NiMH batareyalarini qanday to'g'ri zaryad qilish kerak

2024 Muallif: Trinity Chesterton | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2023-12-16 08:25

NiMH nikel metall gidridini anglatadi. To'g'ri zaryadlash ishlash va uzoq umr ko'rishning kalitidir. NiMH ni zaryad qilish uchun siz ushbu texnologiyani bilishingiz kerak. NiMH hujayralarining tiklanishi juda murakkab jarayon, chunki kuchlanish cho'qqisi va undan keyingi pasayish kichikroq, shuning uchun ko'rsatkichlarni aniqlash qiyinroq. Haddan tashqari zaryadlash hujayraning haddan tashqari qizishi va shikastlanishiga olib keladi, shundan so'ng sig'im yo'qoladi, natijada funksionallik yo'qoladi.

Dizayn va ishlash printsipi

Batareya elektrokimyoviy qurilma boʻlib, unda elektr energiyasi kimyoviy shaklga aylantiriladi va saqlanadi. Kimyoviy energiya osongina elektr energiyasiga aylanadi. NiMH ikkita elektrod ichida vodorodni yutish, chiqarish va tashish tamoyili asosida ishlaydi.

NiMH batareyalari musbat va manfiy elektrodlar vazifasini bajaradigan ikkita metall chiziqdan va ular orasidagi izolyatsion folga ajratgichdan iborat. Bu energiya "sendvich" o'ralgan va suyuqlik bilan birga batareyaga joylashtirilganelektrolit. Ijobiy elektrod odatda nikeldan, metall gidridning salbiy elektrodidan iborat. Shuning uchun "NiMH" yoki "nikel metall gidrid" nomi paydo bo'ldi.

Foydalar:

1. Tarkibida kamroq zaharli moddalar mavjud va ekologik toza va qayta ishlanishi mumkin.
2. Xotira effekti Ni-Cad-dan yuqori.
3. Litiy batareyalarga qaraganda ancha xavfsiz.

Kamchiliklar:

1. Chuqur zaryadsizlanish umrni qisqartiradi va tez zaryadlash va yuqori yuklanish vaqtida issiqlik hosil qiladi.
2. Oʻz-oʻzidan zaryadsizlanishi boshqa batareyalarga qaraganda yuqori va NiMH ni zaryad qilishdan oldin buni hisobga olish kerak.
3. Yuqori darajadagi parvarish talab etiladi. Zaryadlash paytida kristal hosil bo'lishining oldini olish uchun batareya to'liq zaryadsizlangan bo'lishi kerak.
4. Ni-Cad batareyasidan qimmatroq.

Zaryadlash/zaryadlash xususiyatlari

Nikel-metall gidrid xujayrasi NiCd ga o'xshash ko'plab xususiyatlarga ega, masalan, batareya qabul qilishi mumkin bo'lgan zaryadsizlanish egri chizig'i (qo'shimcha zaryad bilan). Haddan tashqari zaryadlashga toqat qilmaydi, bu esa quvvatni pasaytirishga olib keladi, bu zaryadlovchilar uchun asosiy muammo hisoblanadi.

NiMH batareyasini toʻgʻri zaryad qilish uchun zarur boʻlgan joriy texnik xususiyatlar:

1. Nominal kuchlanish 1,2V.
2. Maxsus energiya - 60-120 Vt/kg.
3. Energiya zichligi - 140-300 Vt/kg.
4. Maxsus quvvat - 250-1000 Vt/kg.
5. Zaryadlash/zaryad qilish samaradorligi -90%.

Nikel batareyalarining zaryadlash samaradorligi toʻliq quvvatning 100% dan 70% gacha. Dastlab harorat biroz ko'tariladi, lekin keyinchalik zaryad darajasi ko'tarilgach, samaradorlik pasayadi va issiqlik hosil qiladi, bu NiMHni zaryad qilishdan oldin hisobga olinishi kerak.

NiCD batareyasi ma'lum bir minimal kuchlanishgacha zaryadsizlanganda va keyin zaryadlanganda, konditsionerlik effektini kamaytirishga ehtiyot bo'lish kerak (taxminan har 10 zaryadlash/zaryad qilish davri), aks holda u quvvatini yo'qota boshlaydi. NiMH uchun bu talab talab qilinmaydi, chunki ta'siri ahamiyatsiz.

Biroq, bunday tiklash jarayoni NiMH qurilmalari uchun ham qulay, NiMH batareyalarini zaryad qilishdan oldin buni ko'rib chiqish tavsiya etiladi. To'liq quvvatga ega bo'lgunga qadar jarayon uch-besh marta takrorlanadi. Zaryadlanuvchi batareyalarni konditsionerlash jarayoni ularning uzoq yillar xizmat qilishini ta'minlaydi.

NiMH tiklash usullari

NiMH batareyalar bilan ishlatilishi mumkin bo'lgan bir nechta zaryadlash usullari mavjud. Ular, NiCds kabi, doimiy oqim manbasini talab qiladi. Tezlik odatda hujayra tanasida ko'rsatiladi. Bu texnologik standartlardan oshmasligi kerak. Zaryadlash chegaralarining chegaralari ishlab chiqaruvchilar tomonidan aniq tartibga solinadi. Batareyalarni ishlatishdan oldin siz NiMH batareyalarini qanday oqim bilan zaryad qilishni aniq bilishingiz kerak. Muvaffaqiyatsizlikning oldini olish uchun bir nechta usullar qo'llaniladi:

1. Taymer orqali quvvatlanmoqda. Vaqtdan foydalanishjarayonning oxirini aniqlash eng oson yo'lidir. Ko'pincha elektron taymer qurilmaga o'rnatilgan, garchi ko'pgina qurilmalarda bu xususiyat mavjud emas. Yondashuv hujayra ma'lum holatda, masalan, to'liq zaryadsizlanganda zaryadlangan deb taxmin qiladi.
2. Termik aniqlash. Jarayonning tugashini aniqlash elementning haroratini kuzatish orqali amalga oshiriladi. Haddan tashqari zaryadlanganda qurilma qizib ketishiga qaramay, harorat ko‘tarilishini aniq o‘lchash qiyin, chunki batareyaning markazi tashqi tomondan ancha issiqroq bo‘ladi.
3. Salbiy delta kuchlanishini aniqlash. NiMH kuchlanish pasayishini aniqlaydi (5 mV). NiMH batareyalarini zaryad qilishdan oldin, "parazit" sensor va boshqa shovqinlar zaryadlashning tugashiga olib kelmasligini ta'minlash uchun bunday pasayishni ishonchli tarzda ushlab turish uchun shovqin filtrlash kiritiladi.

Elementlarning parallel ta'minoti

Batareyalarni parallel zaryadlash jarayon yakunini sifat jihatidan aniqlashni qiyinlashtiradi. Buning sababi shundaki, har bir hujayra yoki paket bir xil qarshilikka ega ekanligiga ishonch hosil qilish mumkin emas va shuning uchun ba'zilari boshqalarga qaraganda ko'proq oqim oladi. Bu shuni anglatadiki, parallel blokdagi har bir chiziq uchun alohida zaryadlash sxemasidan foydalanish kerak. Balanslash orqali, masalan, nazorat parametrlarida ustunlik qiladigan qiymatdagi rezistorlar yordamida NiMH ni qancha oqim zaryad qilish kerakligini aniqlash kerak.

Termistordan foydalanmasdan toʻgʻri zaryadlashni taʼminlash uchun zamonaviy algoritmlar ishlab chiqilgan. Bularqurilmalar Delta V ga o'xshaydi, lekin to'liq zaryadni aniqlash uchun maxsus o'lchash usullariga ega, odatda kuchlanish vaqt oralig'ida va impulslar orasida o'lchanadigan qandaydir tsiklni o'z ichiga oladi. Ko‘p elementli paketlar uchun, agar ular bir xil holatda bo‘lmasa va sig‘imi muvozanatli bo‘lmasa, ular bir vaqtning o‘zida bittadan to‘ldirishi mumkin, bu bosqich tugaganidan darak beradi.

Ularni muvozanatlash uchun bir necha tsikl kerak bo'ladi. Batareya zaryadining oxiriga yetganda, kislorod elektrodlarda hosil bo'la boshlaydi va katalizatorda qayta birlashadi. Yangi kimyoviy reaksiya termistor bilan osongina o'lchanadigan issiqlik hosil qiladi. Bu tezkor tiklash jarayonida jarayonning tugashini aniqlashning eng xavfsiz usuli.

Qayta tiklashning arzon usuli

Bir kechada zaryadlash NiMH batareyasini C/10 darajasida zaryad qilishning eng arzon usuli hisoblanadi, bu soatiga nominal quvvatning 10% dan past. NiMH ni to'g'ri zaryad qilish uchun buni hisobga olish kerak. Shunday qilib, 100 mA / soat batareya 15 soat davomida 10 mA quvvatlanadi. Ushbu usul jarayonning oxiri sensorini talab qilmaydi va to'liq zaryadlashni ta'minlaydi. Zamonaviy hujayralar kislorodni qayta ishlash katalizatoriga ega bo'lib, u elektr toki ta'sirida batareyaning shikastlanishiga yo'l qo'ymaydi.

Zaryadlash tezligi C/10 dan oshsa, bu usuldan foydalanib boʻlmaydi. To'liq reaktsiya uchun zarur bo'lgan minimal kuchlanish haroratga bog'liq (20 daraja haroratda har bir hujayra uchun kamida 1,41V), NiMHni to'g'ri zaryad qilish uchun hisobga olinishi kerak. Uzoq muddatli tiklanish ventilyatsiyaga olib kelmaydi. Batareyani biroz isitadi. Xizmat muddatini saqlab qolish uchun 13 dan 15 soatgacha bo'lgan taymerdan foydalanish tavsiya etiladi. Ni-6-200 zaryadlovchi qurilmasi mikroprotsessorga ega bo'lib, u LED orqali zaryad holati haqida xabar beradi va sinxronizatsiya funksiyasini ham bajaradi.

Tez zaryadlash jarayoni

Taymer yordamida siz C/3.33 ni 5 soat davomida zaryad qilishingiz mumkin. Bu biroz xavfli, chunki avval batareya to'liq zaryadsizlanishi kerak. Bu sodir bo'lmasligiga ishonch hosil qilish usullaridan biri batareyani zaryadlovchi tomonidan avtomatik ravishda zaryadsizlantirishdir, so'ngra 5 soat davomida tiklash jarayoni boshlanadi. Bu usul salbiy batareya xotirasini yaratish imkoniyatini yo'q qilish afzalligiga ega.

Hozirda barcha ishlab chiqaruvchilar bunday zaryadlovchi qurilmalarni ishlab chiqarmaydi, lekin mikroprotsessorli plata, masalan, C/10 /NiMH-NiCad-solar-zaryad-kontroller zaryadlash moslamasida ishlatiladi va zaryadsizlanishni amalga oshirish uchun osongina o'zgartirilishi mumkin. Qisman zaryadlangan batareya quvvatini maqbul vaqt ichida tarqatish uchun quvvat dissipatori talab qilinadi.

Agar harorat monitori ishlatilsa, NiMH batareyalari 1C gacha, boshqacha qilib aytganda, 1,5 soat davomida 100% amper-soat quvvatda zaryadlanishi mumkin. PowerStream batareya zaryadini boshqarish moslamasi buni yanada murakkab algoritmlar uchun kuchlanish va oqimni o'lchashga qodir bo'lgan boshqaruv paneli bilan birgalikda amalga oshiradi. Harorat ko'tarilganda, jarayonni to'xtatish kerak va qachondT/dt qiymati daqiqada 1-2 darajaga o'rnatilishi kerak.

Zaryad tugashini aniqlash uchun -dV signalidan foydalanganda mikroprotsessor boshqaruvidan foydalanadigan yangi algoritmlar mavjud. Amalda ular juda yaxshi ishlaydi, shuning uchun zamonaviy qurilmalar kuchlanishni o'lchash uchun yoqish va o'chirish jarayonlarini o'z ichiga olgan ushbu texnologiyadan foydalanadi.

Adapter xususiyatlari

Muhim masala batareyaning ishlash muddati yoki tizimning umumiy ishlash muddati. Bunday holda ishlab chiqaruvchilar mikroprotsessor boshqaruviga ega qurilmalarni taklif qilishadi.

Mukammal zaryadlovchi uchun algoritm:

1. Yumshoq start. Agar harorat 40 darajadan yuqori yoki noldan past bo'lsa, C/10 dan quvvatlang.
2. Variya. Agar zaryadsizlangan batareya zo'riqishida 1,0 V/hujayradan yuqori bo'lsa, batareyani 1,0 V/hujayragacha zaryadsizlang va keyin tez zaryadlashni davom eting.
3. Tez zaryadlash. 1 gradusda harorat 45 darajaga yetguncha yoki dT to'liq zaryadlanganligini bildiradi.
4. Tez zaryadlash tugagach, toʻliq quvvat olish uchun C/10 da 4 soat quvvatlang.
5. Agar zaryadlangan NiMH batareyaning kuchlanishi 1,78V/hujayragacha koʻtarilsa, ishlashni toʻxtating.
6. Agar tez zaryadlash vaqti uzluksiz 1,5 soatdan oshsa, u toʻxtatiladi.

Nazariy jihatdan qayta zaryadlash batareyani toʻliq zaryad qilish uchun yetarlicha tez, lekin haddan tashqari zaryadlanishning oldini olish uchun yetarlicha sekin zaryadlash tezligidir. Muayyan batareya uchun optimal zaryad tezligini aniqlashTa'riflash biroz qiyin, lekin odatda batareya quvvatining taxminan o'n foizini tashkil etishi qabul qilinadi, masalan, Sanyo 2500 mAh AA NiMH uchun optimal zaryadlash tezligi 250 mA yoki undan past. NiMH batareyalarini to'g'ri zaryad qilish uchun buni hisobga olish kerak.

Batareya shikastlanishi jarayonlari

Batareyaning muddatidan oldin ishdan chiqishining eng keng tarqalgan sababi bu haddan tashqari zaryadlashdir. Ko'pincha uni keltirib chiqaradigan zaryadlovchilarning turlari 5 yoki 8 soat davomida "tezkor zaryadlovchilar" deb ataladi. Bu asboblar bilan bog‘liq muammo shundaki, ularda jarayonni boshqarish mexanizmi yo‘q.

Ularning aksariyati oddiy funksiyalarga ega. Ular belgilangan vaqt davomida (odatda besh yoki sakkiz soat) to'liq tezlikda zaryadlanadi va keyin o'chadi yoki pastroq "qo'lda" tezlikka o'tadi. Agar ular to'g'ri ishlatilsa, unda hamma narsa tartibda. Agar ular noto'g'ri qo'llanilsa, batareya quvvati bir necha usul bilan qisqaradi:

1. Toʻliq zaryadlangan yoki qisman zaryadlangan batareyalar qurilmaga oʻrnatilganda, u buni sezmaydi, shuning uchun u oʻzi uchun moʻljallangan batareyalarni toʻliq zaryad qiladi. Shunday qilib, batareya quvvati pasayadi.
2. Yana bir keng tarqalgan holat - bu davom etayotgan zaryadlash davrini to'xtatishdir. Biroq, bu qayta ulanish bilan kuzatiladi. Afsuski, oldingi zaryad deyarli tugallangan boʻlsa ham, bu toʻliq zaryadlash davrining qayta boshlanishiga olib keladi.

Eng oson yo'liBunday stsenariylarning oldini olish uchun aqlli mikroprotsessor tomonidan boshqariladigan zaryadlovchidan foydalaning. U batareyaning toʻliq zaryadlanganligini aniqlay oladi, soʻngra uning dizayniga qarab toʻliq oʻchiradi yoki toʻliq zaryadlash rejimiga oʻtadi.

iMax B6 aqlli qurilmalar

NiMH iMax-ni zaryad qilish uchun sizga maxsus zaryadlovchi kerak bo'ladi, chunki noto'g'ri usuldan foydalanish batareyani yaroqsiz holga keltirishi mumkin. Ko'pgina foydalanuvchilar iMax B6 ni NiMH zaryadlash uchun eng yaxshi tanlov deb bilishadi. U 15 tagacha batareyalar jarayonini, shuningdek, har xil turdagi batareyalar uchun ko'plab sozlamalar va konfiguratsiyalarni qo'llab-quvvatlaydi. Tavsiya etilgan zaryadlash vaqti 20 soatdan oshmasligi kerak.

Odatda ishlab chiqaruvchi standart NiMH akkumulyatoridan 2000 ta zaryadlash/zaryad qilish davrini kafolatlaydi, lekin bu foydalanish shartlariga qarab farq qilishi mumkin.

Ish algoritmi:

1. NiMH iMax B6 quvvatlanmoqda. To'g'ri ulanishni ta'minlash uchun kabelning oxiridagi shaklni hisobga olgan holda elektr simini qurilmaning chap tomonidagi rozetkaga ulash kerak. Biz uni oxirigacha joylashtiramiz va displeyda ovozli signal va salomlash xabari paydo bo'lganda bosishni to'xtatamiz.
2. Birinchi menyu boʻylab oʻtish va zaryadlanadigan batareya turini tanlash uchun eng chap tarafdagi kumush tugmadan foydalaning. Eng chap tugmani bosish tanlovni tasdiqlaydi. O'ngdagi tugma variantlar bo'ylab harakatlanadi: zaryadlash, tushirish, balans, tez zaryadlash, saqlash vaboshqalar.
3. Ikkita markaziy boshqaruv tugmasi kerakli raqamni tanlashga yordam beradi. Kirish uchun oʻng oʻng tugmani bosish orqali siz ikkita markaziy tugma bilan yana aylanib, enter tugmasini bosib kuchlanish sozlamalariga oʻtishingiz mumkin.
4. Batareyani ulash uchun bir nechta kabellardan foydalaning. Birinchi to'plam laboratoriya simi uskunasiga o'xshaydi. U ko'pincha timsoh kliplari bilan birga keladi. Ulanish uchun rozetkalar qurilmaning o'ng tomonida, pastki qismiga yaqin joylashgan. Ularni aniqlash juda oson. iMax B6 bilan NiMH ni shu tarzda zaryad qilishingiz mumkin.
5. Keyin yopiq halqa hosil qilib, bepul batareya kabelini qizil va qora qisqichlarning oxiriga ulashingiz kerak. Bu biroz xavfli bo'lishi mumkin, ayniqsa foydalanuvchi noto'g'ri sozlamalarni birinchi marta qilgan bo'lsa. Enter tugmasini uch soniya bosib turing. Keyin ekran batareya quvvatini tekshirayotgani haqida xabar berishi kerak, shundan so‘ng foydalanuvchidan rejim sozlamalarini tasdiqlash so‘raladi.
6. Batareya quvvatlanayotganda siz turli rejimlarda zaryadlash jarayoni haqida maʼlumot beruvchi ikkita markaziy tugma yordamida displeydagi turli ekranlar boʻylab harakat qilishingiz mumkin.

Batareya unumdorligini optimallashtirish boʻyicha maslahatlar

Eng standart maslahat - batareyalarni to'liq quritib, keyin ularni qayta zaryadlash. Garchi bu "xotira effekti" ni davolash bo'lsa-da, nikel-kadmiy batareyalarida ehtiyot bo'lish kerak, chunki haddan tashqari zaryadsizlanishi tufayli ularni shikastlash oson, bu esa "qutbning teskari o'zgarishi" va qaytarilmas jarayonlarga olib keladi. Ba'zi hollarda akkumulyator elektronlari ishlab chiqariladisalbiy jarayonlar sodir bo'lishidan oldin o'chib ketishining oldini oladigan tarzda, lekin chiroqlar kabi oddiyroq qurilmalar bunday qilmaydi.

Majburiy:

1. Ularni almashtirishga tayyor boʻling. Nikel-metall gidridli batareyalar abadiy xizmat qilmaydi. Resurs tugagandan so‘ng ular ishlashni to‘xtatadilar.
2. Jarayonni elektron tarzda boshqaradigan va ortiqcha zaryadlanishning oldini oladigan aqlli zaryadlovchini xarid qiling. Bu nafaqat batareyalar uchun yaxshiroq, balki kamroq quvvat sarflaydi.
3. Zaryadlash tugagach, batareyani chiqarib oling. Qurilmada keraksiz vaqt uni zaryad qilish uchun koʻproq reaktiv energiya sarflanayotganini anglatadi, bu esa eskirish va eskirishni oshiradi va koʻproq quvvat sarflaydi.
4. Batareyalarning ishlash muddatini uzaytirish uchun ularni toʻliq quritmang. Aksincha bo'lgan barcha maslahatlarga qaramay, to'liq bo'shatish ularning umrini qisqartiradi.
5. NiMH batareyalarni xona haroratida quruq joyda saqlang.
6. Haddan tashqari issiqlik batareyalarga zarar etkazishi va ularning tez zaryadsizlanishiga olib kelishi mumkin.
7. Batareya quvvati past modeldan foydalanishni oʻylab koʻring.

Shunday qilib, siz chiziq chizishingiz mumkin. Haqiqatan ham, NiMH batareyalari ishlab chiqaruvchilar tomonidan bugungi muhitga ko'proq tayyorlangan va aqlli qurilma yordamida batareyalarni to'g'ri zaryadlash ularning ishlashi va uzoq umr ko'rishini ta'minlaydi.