně vysoká, aby udržovala baterii plně nabitou, ale dostatečně nízká, aby se zabránilo přebíjení. Stanovení optimální rychlosti nabíjení pro konkrétní baterii je trochu obtížné popsat, ale obecně se uznává, že je to asi deset procent kapacity baterie, například pro Sanyo 2500 mAh AA NiMH je optimální rychlost nabíjení 250 mA nebo nižší. Aby bylo možné správně nabíjet baterie NiMH, je třeba je zvážit.

Procesy poškození baterie

Nejčastější příčinou předčasného selhání baterie je dobíjení. Typy nabíječek, které ji nejčastěji způsobují, jsou takzvaná" rychlá zařízení " po dobu 5 nebo 8 hodin. Problém s těmito zařízeními je, že skutečně nemají mechanismus řízení procesu.

Většina z nich má jednoduchou funkčnost. Nabíjejí se plnou rychlostí po pevnou dobu (obvykle pět nebo osm hodin) a poté se vypnou nebo přepnou na nižší "manuální" rychlost. Pokud jsou používány správně, pak je vše v pořádku. Pokud platí nesprávně se životnost baterie zkracuje několika způsoby:

1. Pokud jsou do zařízení vloženy plně nabité nebo částečně nabité baterie, nemůže to cítit, takže plně nabíjí baterie, pro které je určen. Kapacita baterie tedy klesá.
2. Jinou běžná situace je přerušení nabíjecího cyklu v procesu. Poté však následuje opětovné připojení. Bohužel to vede k opětovnému spuštění celého nabíjecího cyklu, i když je předchozí cyklus prakticky dokončen.

Nejjednodušší způsob, jak se těmto scénářům vyhnout, je použití inteligentní nabíječky s mikroprocesorem. Dokáže detekovat, kdy je baterie plně nabitá, a poté-v závislosti na její konstrukci - buď úplně vypnout, nebo přepnout do režimu dobíjení.

Inteligentní zařízení iMax B6

K nabíjení NiMH iMax budete potřebovat speciální nabíječku, protože použití nesprávné metody může baterii učinit zbytečnou. Mnoho uživatelů považuje iMax B6 za nejlepší volbu pro nabíjení NiMH. Podporuje proces až 15 článků a spoustu nastavení a konfigurací pro různé typy baterií. Doporučená doba nabíjení by neměla přesáhnout 20 hodin.

Obecně výrobce zaručuje 2 000 cyklů nabíjení / vybíjení ze standardní baterie NiMH, i když se toto množství může lišit podle provozních podmínek.

Algoritmus práce:

1. Nabíjení NiMH iMax B6. Je nutné zapojit napájecí kabel do zásuvky na levé straně jednotky, přičemž se vezme v úvahu tvar na konci kabelu, aby se zajistilo správné připojení. Vložte jej úplně a zastavte stisknutí, když se na obrazovce zobrazí pípnutí a uvítací zpráva.
2. Použijte stříbrné tlačítko zcela vlevo pro zobrazení první nabídky a vyberte typ baterie, kterou chcete nabít. Stisknutím levého tlačítka potvrďte výběr. Tlačítko vpravo bude posouvat možnosti: nabíjení, vybíjení, vyvážení, rychlé nabíjení, skladování a další.
3. Dvě centrální ovládací tlačítka vám pomohou vybrat požadované číslo. Stisknutím tlačítka zcela vpravo pro vstup, lze přejít nastavení napětí opětovným posouváním pomocí dvou centrálních tlačítek a stisknutím klávesy Enter.
4. K připojení baterie použijte několik kabelů. První sada vypadá jako zařízení pro laboratorní dráty. Často je dodáván s krokosvorkami. Zásuvky pro připojení jsou na pravé straně zařízení vedle spodní části. Jsou dostatečně snadno detekovatelné. Takto můžete nabíjet NiMH pomocí iMax B6.
5. Poté musíte připojit Volný kabel baterie ke konci červených a černých svorek a vytvořit uzavřenou smyčku. To může být trochu riskantní, zejména pokud uživatel poprvé provede nesprávná nastavení. Stiskněte a podržte tlačítko Enter po dobu tří sekund. Obrazovka by pak měla informovat o kontrole baterie, poté bude uživatel požádán o potvrzení nastavení režimu.
6. V době nabíjení akumulátoru je možné procházet různými obrazovkami pomocí dvou centrálních tlačítek, která informují o procesu nabíjení v různých režimech.

Tipy pro optimalizaci baterie

Nejstandardnější tip: vybijte baterie úplně a poté je nabijte. I když se jedná o zpracování "paměťového efektu", u nikl-kadmiových baterií je třeba být opatrný, protože je snadné je poškodit nadměrným vybíjením, což vede k "obrácení pólů" a nevratným procesům. V některých případech je elektronika baterií prováděna způsobem, který zabraňuje negativním procesům vypnutím dříve, než k nim dojde, ale jednodušší zařízení, například pro baterky, ne.

Nutno:

1. Být připraven je nahradit. Nikl-metal hydridové baterie netrvají věčně. Po skončení zdroje přestanou fungovat.
2. Kupte si "inteligentní" nabíječku, která pomocí elektroniky řídí proces a zabraňuje přebíjení. Není to jen lepší pro baterie, ale také spotřebovává méně energie.
3. Po dokončení nabíjení vyjměte baterii. Zbytečný čas na zařízení znamená, že se k jeho nabíjení používá více "tryskové" energie, takže se zvyšuje opotřebení a spotřebovává se více energie.
4. Nevyčerpávejte baterie úplně, abyste prodloužili jejich životnost. Navzdory všem tipům na opak, úplné vybití ve skutečnosti zkracuje jejich životnost.
5. Uchovávejte NiMH baterie při pokojové teplotě na suchém místě.
6. Nadměrné teplo může poškodit baterie a způsobit jejich rychlé vybití.
7. Zvažte použití modelu s nízkým nábojem.

Tímto způsobem můžete nakreslit čáru. Opravdu nikl-metal hydrid baterie jsou více připraveny výrobcem pro provoz v moderních podmínkách a správné nabíjení baterií pomocí inteligentního zařízení zajistí jejich výkon a trvanlivost.