NiMH significa hidrur metàl·lic de níquel. La càrrega adequada és clau per mantenir el rendiment i la longevitat. Necessites conèixer aquesta tecnologia per carregar NiMH. La recuperació de cèl·lules NiMH és un procés força complicat, perquè el pic de tensió i la caiguda posterior són més petits i, per tant, els indicadors són més difícils de determinar. La sobrecàrrega provoca un sobreescalfament i un dany a la cèl·lula, després de la qual cosa es perd la capacitat, la qual cosa provoca una pèrdua de funcionalitat.
Disseny i principi de funcionament
La bateria és un dispositiu electroquímic en el qual l'energia elèctrica es converteix i s'emmagatzema en forma química. L'energia química es converteix fàcilment en energia elèctrica. NiMH funciona segons el principi d'absorbir, alliberar i transportar hidrogen dins de dos elèctrodes.
Les bateries NiMH consten de dues tires metàl·liques que actuen com a elèctrodes positius i negatius, i un separador de làmines aïllants entre elles. Aquest "entrepà" d'energia s'enrotlla i es col·loca en una bateria juntament amb el líquidelectròlit. L'elèctrode positiu normalment consisteix en níquel, l'elèctrode negatiu d'hidrur metàl·lic. D'aquí el nom "NiMH" o "hidrur metàl·lic de níquel".
Avantatges:
- Conté menys toxines i és respectuós amb el medi ambient i reciclable.
- L'efecte de memòria és superior al de Ni-Cad.
- Molt més segur que les bateries de liti.
Defectes:
- La descàrrega profunda escurça la vida útil i genera calor durant la càrrega ràpida i la càrrega elevada.
- L'autodescàrrega és més alta en comparació amb altres bateries i s'ha de tenir en compte abans de carregar NiMH.
- Es requereix un alt nivell de manteniment. La bateria ha d'estar completament descarregada per evitar la formació de cristalls durant la càrrega.
- Més cara que la bateria Ni-Cad.
Característiques de la càrrega/descàrrega
La pila de níquel-hidrur metàl·lic té moltes característiques semblants al NiCd, com ara la corba de descàrrega (amb càrrega addicional) que pot acceptar la bateria. És intolerant que la sobrecàrrega provoqui una degradació de la capacitat, que és un problema important per als dissenyadors de carregadors.
Especificacions actuals necessàries per carregar correctament una bateria de NiMH:
- La tensió nominal és d'1,2 V.
- Energia específica: 60-120 Wh/kg.
- Densitat energètica: 140-300 Wh/kg.
- Potència específica: 250-1000 W/kg.
- Eficiència de càrrega/descàrrega -90%.
L'eficiència de càrrega de les bateries de níquel oscil·la entre el 100% i el 70% de la capacitat total. Inicialment hi ha un lleuger augment de la temperatura, però més tard, quan augmenta el nivell de càrrega, l'eficiència baixa, generant calor, que cal tenir en compte abans de carregar NiMH.
Quan una bateria NiCD es descarrega a una tensió mínima determinada i després es carrega, cal tenir cura de reduir l'efecte condicionant (aproximadament cada 10 cicles de càrrega/descàrrega), en cas contrari començarà a perdre capacitat. Per a NiMH, aquest requisit no és necessari perquè l'efecte és insignificant.
No obstant això, aquest procés de recuperació també és convenient per als dispositius de NiMH, es recomana tenir-ho en compte abans de carregar bateries de NiMH. El procés es repeteix de tres a cinc vegades abans que arribin a plena capacitat. El procés de condicionament de les bateries recarregables garanteix que durin molts anys.
Mètodes de recuperació de NiMH
Hi ha diversos mètodes de càrrega que es poden utilitzar amb bateries de NiMH. Ells, com els NiCd, requereixen una font de corrent constant. La velocitat sol indicar-se al cos cel·lular. No ha de superar els estàndards tecnològics. Els límits dels límits de càrrega estan clarament regulats pels fabricants. Abans d'utilitzar les bateries, heu de saber clarament amb quin corrent carregar les bateries NiMH. Hi ha diversos mètodes que s'utilitzen per evitar errors:
- Càrrega amb temporitzador. Ús del temps perdeterminar el final del procés és la manera més fàcil. Sovint s'incorpora un temporitzador electrònic al dispositiu, tot i que molts dispositius no tenen aquesta funció. L'enfocament suposa que la cèl·lula està carregada des d'un estat conegut, com ara quan està completament descarregada.
- Detecció tèrmica. La determinació del final del procés es realitza mitjançant el seguiment de la temperatura de l'element. Tot i que el dispositiu s'escalfarà quan es sobrecarrega, és difícil mesurar amb precisió l'augment de la temperatura, ja que el centre de la bateria serà molt més calent que l'exterior.
- Detecció de tensió delta negativa. NiMH detecta caiguda de tensió (5 mV). Abans de carregar les bateries de NiMH, s'introdueix el filtratge de soroll per capturar de manera fiable aquesta caiguda per assegurar-se que el sensor "paràsit" i altres sorolls no condueixin al final de la càrrega.
Subministrament paral·lel d'elements
La càrrega paral·lela de bateries dificulta la determinació qualitativa del final del procés. Això es deu al fet que no es pot estar segur que cada cel·la o paquet tingui la mateixa resistència i, per tant, algunes consumiran més corrent que altres. Això vol dir que s'ha d'utilitzar un circuit de càrrega independent per a cada línia de la unitat paral·lela. S'hauria d'establir la quantitat de corrent per carregar el NiMH equilibrant, per exemple, utilitzant resistències de tal valor que dominen els paràmetres de control.
S'han desenvolupat algorismes moderns per garantir una càrrega precisa sense l'ús d'un termistor. AquestsEls dispositius són similars al Delta V, però tenen mètodes de mesura especials per detectar la càrrega completa, normalment implicant algun tipus de cicle on la tensió es mesura durant un interval de temps i entre polsos. Per als paquets de diversos elements, si no estan en el mateix estat i no tenen una capacitat equilibrada, es poden omplir d'un en un, indicant el final d'una etapa.
Tregaran diversos cicles per equilibrar-los. Quan la bateria arriba al final de la seva càrrega, l'oxigen comença a formar-se als elèctrodes i es recombina al catalitzador. La nova reacció química crea calor que es pot mesurar fàcilment amb un termistor. Aquesta és la manera més segura de detectar el final d'un procés durant una restauració ràpida.
Manera barata de regenerar
La càrrega durant la nit és la manera més barata de carregar una bateria de NiMH a C/10, que està per sota del 10% de la capacitat nominal per hora. Això s'ha de tenir en compte per carregar correctament NiMH. Així, una bateria de 100 mAh es carregarà a 10 mA durant 15 hores. Aquest mètode no requereix cap sensor de final de procés i proporciona una càrrega completa. Les cèl·lules modernes tenen un catalitzador de reciclatge d'oxigen que evita danys a la bateria quan s'exposen al corrent elèctric.
Aquest mètode no es pot utilitzar si la velocitat de càrrega és superior a C/10. La tensió mínima necessària per a una reacció completa depèn de la temperatura (almenys 1,41 V per cèl·lula a 20 graus), que s'ha de tenir en compte per carregar correctament NiMH. La recuperació prolongada no provoca ventilació. Escalfa lleugerament la bateria. Per preservar la vida útil, es recomana utilitzar un temporitzador amb un interval de 13 a 15 hores. El carregador Ni-6-200 té un microprocessador que informa de l'estat de càrrega mitjançant un LED i també realitza una funció de sincronització.
Procés de càrrega ràpida
Usant el temporitzador, podeu carregar el C/3.33 durant 5 hores. Això és una mica arriscat, ja que primer s'ha de descarregar completament la bateria. Una manera d'assegurar-se que això no succeeixi és descarregar automàticament la bateria mitjançant el carregador, que després inicia el procés de recuperació durant 5 hores. Aquest mètode té l'avantatge d'eliminar qualsevol possibilitat de crear una memòria negativa de la bateria.
Actualment, no tots els fabricants produeixen aquests carregadors, però la placa del microprocessador s'utilitza, per exemple, al carregador del controlador de càrrega solar C/10 /NiMH-NiCad i es pot modificar fàcilment per realitzar una descàrrega. Caldrà un dissipador d'energia per dissipar l'energia d'una bateria parcialment carregada en un període de temps raonable.
Si s'utilitza un monitor de temperatura, les bateries de NiMH es poden carregar fins a 1C, és a dir, una capacitat del 100% d'amplhora durant 1,5 hores. El controlador de càrrega de la bateria PowerStream ho fa juntament amb un tauler de control capaç de mesurar la tensió i el corrent per a algorismes més complexos. Quan la temperatura puja, s'ha d'aturar el procés, i quanEl valor dT/dt s'ha d'establir en 1-2 graus per minut.
Hi ha algorismes nous que utilitzen el control del microprocessador quan s'utilitzen el senyal -dV per determinar el final de la càrrega. A la pràctica, funcionen molt bé, per això els dispositius moderns utilitzen aquesta tecnologia, que inclou processos d'encesa i apagat per mesurar la tensió.
Especificacions de l'adaptador
Un problema important és la durada de la bateria, o el cost total de la vida útil del sistema. En aquest cas, els fabricants ofereixen dispositius amb control de microprocessador.
Algorisme per al carregador perfecte:
- Arrencada suau. Si la temperatura és per sobre dels 40 graus o per sota de zero, comença carregant C/10.
- Opció. Si la tensió de la bateria descarregada és superior a 1,0 V/cel·la, descarregueu la bateria a 1,0 V/cel·la i, a continuació, procediu a la càrrega ràpida.
- Càrrega ràpida. A 1 grau fins que la temperatura arribi als 45 graus o dT indica una càrrega completa.
- Un cop finalitzada la càrrega ràpida, carregueu a C/10 durant 4 hores per garantir una càrrega completa.
- Si la tensió d'una bateria NiMH carregada puja a 1,78 V/cel·la, atura el funcionament.
- Si el temps de càrrega ràpida supera 1,5 hores sense interrupció, s'aturarà.
Teòricament, la recàrrega és una velocitat de càrrega prou ràpida per mantenir la bateria completament carregada, però prou lenta per evitar la sobrecàrrega. Determinació de la velocitat de recàrrega òptima per a una bateria determinadauna mica difícil de descriure, però generalment s'accepta que és al voltant del deu per cent de la capacitat de la bateria, per exemple, per a Sanyo 2500 mAh AA NiMH, la velocitat de recàrrega òptima és de 250 mA o inferior. S'ha de tenir en compte per carregar correctament les bateries de NiMH.
Processos de danys a la bateria
La causa més freqüent de fallada prematura de la bateria és la sobrecàrrega. Els tipus de carregadors que més sovint el provoquen són els anomenats "carregadors ràpids" durant 5 o 8 hores. El problema d'aquests instruments és que realment no tenen un mecanisme de control de processos.
La majoria tenen una funcionalitat senzilla. Es carreguen a tota velocitat durant un període de temps determinat (generalment cinc o vuit hores) i després s'apaguen o canvien a una velocitat "manual" inferior. Si s'utilitzen correctament, tot està en ordre. Si s'apliquen incorrectament, la durada de la bateria s'escurçarà de diverses maneres:
- Quan s'introdueixen bateries totalment carregades o parcialment carregades al dispositiu, no les detecta, de manera que carrega completament les bateries per a les quals va ser dissenyat. Per tant, la capacitat de la bateria baixa.
- Una altra situació habitual és interrompre el cicle de càrrega en curs. Tanmateix, això va seguit d'una reconnexió. Malauradament, això fa que es reiniciï un cicle de càrrega complet, encara que el cicle anterior estigui gairebé complet.
La manera més fàcilPer evitar aquests escenaris, utilitzeu un carregador intel·ligent controlat per microprocessador. Pot detectar quan la bateria està completament carregada i després, segons el seu disseny, apagar-se completament o canviar al mode de càrrega continua.
dispositius intel·ligents iMax B6
Per carregar el NiMH iMax, necessitareu un carregador dedicat, ja que utilitzar un mètode incorrecte pot inutilitzar la bateria. Molts usuaris consideren que l'iMax B6 és la millor opció per carregar NiMH. Admet el procés de fins a 15 bateries de cel·les, així com molts paràmetres i configuracions per a diferents tipus de bateries. El temps de càrrega recomanat no ha de superar les 20 hores.
Normalment, el fabricant garanteix 2.000 cicles de càrrega/descàrrega amb una bateria de NiMH estàndard, tot i que això pot variar segons les condicions d'ús.
Algorisme de treball:
- Càrrega NiMH iMax B6. Cal connectar el cable d'alimentació a la presa del costat esquerre del dispositiu, tenint en compte la forma de l'extrem del cable per assegurar-se que es fa la connexió correcta. L'inserim fins i tot i deixem de prémer quan apareix un senyal de so i un missatge de benvinguda a la pantalla.
- Feu servir el botó platejat de l'extrem esquerre per desplaçar-vos pel primer menú i seleccionar el tipus de bateria que voleu carregar. Prement el botó de l'extrem esquerre confirmarà la selecció. El botó de la dreta es desplaçarà per les opcions: càrrega, descàrrega, balanç, càrrega ràpida, emmagatzematge i altres.
- Dos botons de control central us ajudaran a seleccionar el número desitjat. Si premeu el botó de l'extrem dret per entrar, podeu anar a la configuració de tensió desplaçant-vos de nou amb els dos botons centrals i prement Intro.
- Utilitzeu diversos cables per connectar la bateria. El primer conjunt sembla un equip de filferro de laboratori. Sovint ve inclòs amb pinces de cocodril. Els endolls per a la connexió es troben al costat dret del dispositiu a prop de la part inferior. Són prou fàcils de detectar. Així és com podeu carregar NiMH amb iMax B6.
- A continuació, heu de connectar el cable de la bateria lliure a l'extrem de les pinces vermelles i negres, creant un bucle tancat. Això pot ser una mica arriscat, sobretot si l'usuari fa la configuració incorrecta per primera vegada. Manteniu premut el botó d'entrada durant tres segons. Aleshores, la pantalla hauria d'informar que està comprovant la bateria, després de la qual cosa es demanarà a l'usuari que confirmi la configuració del mode.
- Mentre la bateria s'està carregant, podeu desplaçar-vos per les diferents pantalles de la pantalla mitjançant els dos botons centrals que proporcionen informació sobre el procés de càrrega en diferents modes.
Consells per optimitzar el rendiment de la bateria
El consell més habitual és esgotar completament les piles i després recarregar-les. Tot i que es tracta d'un tractament de l'"efecte memòria", s'ha de tenir cura en les bateries de níquel-cadmi, ja que és fàcil fer-les malbé per sobre-descàrrega, la qual cosa provoca "inversió de pols" i processos irreversibles. En alguns casos, es fabriquen l'electrònica de la bateriad'una manera que evita processos negatius tancant-se abans que passin, però els dispositius més senzills com les llanternes no ho fan.
Requerit:
- Esteu preparat per substituir-los. Les bateries de níquel-hidrur metàl·lic no duren per sempre. Un cop finalitzat el recurs, deixaran de funcionar.
- Compreu un carregador intel·ligent que controli electrònicament el procés i eviti la sobrecàrrega. Això no només és millor per a les bateries, sinó que també consumeix menys energia.
- Traieu la bateria quan s'hagi completat la recàrrega. El temps innecessari al dispositiu significa que s'utilitza més energia del raig per carregar-lo, augmentant així el desgast i utilitzant més energia.
- No esgoti les piles completament per allargar-ne la vida útil. Malgrat tots els consells contraris, una descàrrega completa escurçarà la seva vida.
- Emmagatzema les bateries NiMH a temperatura ambient en un lloc sec.
- L'excés de calor pot danyar les bateries i fer que s'esgotin ràpidament.
- Penseu en utilitzar un model de bateria baixa.
Així, podeu dibuixar una línia. De fet, les bateries de NiMH estan més preparades pel fabricant per a l'entorn actual, i carregar correctament les bateries amb un dispositiu intel·ligent garantirà el seu rendiment i longevitat.
