NiMH reiškia nikelio metalo hidridą. Tinkamas įkrovimas yra raktas į našumą ir ilgaamžiškumą. Norėdami įkrauti NiMH, turite žinoti šią technologiją. NiMH elementų atkūrimas yra gana sudėtingas procesas, nes įtampos pikas ir vėlesnis kritimas yra mažesni, todėl rodiklius nustatyti sunkiau. Per didelis įkrovimas sukelia perkaitimą ir žalą elementui, po kurio prarandama talpa, todėl prarandamas funkcionalumas.
Dizainas ir veikimo principas
Baterija yra elektrocheminis prietaisas, kuriame elektros energija konvertuojama ir saugoma chemine forma. Cheminė energija lengvai paverčiama elektros energija. NiMH veikia pagal principą – sugeria, išleidžia ir perneša vandenilį dviejuose elektroduose.
NiMH baterijas sudaro dvi metalinės juostelės, kurios veikia kaip teigiamas ir neigiamas elektrodai, ir tarp jų yra izoliacinės folijos separatorius. Šis energijos „sumuštinis“suvyniojamas ir dedamas į bateriją kartu su skysčiuelektrolitas. Teigiamą elektrodą paprastai sudaro nikelis, o neigiamą - metalo hidrido. Iš čia ir kilo pavadinimas „NiMH“arba „nikelio metalo hidridas“.
Privalumai:
- Sudėtyje yra mažiau toksinų, jis yra ekologiškas ir perdirbamas.
- Atminties efektas yra didesnis nei Ni-Cad.
- Daug saugesnis nei ličio baterijos.
Trūkumai:
- Gilusis iškrovimas sutrumpina tarnavimo laiką ir generuoja šilumą greito įkrovimo ir didelės apkrovos metu.
- Savaiminis išsikrovimas yra didesnis, palyginti su kitomis baterijomis, ir į tai reikia atsižvelgti prieš įkraunant NiMH.
- Reikalinga aukšto lygio priežiūra. Akumuliatorius turi būti visiškai iškrautas, kad įkrovimo metu nesusidarytų kristalai.
- Brangesnis nei Ni-Cad akumuliatorius.
Įkrovimo / iškrovimo ypatybės
Nikelio-metalo hidrido elementas turi daug charakteristikų, panašių į NiCd, pvz., išsikrovimo kreivę (su papildomu įkrovimu), kurią gali priimti akumuliatorius. Jis netoleruoja per didelio įkrovimo, dėl kurio sumažėja talpa, o tai yra pagrindinė įkroviklių kūrėjų problema.
Dabartinės specifikacijos, reikalingos norint tinkamai įkrauti NiMH akumuliatorių:
- Nominali įtampa yra 1,2 V.
- Savioji energija – 60–120 Wh/kg.
- Energijos tankis – 140–300 Wh/kg.
- Speciali galia – 250–1000 W/kg.
- Įkrovimo / iškrovimo efektyvumas –90%.
Nikelio baterijų įkrovimo efektyvumas svyruoja nuo 100 % iki 70 % visos talpos. Iš pradžių šiek tiek pakyla temperatūra, tačiau vėliau, pakilus įkrovimo lygiui, efektyvumas krinta, susidaro šiluma, į kurią reikia atsižvelgti prieš įkraunant NiMH.
Kai NiCD baterija iškraunama iki tam tikros minimalios įtampos ir tada įkraunama, reikia pasirūpinti, kad būtų sumažintas kondicionavimo efektas (maždaug kas 10 įkrovimo/iškrovimo ciklų), kitaip jis pradės prarasti talpą. NiMH atveju šis reikalavimas nėra būtinas, nes poveikis yra nereikšmingas.
Tačiau toks atkūrimo procesas patogus ir NiMH įrenginiams, rekomenduojama į tai atsižvelgti prieš įkraunant NiMH baterijas. Procesas kartojamas nuo trijų iki penkių kartų, kol jie pasiekia visą pajėgumą. Įkraunamų baterijų kondicionavimo procesas užtikrina, kad jie tarnaus daugelį metų.
NiMH atkūrimo metodai
Yra keli įkrovimo būdai, kuriuos galima naudoti su NiMH akumuliatoriais. Jiems, kaip ir NiCd, reikalingas nuolatinis srovės š altinis. Greitis paprastai nurodomas ant ląstelės korpuso. Jis neturėtų viršyti technologinių standartų. Įkrovimo ribų ribas aiškiai reglamentuoja gamintojai. Prieš naudodami baterijas, turite aiškiai žinoti, kokia srove įkrauti NiMH baterijas. Yra keletas būdų, kaip išvengti gedimų:
- Įkraunama pagal laikmatį. Laiko panaudojimasnustatyti proceso pabaigą yra lengviausias būdas. Dažnai įrenginyje yra įmontuotas elektroninis laikmatis, nors daugelis įrenginių šios funkcijos neturi. Taikant metodą daroma prielaida, kad elementas įkraunamas iš žinomos būsenos, pvz., kai jis visiškai išsikrovęs.
- Šiluminis aptikimas. Proceso pabaigos nustatymas atliekamas stebint elemento temperatūrą. Nors per daug įkraunamas įrenginys sušils, sunku tiksliai įvertinti temperatūros kilimą, nes akumuliatoriaus centras bus daug karštesnis nei išorė.
- Neigiamos trikampio įtampos aptikimas. NiMH nustato įtampos kritimą (5 mV). Prieš įkraunant NiMH baterijas, įvedamas triukšmo filtravimas, kad būtų patikimai užfiksuotas toks kritimas, kad būtų užtikrinta, jog „parazitinis“jutiklis ir kiti triukšmai nesukeltų įkrovimo pabaigos.
Lygiagretus elementų tiekimas
Dėl lygiagretaus akumuliatorių įkrovimo sunku kokybiškai nustatyti proceso pabaigą. Taip yra todėl, kad negali būti tikras, kad kiekvienos ląstelės ar paketo varža yra tokia pati, todėl kai kurie ims daugiau srovės nei kiti. Tai reiškia, kad kiekvienai lygiagrečio įrenginio linijai turi būti naudojama atskira įkrovimo grandinė. Reikėtų nustatyti, kiek srovės įkrauti NiMH, balansuojant, pavyzdžiui, naudojant tokios vertės rezistorius, kad jie dominuotų valdymo parametruose.
Sukurti šiuolaikiniai algoritmai, užtikrinantys tikslų įkrovimą nenaudojant termistoriaus. Šieprietaisai yra panašūs į Delta V, tačiau turi specialius matavimo metodus visiškam įkrovimui aptikti, paprastai apimantį tam tikrą ciklą, kai įtampa matuojama per tam tikrą laiko intervalą ir tarp impulsų. Jei kelių elementų paketai nėra tos pačios būsenos ir nesubalansuotos talpos, jie gali būti užpildyti po vieną, o tai reiškia etapo pabaigą.
Joms subalansuoti prireiks kelių ciklų. Kai akumuliatorius pasiekia savo įkrovimo pabaigą, deguonis pradeda formuotis prie elektrodų ir rekombinuoti katalizatoriuje. Naujoji cheminė reakcija sukuria šilumą, kurią galima lengvai išmatuoti termistoriumi. Tai saugiausias būdas aptikti proceso pabaigą greito atkūrimo metu.
Pigus būdas atsinaujinti
Naktinis įkrovimas yra pigiausias būdas įkrauti NiMH bateriją esant C/10, kuri yra mažesnė nei 10 % vardinės talpos per valandą. Į tai reikia atsižvelgti norint tinkamai įkrauti NiMH. Taigi 100 mAh baterija kraus 10 mA 15 valandų. Šis metodas nereikalauja proceso pabaigos jutiklio ir užtikrina visišką įkrovimą. Šiuolaikiniuose elementuose yra deguonies perdirbimo katalizatorius, kuris apsaugo nuo akumuliatoriaus sugadinimo, kai jį veikia elektros srovė.
Šis metodas negali būti naudojamas, jei įkrovimo greitis yra didesnis nei C/10. Minimali įtampa, reikalinga pilnai reakcijai, priklauso nuo temperatūros (mažiausiai 1,41 V vienai elementei esant 20 laipsnių), į kurią reikia atsižvelgti norint tinkamai įkrauti NiMH. Ilgalaikis atsigavimas nesukelia ventiliacijos. Tai šiek tiek pašildo akumuliatorių. Siekiant išsaugoti tarnavimo laiką, rekomenduojama naudoti laikmatį nuo 13 iki 15 valandų. Ni-6-200 įkroviklis turi mikroprocesorių, kuris praneša apie įkrovimo būseną per šviesos diodą ir taip pat atlieka sinchronizavimo funkciją.
Greitas įkrovimo procesas
Naudodami laikmatį galite įkrauti C/3.33 5 valandas. Tai šiek tiek rizikinga, nes pirmiausia reikia visiškai iškrauti akumuliatorių. Vienas iš būdų užtikrinti, kad taip nenutiktų, yra automatiškai iškrauti akumuliatorių įkrovikliu, kuris 5 valandas pradeda atkūrimo procesą. Šis metodas turi pranašumą, nes pašalina bet kokią galimybę sukurti neigiamą akumuliatoriaus atmintį.
Šiuo metu ne visi gamintojai gamina tokius įkroviklius, tačiau mikroprocesoriaus plokštė naudojama, pavyzdžiui, C/10 /NiMH-NiCad-solar-charge-controller įkroviklyje ir gali būti lengvai modifikuojama, kad būtų atliktas iškrovimas. Norint per pagrįstą laiką išsklaidyti iš dalies įkrauto akumuliatoriaus energiją, reikės energijos išsklaidiklio.
Jei naudojamas temperatūros monitorius, NiMH baterijas galima įkrauti iki 1 C, kitaip tariant, 100 % ampervalandžių talpos 1,5 valandos. „PowerStream“akumuliatoriaus įkrovimo valdiklis tai atlieka kartu su valdymo plokšte, galinčia išmatuoti įtampą ir srovę sudėtingesniems algoritmams. Kai temperatūra pakyla, procesas turi būti sustabdytas ir kadadT/dt vertė turėtų būti nustatyta į 1–2 laipsnius per minutę.
Yra naujų algoritmų, kurie naudoja mikroprocesoriaus valdymą, kai naudoja -dV signalą, kad nustatytų įkrovimo pabaigą. Praktiškai jie veikia labai gerai, todėl šiuolaikiniuose įrenginiuose naudojama ši technologija, apimanti įtampos matavimo įjungimo ir išjungimo procesus.
Adapterio specifikacijos
Svarbi problema yra akumuliatoriaus veikimo laikas arba bendra sistemos eksploatavimo trukmė. Tokiu atveju gamintojai siūlo įrenginius su mikroprocesoriaus valdymu.
Tobulo įkroviklio algoritmas:
- Švelnus startas. Jei temperatūra aukštesnė nei 40 laipsnių arba žemiau nulio, pradėkite nuo C/10.
- Parinktis. Jei išsikrovusio akumuliatoriaus įtampa yra didesnė nei 1,0 V elementui, iškraukite akumuliatorių iki 1,0 V / elemento, tada pereikite prie greitojo įkrovimo.
- Greitas įkrovimas. Esant 1 laipsniui, kol temperatūra pasieks 45 laipsnius arba dT rodo visišką įkrovimą.
- Baigę greitąjį įkrovimą, įkraukite C/10 4 valandas, kad užtikrintumėte visišką įkrovimą.
- Jei įkrauto NiMH akumuliatoriaus įtampa pakyla iki 1,78 V elementui, sustabdykite veikimą.
- Jei greitas įkrovimas be pertrūkių viršija 1,5 valandos, jis bus sustabdytas.
Teoriškai įkrovimas yra pakankamai greitas, kad akumuliatorius būtų visiškai įkrautas, tačiau pakankamai lėtas, kad būtų išvengta perkrovimo. Optimalaus konkretaus akumuliatoriaus įkrovimo greičio nustatymasšiek tiek sunku apibūdinti, bet visuotinai priimta, kad tai yra apie dešimt procentų akumuliatoriaus talpos, pavyzdžiui, Sanyo 2500 mAh AA NiMH optimalus įkrovimo greitis yra 250 mA ar mažesnis. Į tai reikia atsižvelgti norint tinkamai įkrauti NiMH baterijas.
Akumuliatoriaus pažeidimo procesai
Dažniausia priešlaikinio akumuliatoriaus gedimo priežastis yra per didelis įkrovimas. Dažniausiai tai sukelia vadinamieji „greitieji įkrovikliai“5 ar 8 valandoms. Šių instrumentų problema yra ta, kad jie iš tikrųjų neturi proceso valdymo mechanizmo.
Dauguma jų turi paprastą funkcionalumą. Jie įkrauna visu greičiu fiksuotą laiką (dažniausiai penkias ar aštuonias valandas), o tada išsijungia arba persijungia į mažesnį „rankinį“greitį. Jei jie naudojami tinkamai, tada viskas tvarkoje. Jei jie naudojami netinkamai, akumuliatoriaus veikimo laikas sutrumpės keliais būdais:
- Kai visiškai arba iš dalies įkrautos baterijos įdedamos į įrenginį, jis to nejaučia, todėl visiškai įkrauna baterijas, kurioms buvo sukurtas. Taigi akumuliatoriaus talpa mažėja.
- Kita įprasta situacija yra vykstančio įkrovimo ciklo pertraukimas. Tačiau po to vėl prisijungia. Deja, dėl to visas įkrovimo ciklas paleidžiamas iš naujo, net jei ankstesnis ciklas beveik baigtas.
Lengviausias būdasKad išvengtumėte šių scenarijų, naudokite išmanųjį mikroprocesoriaus valdomą įkroviklį. Jis gali aptikti, kada akumuliatorius yra visiškai įkrautas, ir tada, atsižvelgiant į jo konstrukciją, visiškai išjungti arba perjungti į trumpalaikio įkrovimo režimą.
iMax B6 išmanieji įrenginiai
Norėdami įkrauti NiMH iMax, jums reikės specialaus įkroviklio, nes naudojant netinkamą metodą akumuliatorius gali tapti nenaudingas. Daugelis vartotojų mano, kad iMax B6 yra geriausias NiMH įkrovimo pasirinkimas. Jis palaiko iki 15 elementų baterijų procesą, taip pat daugybę skirtingų tipų baterijų nustatymų ir konfigūracijų. Rekomenduojamas įkrovimo laikas neturi viršyti 20 valandų.
Paprastai gamintojas garantuoja 2000 įkrovimo / iškrovimo ciklų naudojant standartinę NiMH bateriją, nors tai gali skirtis priklausomai nuo naudojimo sąlygų.
Darbo algoritmas:
- NiMH iMax B6 įkrovimas. Būtina prijungti maitinimo laidą prie lizdo, esančio kairėje įrenginio pusėje, atsižvelgiant į laido galo formą, kad būtų užtikrintas teisingas prijungimas. Įkišame jį iki galo ir nustojame spausti, kai ekrane pasirodo garso signalas ir pasisveikinimo pranešimas.
- Naudokite sidabrinį mygtuką kairėje, kad slinktumėte per pirmąjį meniu ir pasirinkite įkraunamos baterijos tipą. Paspaudus kairėje esantį mygtuką, pasirinkimas patvirtinamas. Dešinėje esantis mygtukas slinks per parinktis: įkrovimas, iškrovimas, balansas, greitas įkrovimas, saugojimas irkiti.
- Du centriniai valdymo mygtukai padės pasirinkti norimą numerį. Paspaudę dešinįjį mygtuką, kad įeitumėte, galite pereiti prie įtampos nustatymo, dar kartą slinkdami dviem centriniais mygtukais ir paspausdami enter.
- Akumuliatoriui prijungti naudokite kelis laidus. Pirmasis rinkinys atrodo kaip laboratorijos vielos įranga. Jis dažnai komplektuojamas su krokodilo segtukais. Prijungimo lizdai yra dešinėje įrenginio pusėje, netoli apačios. Juos pakankamai lengva pastebėti. Taip galite įkrauti NiMH naudodami iMax B6.
- Tada turite prijungti laisvą akumuliatoriaus laidą prie raudonos ir juodos gnybtų galo ir sukurti uždarą kilpą. Tai gali būti šiek tiek rizikinga, ypač jei vartotojas pirmą kartą nustato neteisingus nustatymus. Paspauskite ir tris sekundes palaikykite įvesties mygtuką. Tada ekranas turėtų informuoti, kad tikrinama baterija, o po to vartotojo bus paprašyta patvirtinti režimo nustatymą.
- Kai akumuliatorius kraunamas, galite slinkti įvairiais ekranais naudodami du centrinius mygtukus, kurie teikia informaciją apie įkrovimo procesą įvairiais režimais.
Patarimai, kaip optimizuoti akumuliatoriaus veikimą
Pats standartinis patarimas – visiškai iškrauti baterijas ir vėl jas įkrauti. Nors tai yra „atminties efekto“gydymas, nikelio-kadmio baterijose reikia būti atsargiems, nes dėl per didelio išsikrovimo jas lengva sugadinti, o tai sukelia „polių apsisukimą“ir negrįžtamus procesus. Kai kuriais atvejais gaminama akumuliatoriaus elektronikatokiu būdu, kad būtų išvengta neigiamų procesų, nes jie išsijungia prieš jiems įvykstant, tačiau paprastesni įrenginiai, pvz., žibintuvėliai, to nedaro.
Būtina:
- Būkite pasirengę juos pakeisti. Nikelio-metalo hidrido akumuliatoriai tarnauja ne amžinai. Pasibaigus š altiniui, jie nustos veikti.
- Įsigykite išmanųjį įkroviklį, kuris elektroniškai valdo procesą ir neleidžia perkrauti. Tai ne tik geriau naudoti baterijas, bet ir sunaudoja mažiau energijos.
- Kai įkrovimas baigtas, išimkite akumuliatorių. Bereikalingas laikas prietaise reiškia, kad jam įkrauti sunaudojama daugiau srovės energijos, todėl didėja susidėvėjimas ir sunaudojama daugiau energijos.
- Neišleiskite baterijų visiškai, kad pailgintumėte jų tarnavimo laiką. Nepaisant visų priešingų patarimų, visiškas iškrovimas iš tikrųjų sutrumpins jų gyvenimą.
- NiMH baterijas laikykite kambario temperatūroje sausoje vietoje.
- Per didelis karštis gali sugadinti baterijas ir greitai išsikrauti.
- Apsvarstykite galimybę naudoti mažai akumuliatoriaus energiją naudojantį modelį.
Taigi galite nubrėžti liniją. Išties, NiMH baterijas gamintojas labiau paruošia šiandieninei aplinkai, o tinkamai įkraunant baterijas naudojant išmanųjį įrenginį, bus užtikrintas jų veikimas ir ilgaamžiškumas.
