Aniks-lift.ru

Подъемное оборудование
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Обзор и технические характеристики аккумуляторов Nimh

Обзор и технические характеристики аккумуляторов Nimh

NiMH батареи

Никель-металлогидридные батареи в современном мире используются довольно активно для поддержания работоспособности автономных устройств. Наверное, каждый сталкивался с таким видом аккумуляторов, но не каждый знает, что это никель-металлогидридная батареи.

Такой тип аккумуляторов известен в исполнении ААА и АА – то есть обычные пальчиковые и мизинчиковые батареи с номинальным напряжением 1.2 V. Конечно, есть и более крупные батареи, но «батарейки» пользуются большей популярностью, чем другие изделия, изготовленные по этой технологии.

    • 1.1 Узнай время зарядки своего аккумулятора

    Что такое никель-металлгидридный аккумулятор

    Для начала стоит отметить, что никель-металлгидридный относится к вторичным источникам питания. Он не производит энергию, перед работой требуется подзарядка.

    АКБ

    Состоит он из двух компонентов:

    • анод – гидрид никель-литий или никель-лантан;
    • катод – оксид никеля.

    Также используется электролит для возбуждения системы. Оптимальным электролитом считается гидроксид калия. Это щелочной источник питания по современной классификации.

    Этот тип батарей пришел на смену никель-кадмиевым АКБ. Разработчикам удалось минимизировать недостатки характерные для более ранних типов аккумуляторов. Первые промышленные образцы были поставлены на рынок в конце 80-х годов.

    На данный момент удалось значительно повысить плотность запасаемой энергии в сравнении с первыми прототипами. Некоторые специалисты считают, что предел плотности еще не достигнут.

    Никель-металлогидридные элементы питания в сравнении с другими характерны повышенной емкостью. В отличие от кадмиевых аккумуляторов, в этих не используется кадмий – опасное вещество. Вместе с этим проще решить вопрос утилизации, тем не менее, выбросить отслужившую батарею как лом нельзя.

    Опять же, сравнивая с кадмиевыми АКБ, NiMH, сделанные из никеля, как более экологического металла, быстро набрали популярность. Рассматривая плюсы и минусы, положительной чертой выступает и другой момент – чтобы уменьшить разрядное напряжение, аккумулятор надо полностью разрядить до 1 В. Процедуру повторяют каждые 20 – 30 дней.

    Что до недостатков:

    • в конструкции – десять элементов. Если больше, то со временем батарея бы перегревалась или менялась бы полярность;
    • уступают никель-кадмиевым аналогам в плане диапазона рабочих температур. Чтобы источник питания не потерял своих свойств, его не используют при -10 или при +40°. В остальном диапазоне свойства стабильны;
    • чтобы зарядить изделие, надо специальное зарядное устройство. Батареи быстро нагреваются, поэтому в их конструкции предусмотрены предохранители или температурное реле;
    • высокий саморазряд. Если неправильно хранить АКБ, за месяц она потеряет 20 – 30 % от изначальной емкости.

    Если часто разряжать и заряжать источник питания, в его корпусе будут проходить необратимые реакции. Изменение объема кристаллической решетки приведет к снижению уровня электролита, вместе с этим повысится внутреннее сопротивление.

    Также учитывают, что параметры изделия во многом зависят от того, по какой технологии обрабатывался сплав «минусового» электрода, какова его текстура и состав. Металл, из которого делают сплавы, важен, и покупатели должны это учитывать.

    Методы заряда

    Зарядка производится электрическим током при напряжении на элементе до 1,4—1,6 В. Напряжение на полностью заряженном элементе без нагрузки составляет 1,4 В. Напряжение при нагрузке меняется от 0,9 до 1,4 В. Напряжение без нагрузки на полностью разряженном аккумуляторе составляет 1,0—1,1 В (дальнейшая разрядка может испортить элемент). Для зарядки аккумулятора используется постоянный или импульсный ток с кратковременными отрицательными импульсами (для предотвращения эффекта «памяти», метод заряда аккумуляторов переменным асимметричным током). [ источник не указан 1043 дня ]

    Контроль окончания заряда по изменению напряжения

    Одним из методов определения окончания заряда является метод -ΔV. На изображении показан график напряжения на элементе при заряде. Зарядное устройство заряжает аккумулятор постоянным током. После того, как аккумулятор полностью заряжен, напряжение на нём начинает падать. Эффект наблюдается только при достаточно больших токах зарядки (0,5C — 1C). Зарядное устройство должно определить это падение и выключить зарядку.

    Существует ещё так называемый «inflexion» — метод определения окончания быстрой зарядки. Суть метода заключается в том, что анализируется не максимум напряжения на аккумуляторе, а изменение производной напряжения по времени. То есть быстрая зарядка прекратится в тот момент, когда скорость роста напряжения будет минимальной. Это позволяет завершить фазу быстрой зарядки раньше, когда температура аккумулятора ещё не успела значительно подняться. Однако метод требует измерения напряжения с большей точностью и некоторых математических вычислений (вычисления производной и цифровой фильтрации полученного значения).

    Контроль окончания заряда по изменению температуры

    При зарядке элемента постоянным током бóльшая часть электрической энергии преобразуется в химическую энергию. Когда аккумулятор полностью заряжен, то подводимая электрическая энергия будет преобразовываться в тепло. При достаточно большом зарядном токе можно определить окончание заряда по резкому увеличению температуры элемента, установив датчик температуры аккумулятора. Максимальная допустимая температура аккумулятора — +60 °C.

    Расчёт времени заряда

    Для расчёта времени заряда аккумулятора используется следующая формула: t = 1.3*(ёмкость аккумулятора / ток заряда)

    Особенности сверхбыстрой зарядки

    Существует ещё одно важное понятие восстановления ёмкости Ni-MH батарей – сверхбыстрая зарядка. Которая не только быстро восстанавливает источник питания, но и продлевает его эксплуатационный срок. Связано это с одной интересной особенностью Ni-MH аккумуляторов.

    Металлогидридные источники питания можно заряжать повышенными токами, но только по достижению 70% ёмкости. Если пропустить этот момент, то завышенный параметр силы тока приведёт только к быстрому разрушению аккумулятора. К сожалению, производители ЗУ считают установку подобных контролирующих узлов на свои изделия слишком затратной, и используют более простую быструю зарядку.

    Удобные пальчиковые источники питания

    Проводить сверхбыструю зарядку следует только на новых батареях. Повышенные токи приводят к быстрому нагреву, следующей стадией которого становится открытие запорного клапана давления. После открытия запорного клапана, никелевый аккумулятор не подлежит восстановлению.

    «Тренируем» батареи

    Из-за вышеупомянутого «эффекта памяти» никель-металлогидридные батареи сразу после покупки должны быть подвергнуты так называемой «тренировке». То есть первые 5-6 раз их необходимо полностью разрядить и зарядить. Только после этого они приобретают номинальную указанную емкость. Поэтому рекомендуется потратить определенное время, чтобы «подготовить» новые аккумуляторы к игре.

    Но это касается только высококачественных недешевых аккумуляторов. Недорогим «нонейм» моделям нередко необходимо несколько десятков циклов зарядки, чтобы выйти на полную емкость.

    Методы заряда

    Зарядка производится электрическим током при напряжении на элементе до 1,4 — 1,6 В. Напряжение на полностью заряженном элементе без нагрузки составляет 1,4 В. Напряжение при нагрузке меняется от 1,4 до 0,9 В. Напряжение без нагрузки на полностью разряженном аккумуляторе составляет 1,0 — 1,1 В (дальнейшая разрядка может испортить элемент). Для зарядки аккумулятора используется постоянный или импульсный ток с кратковременными отрицательными импульсами (для восстановления эффекта «памяти», метод «FLEX Negative Pulse Charging» или «Reflex Charging»).

    Контроль окончания заряда по изменению напряжения

    Одним из методов определения окончания заряда является метод -ΔV. На изображении показан график напряжения на элементе при заряде. Зарядное устройство заряжает аккумулятор постоянным током. После того, как аккумулятор полностью заряжен, напряжение на нём начинает падать. Эффект наблюдается только при достаточно больших токах зарядки (0,5С..1С). Зарядное устройство должно определить это падение и выключить зарядку.

    Существует ещё так называемый «inflexion» — метод определения окончания быстрой зарядки. Суть метода заключается в том, что анализируется не максимум напряжения на аккумуляторе, а максимум производной напряжения по времени. То есть быстрая зарядка прекратится в тот момент, когда скорость роста напряжения будет максимальной. Это позволяет завершить фазу быстрой зарядки раньше, когда температура аккумулятора еще не успела значительно подняться. Однако метод требует измерения напряжения с большей точностью и некоторых математических вычислений (вычисления производной и цифровой фильтрации полученного значения).

    Контроль окончания заряда по изменению температуры

    При зарядке элемента постоянным током бóльшая часть электрической энергии преобразуется в химическую энергию. Когда аккумулятор полностью заряжен, то подводимая электрическая энергия будет преобразовываться в тепло. При достаточно большом зарядном токе можно определить окончание заряда по резкому увеличению температуры элемента, установив датчик температуры аккумулятора. Максимальная допустимая температура аккумулятора 60°С.

    голоса
    Рейтинг статьи
    Читайте так же:
    Инструмент позволяет разбрызгивать краску
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector