NiMH on lyhenne sanoista Nickel Metal Hydride. Oikea lataus on avain suorituskyvyn ja pitkäikäisyyden ylläpitämiseen. Sinun on tunnettava tämä tekniikka, jotta voit ladata NiMH:n. NiMH-kennojen t alteenotto on melko monimutkainen prosessi, koska jännitehuippu ja sitä seuraava pudotus ovat pienempiä ja siksi indikaattoreita on vaikeampi määrittää. Ylilataus johtaa ylikuumenemiseen ja kennon vaurioitumiseen, minkä jälkeen kapasiteetti menetetään, mikä johtaa toiminnan menetykseen.
Suunnittelu ja toimintaperiaate
Akku on sähkökemiallinen laite, jossa sähköenergia muunnetaan ja varastoidaan kemiallisessa muodossa. Kemiallinen energia muuttuu helposti sähköenergiaksi. NiMH toimii periaatteella, että se absorboi, vapauttaa ja kuljettaa vetyä kahden elektrodin sisällä.
NiMH-akut koostuvat kahdesta metalliliuskasta, jotka toimivat positiivisina ja negatiivisina elektrodeina, ja niiden välissä olevasta eristävästä kalvoerottimesta. Tämä energia "sandwich" kääritään ja asetetaan akkuun nesteen mukanaelektrolyyttiä. Positiivinen elektrodi koostuu yleensä nikkelistä, negatiivinen elektrodi metallihydridistä. Tästä johtuu nimi "NiMH" tai "nikkelimetallihydridi".
Edut:
- Sisältää vähemmän myrkkyjä ja on ympäristöystävällinen ja kierrätettävä.
- Muistitehoste on suurempi kuin Ni-Cad.
- Paljon turvallisempi kuin litiumakut.
Epäkohdat:
- Syväpurkaus lyhentää käyttöikää ja tuottaa lämpöä pikalatauksen ja suuren kuormituksen aikana.
- Itsepurkautuminen on muita akkuja suurempi, ja se on otettava huomioon ennen NiMH:n lataamista.
- Tarvitaan korkeatasoinen huolto. Akun on oltava täysin tyhjä, jotta estetään kiteiden muodostuminen latauksen aikana.
- Kallimpi kuin Ni-Cad-akku.
Latauksen/purkauksen ominaisuudet
Nikkelimetallihydridikennossa on monia NiCd:n k altaisia ominaisuuksia, kuten purkauskäyrä (lisälatauksella), jonka akku kestää. Se ei siedä ylilatausta, joka aiheuttaa kapasiteetin heikkenemistä, mikä on suuri ongelma laturien suunnittelijoille.
Nykyiset tekniset tiedot NiMH-akun lataamiseksi oikein:
- Nimellisjännite on 1,2 V.
- Ominaisenergia - 60-120 Wh/kg.
- Energian tiheys - 140-300 Wh/kg.
- Ominaisteho - 250-1000 W/kg.
- Latauksen/purkauksen tehokkuus -90 %
Nikkeliakkujen latausteho on 100–70 % täydestä kapasiteetista. Aluksi lämpötila nousee hieman, mutta myöhemmin lataustason noustessa hyötysuhde laskee, jolloin syntyy lämpöä, mikä on otettava huomioon ennen NiMH:n lataamista.
Kun NiCD-akku puretaan tiettyyn minimijännitteeseen ja sitten ladataan, on huolehdittava käsittelyvaikutuksen vähentämisestä (noin 10 lataus-/purkausjakson välein), muuten se alkaa menettää kapasiteettia. NiMH:n os alta tätä vaatimusta ei vaadita, koska vaikutus on mitätön.
Tällainen palautusprosessi on kuitenkin kätevä myös NiMH-laitteille, joten on suositeltavaa harkita sitä ennen NiMH-akkujen lataamista. Prosessi toistetaan kolmesta viiteen kertaan ennen kuin ne saavuttavat täyden kapasiteetin. Ladattavien akkujen käsittelyprosessi varmistaa, että ne kestävät useita vuosia.
NiMH-palautusmenetelmät
NiMH-akkujen kanssa voidaan käyttää useita lataustapoja. Ne, kuten NiCds, vaativat jatkuvan virtalähteen. Nopeus ilmoitetaan yleensä solun rungossa. Se ei saa ylittää teknisiä standardeja. Latausrajojen rajat ovat valmistajan selkeästi säätelemiä. Ennen akkujen käyttöä sinun on tiedettävä selvästi, millä virralla NiMH-akkuja ladataan. On olemassa useita menetelmiä, joita käytetään estämään epäonnistuminen:
- Lataus ajastimella. Ajan käyttöprosessin lopun määrittäminen on helpoin tapa. Usein laitteeseen on sisäänrakennettu elektroninen ajastin, vaikka monissa laitteissa tätä ominaisuutta ei ole. Lähestymistapa olettaa, että kenno on ladattu tunnetusta tilasta, esimerkiksi kun se on täysin tyhjä.
- Lämpötunnistus. Prosessin päättymisen määrittäminen tapahtuu seuraamalla elementin lämpötilaa. Vaikka laite lämpenee yliladattuna, lämpötilan nousua on vaikea mitata tarkasti, koska akun keskiosa on paljon kuumempi kuin sen ulkopuolella.
- Negatiivisen kolmiojännitteen tunnistus. NiMH havaitsee jännitehäviön (5 mV). Ennen NiMH-akkujen lataamista otetaan käyttöön kohinan suodatus, jolla varmistetaan, että "parasiittiset" anturit ja muut äänet eivät johda latauksen päättymiseen.
Elementtien rinnakkaistarjonta
Akkujen rinnakkaislataus vaikeuttaa prosessin päättymisen laadullista määrittämistä. Tämä johtuu siitä, että ei voi olla varma, että jokaisella kennolla tai paketilla on sama vastus, ja siksi jotkut ottavat enemmän virtaa kuin toiset. Tämä tarkoittaa, että rinnakkaisyksikön jokaiselle linjalle on käytettävä erillistä latauspiiriä. On määritettävä, kuinka paljon virtaa NiMH ladataan tasapainottamalla esimerkiksi käyttämällä sen arvoisia vastuksia, että ne hallitsevat ohjausparametreja.
Nykyaikaiset algoritmit on kehitetty varmistamaan tarkan latauksen ilman termistoria. Nämälaitteet ovat samanlaisia kuin Delta V, mutta niillä on erityisiä mittausmenetelmiä täyden latauksen havaitsemiseksi, yleensä jonkinlaiseen jaksoon, jossa jännite mitataan aikavälillä ja pulssien välillä. Jos monielementtiset paketit eivät ole samassa tilassa ja niiden kapasiteetti ei ole tasapainossa, ne voivat täyttyä yksi kerrallaan, mikä merkitsee vaiheen päättymistä.
Niiden tasapainottaminen kestää useita jaksoja. Kun akku saavuttaa latauksensa lopun, happea alkaa muodostua elektrodeissa ja yhdistyä uudelleen katalyytissä. Uusi kemiallinen reaktio synnyttää lämpöä, jota voidaan helposti mitata termistorilla. Tämä on turvallisin tapa havaita prosessin loppu pikapalautuksen aikana.
Halpa tapa uudistua
Yön lataus on halvin tapa ladata NiMH-akku nopeudella C/10, joka on alle 10 % nimelliskapasiteetista tunnissa. Tämä on otettava huomioon, jotta NiMH voidaan ladata oikein. Joten 100 mAh akku latautuu 10 mA:lla 15 tunnin ajan. Tämä menetelmä ei vaadi prosessin lopputunnistinta ja tarjoaa täyden latauksen. Nykyaikaisissa kennoissa on hapen kierrätyskatalysaattori, joka estää akun vaurioitumisen, kun se altistuu sähkövirralle.
Tätä menetelmää ei voi käyttää, jos latausnopeus on yli C/10. Täydelliseen reaktioon vaadittava vähimmäisjännite riippuu lämpötilasta (vähintään 1,41 V kennoa kohden 20 asteessa), mikä on otettava huomioon NiMH:n lataamiseksi oikein. Pitkäaikainen toipuminen ei aiheuta ilmanvaihtoa. Se lämmittää akkua hieman. Käyttöiän säilyttämiseksi on suositeltavaa käyttää ajastinta, jonka toiminta-alue on 13-15 tuntia. Ni-6-200-laturissa on mikroprosessori, joka ilmoittaa lataustilan LED-valolla ja suorittaa myös synkronointitoiminnon.
Nopea lataus
Ajastimen avulla voit ladata C/3.33:a 5 tuntia. Tämä on hieman riski altista, koska akku on ensin tyhjennettävä kokonaan. Yksi tapa varmistaa, että näin ei tapahdu, on purkaa akku automaattisesti laturilla, joka sitten käynnistää palautumisprosessin 5 tunnin ajan. Tämän menetelmän etuna on se, että se eliminoi negatiivisen akkumuistin luomisen.
Tällä hetkellä kaikki valmistajat eivät tuota tällaisia latureita, mutta mikroprosessorikorttia käytetään esimerkiksi C/10 /NiMH-NiCad-solar-charge-controller -laturissa ja sitä voidaan helposti muokata purkamaan. Tehonpoistolaitetta tarvitaan hajottamaan osittain ladatun akun energia kohtuullisessa ajassa.
Lämpötilamittaria käytettäessä NiMH-akkuja voidaan ladata jopa 1 C:ssa, toisin sanoen 100 % ampeerituntikapasiteetilla 1,5 tunnin ajan. PowerStream-akun latausohjain tekee tämän yhdessä ohjauskortin kanssa, joka pystyy mittaamaan jännitettä ja virtaa monimutkaisempia algoritmeja varten. Kun lämpötila nousee, prosessi on lopetettava ja milloindT/dt-arvo tulee asettaa arvoon 1-2 astetta minuutissa.
On olemassa uusia algoritmeja, jotka käyttävät mikroprosessoriohjausta käytettäessä -dV-signaalia latauksen päättymisen määrittämiseen. Käytännössä ne toimivat erittäin hyvin, minkä vuoksi nykyaikaiset laitteet käyttävät tätä tekniikkaa, joka sisältää päälle- ja poiskytkentäprosesseja jännitteen mittaamiseen.
Sovittimen tiedot
Tärkeä ongelma on akun kesto tai järjestelmän käyttöiän kokonaiskustannukset. Tässä tapauksessa valmistajat tarjoavat laitteita mikroprosessoriohjauksella.
Algoritmi täydelliseen laturiin:
- Pehmeä aloitus. Jos lämpötila on yli 40 astetta tai alle nollan, aloita lataamalla C/10.
- Vaihtoehto. Jos tyhjentyneen akun jännite on yli 1,0 V/kenno, pura akku 1,0 V/kenno ja jatka sitten pikalataukseen.
- Nopea lataus. 1 asteessa, kunnes lämpötila saavuttaa 45 astetta tai dT ilmaisee täyteen latauksen.
- Kun pikalataus on valmis, lataa C/10 4 tunnin ajan varmistaaksesi täyden latauksen.
- Jos ladatun NiMH-akun jännite nousee arvoon 1,78 V/kenno, lopeta toiminta.
- Jos pikalatausaika ylittää 1,5 tuntia keskeytyksettä, se keskeytyy.
Teoriassa lataus on latausnopeus, joka on riittävän nopea pitämään akun täyteen ladattuna, mutta riittävän hidas ylilatauksen välttämiseksi. Tietyn akun optimaalisen latausnopeuden määrittäminenhieman vaikea kuvailla, mutta on yleisesti hyväksyttyä, että se on noin kymmenen prosenttia akun kapasiteetista, esimerkiksi Sanyon 2500 mAh AA NiMH:n optimaalinen latausnopeus on 250 mA tai pienempi. Se on otettava huomioon, jotta NiMH-akut voidaan ladata oikein.
Akun vaurioitumisprosessit
Yleisin syy ennenaikaiseen akun vikaantumiseen on ylilataus. Laturityypit, jotka useimmiten aiheuttavat sen, ovat niin sanotut "pikalaturit" 5 tai 8 tunnin ajaksi. Näiden instrumenttien ongelmana on, että niissä ei oikeastaan ole prosessinohjausmekanismia.
Useimmissa niistä on yksinkertainen toiminnallisuus. Ne latautuvat täydellä nopeudella tietyn ajan (yleensä viisi tai kahdeksan tuntia) ja sitten sammuvat tai vaihtavat pienempään "manuaaliseen" nopeuteen. Jos niitä käytetään oikein, kaikki on kunnossa. Jos niitä käytetään väärin, akun käyttöikä lyhenee useilla tavoilla:
- Kun täyteen tai osittain ladatut akut asetetaan laitteeseen, se ei tunnista sitä, joten se lataa täyteen akut, joihin se on suunniteltu. Joten akun kapasiteetti laskee.
- Toinen yleinen tilanne on käynnissä olevan latausjakson keskeyttäminen. Tätä seuraa kuitenkin uudelleenkytkentä. Valitettavasti tämä käynnistää täyden latausjakson uudelleen, vaikka edellinen jakso olisi melkein valmis.
Helppoin tapaVältä nämä skenaariot käyttämällä älykästä mikroprosessoriohjattua laturia. Se voi havaita, kun akku on latautunut täyteen, ja sitten - suunnittelusta riippuen - joko sammuttaa kokonaan tai siirtyä valumalataustilaan.
iMax B6 -älylaitteet
NiMH iMaxin lataamiseksi tarvitset erillisen laturin, koska väärän menetelmän käyttäminen voi tehdä akun hyödyttömäksi. Monien käyttäjien mielestä iMax B6 on paras valinta NiMH-lataukseen. Se tukee jopa 15 pariston käsittelyä sekä monia asetuksia ja kokoonpanoja erityyppisille akuille. Suositeltu latausaika ei saa ylittää 20 tuntia.
Yleensä valmistaja takaa 2000 lataus-/purkausjaksoa tavallisella NiMH-akulla, vaikka tämä saattaa vaihdella käyttöolosuhteiden mukaan.
Toimiva algoritmi:
- Lataa NiMH iMax B6. Virtajohto on kytkettävä laitteen vasemmalla puolella olevaan pistorasiaan ottaen huomioon kaapelin pään muoto oikean liitännän varmistamiseksi. Asetamme sen kokonaan sisään ja lopetamme painamisen, kun näyttöön tulee äänimerkki ja tervetuloviesti.
- Voit selata ensimmäistä valikkoa ja valita ladattavan akun tyypin vasemmassa reunassa olevalla hopeapainikkeella. Vasemmanpuoleisen painikkeen painaminen vahvistaa valinnan. Oikealla oleva painike selaa vaihtoehtoja: lataus, purkaus, tasapaino, pikalataus, tallennus jamuut.
- Kaksi keskusohjauspainiketta auttavat sinua valitsemaan haluamasi numeron. Painamalla oikeanpuoleista painiketta päästäksesi voit siirtyä jännitteen asetukseen vierittämällä uudelleen kahdella keskipainikkeella ja painamalla enter.
- Käytä useita kaapeleita akun liittämiseen. Ensimmäinen sarja näyttää laboratoriolankalaitteistolta. Se tulee usein mukana krokotiiliklipsien kanssa. Liitäntäpistokkeet sijaitsevat laitteen oikealla puolella lähellä pohjaa. Ne on tarpeeksi helppo havaita. Näin voit ladata NiMH:ta iMax B6:lla.
- Sitten sinun on kytkettävä vapaa akkukaapeli punaisten ja mustien puristimien päähän, jolloin muodostuu suljettu silmukka. Tämä voi olla hieman riski altista, varsinkin jos käyttäjä tekee väärät asetukset ensimmäistä kertaa. Paina Enter-painiketta kolmen sekunnin ajan. Näytön pitäisi sitten ilmoittaa, että se tarkistaa akun varausta, minkä jälkeen käyttäjää pyydetään vahvistamaan tila-asetus.
- Kun akku latautuu, voit selata näytön eri näyttöjä käyttämällä kahta keskipainiketta, jotka antavat tietoa latausprosessista eri tiloissa.
Vinkkejä akun suorituskyvyn optimointiin
Yleisin neuvo on tyhjentää akut kokonaan ja ladata ne sitten uudelleen. Vaikka tämä on "muistiefektin" hoito, nikkelikadmium-akkujen kanssa on oltava varovainen, sillä niitä on helppo vaurioittaa ylipurkauksen vuoksi, mikä johtaa "napojen vaihtoon" ja peruuttamattomiin prosesseihin. Joissakin tapauksissa valmistetaan akkuelektroniikkaatavalla, joka estää negatiiviset prosessit sammuttamalla ne ennen kuin ne tapahtuvat, mutta yksinkertaisemmat laitteet, kuten taskulamput, eivät.
Pakollinen:
- Ole valmis vaihtamaan ne. Nikkelimetallihydridiakut eivät kestä ikuisesti. Resurssin päätyttyä ne lakkaavat toimimasta.
- Osta älykäs laturi, joka ohjaa prosessia elektronisesti ja estää ylilatauksen. Tämä ei ole vain parempi paristoille, vaan se myös kuluttaa vähemmän virtaa.
- Poista akku, kun lataus on valmis. Tarpeeton aika laitteella tarkoittaa, että sen lataamiseen käytetään enemmän suihkuenergiaa, mikä lisää kulumista ja kuluttaa enemmän tehoa.
- Älä tyhjennä paristoja kokonaan niiden käyttöiän pidentämiseksi. Kaikista päinvastaisista neuvoista huolimatta täydellinen kotiuttaminen lyhentää heidän elämäänsä.
- Säilytä NiMH-akkuja huoneenlämmössä kuivassa paikassa.
- Liika lämpö voi vahingoittaa paristoja ja saada ne tyhjenemään nopeasti.
- Harkitse alhaisen akun mallin käyttöä.
Voit siis piirtää viivan. Valmistaja onkin valmistanut NiMH-akut paremmin nykyympäristöön, ja akkujen oikea lataaminen älylaitteella varmistaa niiden suorituskyvyn ja pitkäikäisyyden.
