NiMH никель металл гидридті білдіреді. Тиісті зарядтау өнімділік пен ұзақ мерзімділікті сақтаудың кілті болып табылады. NiMH зарядтау үшін бұл технологияны білу қажет. NiMH жасушаларын қалпына келтіру өте күрделі процесс, өйткені кернеудің шыңы және одан кейінгі құлдырау азырақ, сондықтан көрсеткіштерді анықтау қиынырақ. Шамадан тыс зарядтау ұяшықтың қызып кетуіне және зақымдалуына әкеледі, содан кейін сыйымдылық жоғалады, нәтижесінде функциялар жоғалады.
Дизайн және жұмыс принципі
Батарея - электр энергиясы химиялық түрде түрленіп, сақталатын электрохимиялық құрылғы. Химиялық энергия электр энергиясына оңай айналады. NiMH екі электрод ішінде сутегін жұту, босату және тасымалдау принципі бойынша жұмыс істейді.
NiMH батареялары оң және теріс электродтардың рөлін атқаратын екі металл жолақтан және олардың арасындағы оқшаулағыш фольга бөлгішінен тұрады. Бұл энергетикалық «сэндвич» оралып, сұйықтықпен бірге батареяға орналастырыладыэлектролит. Оң электрод әдетте никельден, металл гидридінің теріс электродынан тұрады. Осыдан "NiMH" немесе "никель металл гидриді" деген атау пайда болды.
Артықшылықтары:
- Құрамында аз токсиндер бар және экологиялық таза және қайта өңдеуге жарамды.
- Жад әсері Ni-Cad-қа қарағанда жоғары.
- Литий батареяларына қарағанда әлдеқайда қауіпсіз.
Кемшіліктер:
- Терең разряд қызмет мерзімін қысқартады және жылдам зарядтау және жоғары жүктеме кезінде жылу шығарады.
- Өздігінен разряд басқа батареялармен салыстырғанда жоғары және оны NiMH зарядтау алдында ескеру қажет.
- Қызмет көрсетудің жоғары деңгейі қажет. Зарядтау кезінде кристалдардың пайда болуын болдырмау үшін батареяның заряды толығымен таусылған болуы керек.
- Ni-Cad батареясынан қымбатырақ.
Зарядтау/разряд сипаттамалары
Никель-металл гидридінің ұяшығының NiCd-ге ұқсас көптеген сипаттамалары бар, мысалы, батарея қабылдай алатын разряд қисығы (қосымша зарядтаумен). Ол шамадан тыс зарядтауға төзбейді, бұл қуаттың төмендеуіне әкеледі, бұл зарядтау құрылғысын жасаушылар үшін үлкен мәселе.
NiMH батареясын дұрыс зарядтау үшін қажет ағымдағы сипаттамалар:
- Номиналды кернеу 1,2В.
- Меншікті энергия - 60-120 Вт/кг.
- Энергия тығыздығы - 140-300 Вт/кг.
- Меншікті қуат - 250-1000 Вт/кг.
- Зарядтау/разряд тиімділігі -90%.
Никельді батареялардың зарядтау тиімділігі толық сыйымдылықтың 100%-дан 70%-ға дейін ауытқиды. Бастапқыда температураның шамалы көтерілуі байқалады, бірақ кейін зарядтау деңгейі жоғарылағанда тиімділік төмендеп, жылуды тудырады, оны NiMH зарядтау алдында ескеру қажет.
NiCD аккумуляторы белгілі бір ең төменгі кернеуге дейін зарядсызданып, содан кейін зарядталғанда, кондиционерлеу әсерін азайту үшін абай болу керек (шамамен әрбір 10 зарядтау/разряд циклі), әйтпесе ол сыйымдылығын жоғалта бастайды. NiMH үшін бұл талап талап етілмейді, себебі әсер шамалы.
Алайда мұндай қалпына келтіру процесі NiMH құрылғылары үшін де ыңғайлы, оны NiMH батареяларын зарядтау алдында қарастырған жөн. Олар толық қуатқа жеткенше процесс үш-бес рет қайталанады. Қайта зарядталатын батареяларды кондиционерлеу процесі олардың ұзақ жылдар бойы қызмет ететінін қамтамасыз етеді.
NiMH қалпына келтіру әдістері
NiMH батареяларымен пайдалануға болатын бірнеше зарядтау әдістері бар. Олар, NiCd сияқты, тұрақты ток көзін қажет етеді. Жылдамдық әдетте жасуша денесінде көрсетіледі. Ол технологиялық нормалардан аспауы керек. Зарядтау шекараларының шектері өндірушілермен нақты реттеледі. Батареяларды пайдаланбас бұрын, NiMH батареяларын қандай токпен зарядтау керектігін нақты білуіңіз керек. Сәтсіздікке жол бермеу үшін қолданылатын бірнеше әдістер бар:
- Таймер арқылы зарядтау. Уақытты пайдаланупроцестің соңын анықтау – ең оңай жолы. Көбінесе электрондық таймер құрылғыға салынған, бірақ көптеген құрылғыларда бұл мүмкіндік жоқ. Әдіс ұяшық толық зарядсызданған кездегі сияқты белгілі күйден зарядталғанын болжайды.
- Термиялық анықтау. Процестің аяқталуын анықтау элементтің температурасын бақылау арқылы жүзеге асырылады. Құрылғы шамадан тыс зарядталғанда қызып кетсе де, температураның көтерілуін дәл өлшеу қиын, себебі батареяның ортасы сыртқа қарағанда әлдеқайда ыстық болады.
- Теріс үштік кернеуді анықтау. NiMH кернеудің төмендеуін анықтайды (5 мВ). NiMH батареяларын зарядтамас бұрын, «паразиттік» сенсор мен басқа шулар зарядтаудың аяқталуына әкелмеуін қамтамасыз ету үшін мұндай құлдырауды сенімді түрде түсіру үшін шуды сүзгілеу енгізілген.
Элементтердің параллельді жеткізілімі
Батареяларды параллель зарядтау процестің аяқталуын сапалы түрде анықтауды қиындатады. Себебі әрбір ұяшық немесе пакет бірдей кедергіге ие екеніне сенімді бола алмайды, сондықтан кейбіреулер басқаларға қарағанда көбірек ток тартады. Бұл параллельді блоктағы әрбір желі үшін бөлек зарядтау тізбегі пайдаланылуы керек дегенді білдіреді. Мысалы, бақылау параметрлерінде басым болатындай шамадағы резисторларды пайдалану арқылы NiMH-ді теңдестіру арқылы қанша ток зарядтау керектігін анықтау керек.
Термисторды қолданбай дәл зарядтауды қамтамасыз ету үшін заманауи алгоритмдер әзірленді. Мыналарқұрылғылар Delta V-ге ұқсас, бірақ толық зарядты анықтауға арналған арнайы өлшеу әдістеріне ие, әдетте белгілі бір циклды қамтиды, онда кернеу уақыт аралығы мен импульстар арасында өлшенеді. Көп элементті пакеттер үшін, егер олар бірдей күйде болмаса және сыйымдылығы бойынша теңгерілмеген болса, олар кезеңнің аяқталуын білдіретін бір уақытта бір-бірін толтыруы мүмкін.
Оларды теңестіру үшін бірнеше цикл қажет. Аккумулятор зарядының соңына жеткенде, оттегі электродтарда түзіліп, катализаторда қайта қосыла бастайды. Жаңа химиялық реакция термистормен оңай өлшенетін жылуды тудырады. Бұл жылдам қалпына келтіру кезінде процестің аяқталуын анықтаудың ең қауіпсіз жолы.
Жаңартудың арзан әдісі
Түнде зарядтау – NiMH батареясын сағатына номиналды сыйымдылықтың 10%-дан төмен C/10 деңгейінде зарядтаудың ең арзан жолы. NiMH дұрыс зарядтау үшін мұны ескеру қажет. Осылайша, 100 мАч батарея 15 сағат бойы 10 мА зарядталады. Бұл әдіс процестің соңындағы сенсорды қажет етпейді және толық зарядты қамтамасыз етеді. Заманауи ұяшықтарда электр тогы әсер еткенде батареяның зақымдалуын болдырмайтын оттегін қайта өңдеу катализаторы бар.
Зарядтау жылдамдығы C/10 жоғары болса, бұл әдісті пайдалану мүмкін емес. Толық реакция үшін қажетті минималды кернеу температураға байланысты (20 градуста әрбір ұяшыққа кемінде 1,41 В), оны NiMH дұрыс зарядтау үшін ескеру қажет. Ұзақ уақытқа созылған қалпына келтіру желдетуді тудырмайды. Ол батареяны аздап қыздырады. Қызмет мерзімін сақтау үшін 13-тен 15 сағатқа дейінгі диапазондағы таймерді пайдалану ұсынылады. Ni-6-200 зарядтағышында жарық диодты шам арқылы заряд күйін хабарлайтын және синхрондау функциясын орындайтын микропроцессоры бар.
Жылдам зарядтау процесі
Таймерді пайдаланып, C/3.33 құрылғысын 5 сағат бойы зарядтауға болады. Бұл аздап қауіпті, себебі алдымен батареяның заряды толығымен таусылуы керек. Мұның болмайтынына көз жеткізудің бір жолы - зарядтау құрылғысы арқылы батареяны автоматты түрде зарядсыздандыру, содан кейін ол қалпына келтіру процесін 5 сағат бойы бастайды. Бұл әдіс теріс батарея жадын жасау мүмкіндігін жоюдың артықшылығына ие.
Қазір мұндай зарядтағыштарды барлық өндірушілер шығармайды, бірақ микропроцессорлық тақша, мысалы, C/10 /NiMH-NiCad-күн зарядын реттеуші зарядтау құрылғысында қолданылады және разрядты орындау үшін оңай өзгертуге болады. Жартылай зарядталған батареяның энергиясын қолайлы уақыт ішінде тарату үшін қуат диссипаторы қажет болады.
Температура мониторы пайдаланылса, NiMH батареяларын 1С-қа дейін, басқаша айтқанда, 100% ампер-сағат сыйымдылығын 1,5 сағатқа зарядтауға болады. PowerStream батарея зарядын реттегіші мұны күрделірек алгоритмдер үшін кернеу мен токты өлшеуге қабілетті басқару тақтасымен бірге жасайды. Температура көтерілгенде, процесті тоқтату керек және қашанdT/dt мәні минутына 1-2 градусқа орнатылуы керек.
Зарядтың аяқталуын анықтау үшін -dV сигналын пайдаланған кезде микропроцессорлық басқаруды қолданатын жаңа алгоритмдер бар. Іс жүзінде олар өте жақсы жұмыс істейді, сондықтан заманауи құрылғылар кернеуді өлшеу үшін қосу және өшіру процестерін қамтитын осы технологияны пайдаланады.
Адаптер сипаттамалары
Маңызды мәселе – батареяның қызмет ету мерзімі немесе жүйенің жалпы қызмет ету құны. Бұл жағдайда өндірушілер микропроцессорлық басқаруы бар құрылғыларды ұсынады.
Тамаша зарядтағыш алгоритмі:
- Жұмсақ бастау. Температура 40 градустан жоғары немесе нөлден төмен болса, C/10 зарядтау арқылы бастаңыз.
- Опция. Егер зарядсызданған батарея кернеуі 1,0 В/клеткадан жоғары болса, батареяны 1,0 В/клеткаға дейін босатыңыз, содан кейін жылдам зарядтауға өтіңіз.
- Жылдам зарядтау. 1 градус температурада 45 градусқа жеткенше немесе dT толық зарядты көрсетеді.
- Жылдам зарядтау аяқталғаннан кейін толық зарядтау үшін C/10 деңгейінде 4 сағат бойы зарядтаңыз.
- Зарядталған NiMH батареясының кернеуі 1,78В/клеткаға дейін көтерілсе, жұмысты тоқтатыңыз.
- Егер жылдам зарядтау уақыты үзіліссіз 1,5 сағаттан асса, ол тоқтатылады.
Теориялық тұрғыдан қайта зарядтау – бұл батареяны толық зарядтау үшін жеткілікті жылдам, бірақ шамадан тыс зарядтауды болдырмау үшін жеткілікті баяу зарядтау жылдамдығы. Белгілі бір аккумулятор үшін оңтайлы қайта зарядтау жылдамдығын анықтаусипаттау сәл қиын, бірақ ол аккумулятор сыйымдылығының шамамен он пайызын құрайды, мысалы, Sanyo 2500 мАч AA NiMH үшін оңтайлы зарядтау жылдамдығы 250 мА немесе одан төмен. NiMH батареяларын дұрыс зарядтау үшін оны ескеру қажет.
Батареяны зақымдау процестері
Батареяның мерзімінен бұрын істен шығуының ең көп тараған себебі - шамадан тыс зарядтау. Оны жиі тудыратын зарядтағыштардың түрлері 5 немесе 8 сағатқа «жылдам зарядтағыштар» деп аталады. Бұл құралдардың проблемасы олардың процесті басқару механизмінің жоқтығында.
Олардың көпшілігінде қарапайым функциялар бар. Олар белгіленген уақыт кезеңінде (әдетте бес немесе сегіз сағат) толық жылдамдықпен зарядталады, содан кейін өшеді немесе төменірек «қолмен» жылдамдыққа ауысады. Егер олар дұрыс пайдаланылса, онда бәрі тәртіппен. Егер олар қате қолданылса, батареяның қызмет ету мерзімі бірнеше жолмен қысқарады:
- Толық зарядталған немесе жартылай зарядталған батареялар құрылғыға салынғанда, ол оны сезбейді, сондықтан ол жобаланған батареяларды толығымен зарядтайды. Осылайша, батарея сыйымдылығы төмендейді.
- Тағы бір жиі кездесетін жағдай - орындалып жатқан зарядтау циклін үзу. Дегенмен, бұл қайта қосылумен жалғасады. Өкінішке орай, бұл алдыңғы цикл аяқталуға жақын болса да, толық зарядтау циклін қайта бастауға әкеледі.
Ең оңай жолыБұл сценарийлерді болдырмау үшін интеллектуалды микропроцессормен басқарылатын зарядтағышты пайдаланыңыз. Ол аккумулятордың толық зарядталғанын анықтай алады, содан кейін оның дизайнына байланысты толығымен өшеді немесе жылдам зарядтау режиміне ауысады.
iMax B6 смарт құрылғылар
NiMH iMax зарядтау үшін сізге арнайы зарядтағыш қажет болады, себебі қате әдісті пайдалану батареяны жарамсыз етіп жіберуі мүмкін. Көптеген пайдаланушылар iMax B6 құрылғысын NiMH зарядтау үшін ең жақсы таңдау деп санайды. Ол 15-ке дейін ұялы батареялар процесін, сондай-ақ батареялардың әртүрлі түрлеріне арналған көптеген параметрлер мен конфигурацияларды қолдайды. Ұсынылған зарядтау уақыты 20 сағаттан аспауы керек.
Әдетте өндіруші стандартты NiMH батареясынан 2000 зарядтау/разряд цикліне кепілдік береді, дегенмен бұл пайдалану жағдайларына байланысты өзгеруі мүмкін.
Жұмыс алгоритмі:
- NiMH iMax B6 зарядтау. Дұрыс қосылуды қамтамасыз ету үшін кабельдің соңындағы пішінді ескере отырып, қуат сымын құрылғының сол жағындағы розеткаға қосу қажет. Біз оны толығымен енгіземіз және дисплей экранында дыбыстық сигнал мен сәлемдесу хабары пайда болған кезде басуды тоқтатамыз.
- Бірінші мәзірді айналдыру және зарядталатын батарея түрін таңдау үшін сол жақтағы күміс түймені пайдаланыңыз. Ең сол жақ түймені басу таңдауды растайды. Оң жақтағы түйме опциялар арасында жылжиды: зарядтау, разряд, баланс, жылдам зарядтау, сақтау жәнебасқалар.
- Екі орталық басқару түймесі қажетті нөмірді таңдауға көмектеседі. Енгізу үшін оң жақ шеткі түймені басу арқылы екі орталық түймені қайта айналдырып, enter пернесін басу арқылы кернеу параметріне өтуге болады.
- Батареяны қосу үшін бірнеше кабельді пайдаланыңыз. Бірінші жинақ зертханалық сым жабдығына ұқсайды. Ол жиі қолтырауын қыстырғыштарымен бірге келеді. Қосылу үшін розеткалар құрылғының оң жағында, төменгі жағында орналасқан. Оларды анықтау оңай. NiMH iMax B6 арқылы осылайша зарядтауға болады.
- Одан кейін жабық контур жасай отырып, бос батарея кабелін қызыл және қара қысқыштардың соңына жалғау керек. Бұл аздап қауіпті болуы мүмкін, әсіресе пайдаланушы қате параметрлерді бірінші рет жасаса. Енгізу түймесін үш секунд басып тұрыңыз. Содан кейін экран батареяны тексеріп жатқаны туралы хабарлауы керек, содан кейін пайдаланушыдан режим параметрін растау сұралады.
- Батарея зарядталып жатқанда, әртүрлі режимдердегі зарядтау процесі туралы ақпаратты беретін екі орталық түймені пайдаланып дисплейдегі әртүрлі экрандар арқылы айналдыра аласыз.
Батарея өнімділігін оңтайландыру бойынша кеңестер
Ең стандартты кеңес - батареяларды толығымен зарядтау, содан кейін оларды қайта зарядтау. Бұл «есте сақтау эффектісі» үшін емдеу әдісі болса да, никель-кадмий батареяларында сақтық таныту керек, өйткені шамадан тыс зарядсыздану салдарынан оларды зақымдау оңай, бұл «полюсті ауыстыру» және қайтымсыз процестерге әкеледі. Кейбір жағдайларда аккумуляторлық электроника жасаладыжағымсыз процестердің алдын алу арқылы олар орын алмас бұрын өшіріледі, бірақ шамдар сияқты қарапайым құрылғылар істемейді.
Міндетті:
- Оларды ауыстыруға дайын болыңыз. Никель-металл гидридті батареялар мәңгілікке шыдамайды. Ресурс аяқталғаннан кейін олар жұмысын тоқтатады.
- Процессті электронды түрде басқаратын және шамадан тыс зарядтауды болдырмайтын смарт зарядтағышты сатып алыңыз. Бұл тек батареялар үшін жақсырақ емес, сонымен қатар қуатты аз пайдаланады.
- Зарядтау аяқталған кезде батареяны шығарып алыңыз. Құрылғыны қажетсіз пайдалану оны зарядтау үшін көбірек ағын энергиясы жұмсалатынын, осылайша тозу мен тозуды арттыратынын және көбірек қуат жұмсайтынын білдіреді.
- Батареялардың қызмет ету мерзімін ұзарту үшін оларды толығымен зарядтамаңыз. Керісінше барлық кеңестерге қарамастан, толық босату олардың өмірін қысқартады.
- NiMH батареяларын бөлме температурасында құрғақ жерде сақтаңыз.
- Артық қызу батареяларды зақымдауы және олардың тез таусылуына әкелуі мүмкін.
- Батареясы төмен үлгіні пайдалануды қарастырыңыз.
Осылайша, сызық сызуға болады. Шынында да, NiMH батареяларын өндіруші бүгінгі ортаға көбірек дайындаған және батареяларды смарт құрылғы арқылы дұрыс зарядтау олардың өнімділігі мен ұзақ қызмет ету мерзімін қамтамасыз етеді.
