NiMH означава "хидриди на никел-метал". Правилното зареждане е ключът към запазване на производителността и издръжливостта. Тази технология трябва да бъде известна, за да се зарежда NiMH. Възстановяването на NiMH елементите е доста сложен процес, тъй като пикът на напрежението и последващият спад са по-малки и следователно показателите са по-трудни за определяне. Прекомерното зареждане води до прегряване и повреда на елемента, след което капацитетът се губи с последваща загуба на функционалност.
Принцип на работа и устройство
Батерията е електрохимично устройство, в което електрическата енергия се преобразува и съхранява в химическа форма. Химическата енергия лесно се превръща в електричество. NiMH работи на принципа, основан на абсорбцията, освобождаването и прехвърлянето на водород вътре в двата електрода.
NiMH батериите се състоят от две метални ленти, които действат като положителни и отрицателни електроди, както и изолиращ сепаратор между тях. Този енергиен "сандвич" се навива и поставя в акумулаторна батерия заедно с течен електролит. Положителният електрод обикновено се състои от никел, а отрицателният - от хидрида на метала. Оттук и името "NiMH", или "никел-метал-хидрид". Предимства:
Съдържа по-малко токсини и е екологично чист, може да се рециклира.
Ефектът на паметта е по-висок от този на Ni-Cad.
Много по-безопасни от литиевите батерии.
Недостатъци:
Дълбокото разреждане намалява експлоатационния живот и произвежда топлина при бързо зареждане и високо натоварване.
Саморазреждането е по-сравнимо с други батерии, трябва да се вземе предвид преди зареждане на NiMH.
Необходимо е високо ниво на поддръжка. Батерията трябва да бъде напълно разредена, за да се предотврати образуването на кристали по време на зареждане.
По-скъпо от Ni-Cad батерията.
Характеристики на зареждане /разреждане
Никел-метал хидридната клетка има много характеристики, подобни на NiCd, например, крива на разтоварване (като се има предвид допълнителното зареждане), която батерията може да поеме. Не е приемливо да се презареждат, което води до намаляване на капацитета, което е сериозен проблем за разработчиците на зарядни устройства.
Токови характеристики, необходими за правилно зареждане на NiMH батерията:
Номинално напрежение - 1.2 V.
Специфична енергия - 60-120 W /kg
Плътност на енергията - 140-300 W /h
Специфична мощност - 250-1000 W /kg
Ефективност на зареждане /разреждане - 90%.
Ефективността на зареждане на никелови 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 намалява, подчертавайки топлината, която трябва да се вземе предвид преди зареждането на NiMH. Когато NiCD батерията се разрежда до определено минимално напрежение и след това се зарежда, трябва да се вземат мерки за намаляване на ефекта на кондициониране (на всеки 10 цикъла на зареждане /разреждане), в противен случай ще загуби капацитет. Това изискване не е необходимо за NiMH, тъй като ефектът е незначителен. Въпреки това, такъв процес на възстановяване е удобен и за никел-метални хидридни устройства, като се препоръчва той да бъде взет под внимание преди зареждане на NiMH батерии. Процесът се повтаря три или пет пъти, преди да достигнат пълен капацитет. Процесът на презареждане на батериите с климатик гарантира, че те ще продължат много години.
Методи за възстановяване на NiMH
Съществуват няколко метода на зареждане, които могат да се използват с никел-метални хидридни батерии. Те, като NiCds, изискват източник на постоянен ток. Скоростта обикновено се посочва върху тялото на клетката. Тя не трябва да надвишава технологичните стандарти. Границите на границите на таксуване са ясно регулирани от производителите. Преди да използвате батериите, трябва да знаете точно какво да зареждате NiMH батерии. За предотвратяване на неизправност се използват няколко метода:
Зареждане по таймер. Използването на време 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 приема, че елементът се зарежда от известно състояние, например, когато е напълно разреден.
Термично откриване. Определянето на края на процеса се извършва чрез следене на температурата на елемента. Въпреки факта, че при прегряване на устройството е трудно да се направи точна оценка на повишаването на температурата, тъй като тя ще бъде много по-гореща от външната страна на центъра на батерията.
Откриване на отрицателно делта напрежение. NiMH открива спад на напрежението (5 mV). Преди зареждане на NiMHбатерии, за сигурно фиксиране на такова падане, се въвежда филтриране на шума, за да се гарантира, че "паразитният" сензор и други шумове не водят до края на заряда.
Паралелно захранване с елементи
Паралелното зареждане на батерията усложнява качественото определяне на края на процеса. Това се дължи на факта, че не можете да сте сигурни, че всяка клетка или пакет има същата съпротива, и следователно някои ще консумират повече ток, отколкото други. Това означава, че трябва да използвате отделна верига за зареждане за всяка линия в паралелния блок. Трябва да се определи как да се зарежда ток от NiMH чрез определяне на балансирането, например чрез използване на съпротивителни резистори, които ще доминират контрола на параметрите. Създадени са съвременни алгоритми за осигуряване на точно зареждане без използването на термистор. Тези устройства са подобни на Delta V, но имат специални методи за измерване за откриване на пълен заряд, обикновено включват определен цикъл, когато напрежението се измерва в интервал от време между импулсите. За многоелементни пакети, ако те не са в едно и също състояние и не са балансирани по капацитет, те могат да бъдат запълнени един по един, давайки сигнал за края на етапа. За да ги балансирате, имате нужда от няколко цикъла. Когато батерията достигне края на заряда, на електродите започва да се образува кислород и се рекомбинира върху катализатора. Новата химическа реакция създава топлина, която лесно се измерва от термистора. Това е най-сигурният начин за бързо определяне на края на процесавъзстановяване.
Евтин начин на регенерация
Нощно зареждане - най-евтиният начин за зареждане на никел-метални хидридни батерии при С /10, който е под 10% от номиналния капацитет на час. Това трябва да се вземе под внимание за правилното зареждане на NiMH. По този начин, батерия от 100 mAh ще бъде заредена при 10 mA за 15 часа. Този метод не изисква сензорът да завърши процеса и осигурява пълно зареждане. Съвременните елементи имат катализатор за рециклиране на кислород, който предотвратява повреда на батерията, когато е изложена на токов удар. Този метод може да се използва, ако скоростта на зареждане надвишава C /10. Минималното напрежение, необходимо за пълна реакция, зависи от температурата (не по-малко от 141 V на елемента при 20 градуса), което трябва да се вземе предвид за правилното зареждане на NiMH. Продължителното възстановяване не предизвиква вентилация. Тя леко затопля батерията. Препоръчително е да използвате таймер с обхват от 13 до 15 часа, за да поддържате цял живот. Зарядното устройство Ni-6-200 има микропроцесор, който отчита състоянието на заряда чрез светодиода и също изпълнява функцията за синхронизация.
Процес на бързо зареждане
С помощта на таймера можете да заредите C /333 за 5 часа. Това е малко рисковано, тъй като батерията трябва да бъде напълно разредена предварително. Един от начините да се уверите, че това не се случи, е автоматично да разреждате батерията, която се извършва от зарядното устройство, което след това започва процеса на възстановяване за 5 часа. Предимството на този метод е да се изключи всяка възможност за създаване на отрицателнапамет на батерията. Понастоящем не всички производители произвеждат подобни устройства за зареждане, но микропроцесорната платка се използва, например, в зарядното устройство C /10 /NiMH-NiCad-соларно-зарядно-контролер и може лесно да се модифицира за разреждане на разряда. За да се разсее енергията на частично заредена батерия, ще се изисква модул за разсейване на мощност в рамките на разумен период от време. Ако използвате монитор за температура, NiMH батериите могат да се зареждат до 1C, с други думи, 100% капацитет в ампер часове за 15 часа. Контролерът PowerStream на батерията прави това заедно с контролен панел, който може да измерва напрежението и тока за по-сложни алгоритми. Когато температурата се повиши, процесът трябва да се спре и при стойност dT /dt да се настрои на 1-2 градуса на минута. Има нови алгоритми, които използват микропроцесорно управление, когато използват -dV сигнал за определяне на края на заряда. На практика те работят много добре, така че съвременните устройства използват тази технология, която включва процесите на включване и изключване за измерване на напрежението.
Спецификации на адаптера
Важен проблем е животът на батериите или общите разходи за експлоатационния живот на системата. В този случай производителите предлагат устройства с микропроцесорно управление. Алгоритъм за идеалното зарядно устройство:
Софт старт. Ако температурата е над 40 градуса или под нулата, тя започва с зареждане от С /10.
Опция. Ако напрежението на разредения акумулатор е по-високо от 10 V /елемент, изхвърлете батерията до 10B /елемент, след което отидете на бързо зареждане.
Бързо зареждане. При 1 градус, докато температурата достигне 45 градуса или dT не означава пълно зареждане.
След като бързото зареждане приключи, заредете при С /10 в продължение на 4 часа, за да осигурите пълно зареждане.
Ако зарядът на заредена NiMH батерия се повиши до 178 V /елемент, той спира да работи.
Ако времето за бързо зареждане надвишава 15 часа без прекъсване, то се спира.
Теоретично презареждането е достатъчно висока, за да задържи батерията напълно заредена, но достатъчно ниска, за да се избегне презареждане. Определянето на оптималната скорост на зареждане за определена батерия е малко трудно да се опише, но като цяло се признава, че е около десет процента от капацитета на батерията, например за Sanyo 2500 mag, AA NiMH, оптималната скорост на зареждане е 250 mA или по-ниска. Трябва да се вземе под внимание правилното зареждане на NiMH батерии.
Процеси на повреждане на батериите
Най-честата причина за преждевременна повреда на батерията е презареждането. Видове зарядни устройства, които най-често причиняват, са така наречените "бързи устройства" за 5 или 8 часа. Проблемът с тези устройства е, че те всъщност нямат механизъм за контрол на процесите. Повечето от тях имат проста функция. Те се зареждат с пълна скорост за определен период от време (обикновено пет или осем часа), след което се изключват или превключват на по-ниска „ръчна“ скорост. Ако се използват правилно, тогававсичко е наред. Ако се използват неправилно, животът на батерията се съкращава по няколко начина:
Ако в устройството са поставени напълно заредени или частично заредени батерии, то не може да ги усети, така че ще заредят напълно батериите, за които са предназначени. Да, капацитетът на батерията пада.
Друга често срещана ситуация е прекъсването на цикъла на зареждане в процеса. Въпреки това, след това трябва да се свържете отново. За съжаление, това води до повторното стартиране на пълния цикъл на зареждане, дори ако предишният цикъл е практически завършен.
Най-лесният начин да се избегнат тези сценарии е да се използва интелигентно зарядно устройство с микропроцесорно управление. Тя може да определи кога батерията е напълно заредена, а след това, в зависимост от неговата конструкция, или напълно изключена или включена в режим на презареждане.
Интелигентни устройства iMax B6
За зареждане на NiMH iMax е необходимо специално зарядно устройство, тъй като използването на грешен метод може да направи батерията безполезна. Много потребители смятат iMax B6 за най-добрия избор за зареждане на NiMH. Той поддържа до 15 батерии с махало, както и много конфигурации и конфигурации за различни типове батерии. Препоръчителното време за зареждане не трябва да надвишава 20 часа. Като правило, производителят гарантира 2000 цикъла на зареждане /разреждане от стандартна NiMH батерия, въпреки че това количество може да варира в зависимост от работните условия. Алгоритъм на работа:
Зареждане на NiMH iMax B6. Трябва да свържете захранването към гнездото от лявата страна на устройството,като се вземе предвид формата в края на кабела, за да се гарантира, че правилната връзка е направена. Поставете го докрай и спрете да натискате, когато на екрана се появи звуков сигнал и съобщение за поздрав.
Използвайте сребърния бутон в най-левия ъгъл, за да видите първото меню и изберете типа батерия, която искате да заредите. С натискане на най-лявата част ще потвърдите избора. Бутонът вдясно ще превърта опциите: зареждане, разреждане, балансиране, бързо зареждане, съхранение и др.
Два централни бутона за управление ще ви помогнат да изберете желания номер. Чрез натискане на десния бутон на входа можете да отидете на настройката на напрежението, като я завъртите с двата централни бутона и натиснете enter.
Използвайте няколко кабела, за да свържете батерията. Първият комплект изглежда като оборудване за лабораторни проводници. Той често идва с пълнители за крокодили. Свързващите гнезда са от дясната страна на устройството заедно с долната част. Те са лесни за откриване. Така можете да зареждате NiMH с iMax B6.
След това трябва да свържете свободен кабел на батерията към края на червените и черни скоби, като създадете затворен контур. Това може да е малко рисковано, особено ако направите грешни настройки за първи път. Натиснете и задръжте бутона за въвеждане в продължение на три секунди. След това екранът трябва да информира, че проверява батерията, след което потребителят ще бъде помолен да потвърди настройката на режима.
По време наЗареждането на батерията ви позволява да преминете през различни екрани на дисплея с два централни бутона, които отчитат процеса на зареждане в различни режими.
Съвети за оптимизиране на живота на батерията
Най-стандартният накрайник е да се изтощи напълно батерията и след това да се зареди. Въпреки, че това е "ефект на паметта", никел-кадмиевите батерии трябва да бъдат внимателни, тъй като лесно могат да ги повредят поради прекомерното изхвърляне, което води до "обръщане на полюсите" и в необратими процеси. В някои случаи електрониката на батерията е проектирана така, че да предотвратява прекъсването на негативните процеси, докато те не са налице, но по-прости устройства, като например фенерчета, не правят това. Необходимо:
Бъдете готови да ги замените. Никел-метал-хидридните батерии не са вечни. След като ресурсът изтече, те ще спрат да работят.
Купете „интелигентно“ зарядно устройство, което чрез електроника контролира процеса и предотвратява презареждането. Това не само е по-добро за батериите, но и консумира по-малко енергия.
Извадете батерията, когато зареждането приключи. Ненужното време на устройството означава, че той използва повече "струйна" енергия, за да я зареди, което увеличава износването и повече енергия.
Не изхвърляйте батериите напълно, за да удължите техния експлоатационен живот. Въпреки всички съвети за обратното, пълното разреждане всъщност намалява живота им.
Съхранявайте NiMH батериите на стайна температура на сухо място.
Прекомерната топлина може да се повредибатерии и бързото им разреждане.
Да се обмисли използването на модел с ниско ниво на такса.
По този начин е възможно да се постави рискът. Всъщност никел-метал-хидридните батерии са по-подготвени от производителя за работа в съвременни условия, а правилното зареждане на батерии с използването на интелигентно устройство ще гарантира тяхната производителност и дълготрайност.
