NiMH do të thotë Nikel Metal Hidride. Karikimi i duhur është çelësi për ruajtjen e performancës dhe jetëgjatësisë. Ju duhet ta njihni këtë teknologji për të karikuar NiMH. Rikuperimi i qelizave NiMH është një proces mjaft i ndërlikuar, sepse kulmi i tensionit dhe rënia pasuese janë më të vogla, dhe për këtë arsye, treguesit janë më të vështirë për t'u përcaktuar. Mbingarkimi çon në mbinxehje dhe dëmtim të qelizës, pas së cilës kapaciteti humbet, duke rezultuar në humbjen e funksionalitetit.
Dizajni dhe parimi i funksionimit
Bateria është një pajisje elektrokimike në të cilën energjia elektrike konvertohet dhe ruhet në formë kimike. Energjia kimike shndërrohet lehtësisht në energji elektrike. NiMH funksionon në parimin e thithjes, çlirimit dhe transportimit të hidrogjenit brenda dy elektrodave.
Bateritë NiMH përbëhen nga dy shirita metalikë që veprojnë si elektroda pozitive dhe negative, dhe një ndarës me fletë izoluese ndërmjet tyre. Ky "sanduiç" energjie plagoset dhe vendoset në një bateri së bashku me lëngunelektrolit. Elektroda pozitive zakonisht përbëhet nga nikeli, elektroda negative e hidridit të metalit. Prandaj emri "NiMH", ose "hidrid i metalit të nikelit".
Përfitimet:
- Përmban më pak toksina dhe është miqësor me mjedisin dhe i riciklueshëm.
- Efekti i kujtesës është më i lartë se Ni-Cad.
- Shumë më të sigurta se bateritë e litiumit.
Difekte:
- Shkarkimi i thellë shkurton jetën dhe gjeneron nxehtësi gjatë karikimit të shpejtë dhe ngarkesës së lartë.
- Vetëshkarkimi është më i lartë në krahasim me bateritë e tjera dhe duhet të merret parasysh përpara se të karikoni NiMH.
- Kërkohet nivel i lartë i mirëmbajtjes. Bateria duhet të shkarkohet plotësisht për të parandaluar formimin e kristalit gjatë karikimit.
- Më e shtrenjtë se bateria Ni-Cad.
Karakteristikat e ngarkimit/shkarkimit
Qeliza e hidridit të nikelit-metalit ka shumë karakteristika të ngjashme me NiCd, si p.sh. kurba e shkarkimit (me karikim shtesë) që bateria mund të pranojë. Është intolerant ndaj ngarkimit të tepërt duke shkaktuar degradim të kapacitetit, gjë që është një problem madhor për projektuesit e karikuesve.
Specifikimet aktuale të nevojshme për të ngarkuar siç duhet një bateri NiMH:
- Tensioni i vlerësuar është 1.2V.
- Energji specifike - 60-120 Wh/kg.
- Dendësia e energjisë - 140-300 Wh/kg.
- Fuqia specifike - 250-1000 W/kg.
- Efiçenca e karikimit/shkarkimit -90%.
Efikasiteti i karikimit të baterive të nikelit varion nga 100% në 70% të kapacitetit të plotë. Fillimisht ka një rritje të lehtë të temperaturës, por më vonë, kur niveli i karikimit rritet, rendimenti bie, duke gjeneruar nxehtësi, e cila duhet të merret parasysh përpara se të karikoni NiMH.
Kur një bateri NiCD shkarkohet në një tension minimal të caktuar dhe më pas ngarkohet, duhet pasur kujdes për të reduktuar efektin e kondicionimit (rreth çdo 10 cikle ngarkimi/shkarkimi), përndryshe do të fillojë të humbasë kapacitetin. Për NiMH, kjo kërkesë nuk kërkohet pasi efekti është i papërfillshëm.
Megjithatë, një proces i tillë rikuperimi është gjithashtu i përshtatshëm për pajisjet NiMH, rekomandohet të merret parasysh përpara se të karikoni bateritë NiMH. Procesi përsëritet tre deri në pesë herë para se të arrijnë kapacitetin e plotë. Procesi i kondicionimit të baterive të rikarikueshme siguron që ato të zgjasin për shumë vite.
Metodat e rikuperimit të NiMH
Ka disa metoda karikimi që mund të përdoren me bateritë NiMH. Ata, si NiCds, kërkojnë një burim të vazhdueshëm aktual. Shpejtësia zakonisht tregohet në trupin e qelizës. Nuk duhet të tejkalojë standardet teknologjike. Kufijtë e kufijve të tarifimit rregullohen qartë nga prodhuesit. Përpara se të përdorni bateritë, duhet të dini qartë se me çfarë rryme duhet të ngarkoni bateritë NiMH. Ka disa metoda që përdoren për të parandaluar dështimin:
- Ngarkim me kohëmatës. Përdorimi i kohës përpërcaktimi i përfundimit të procesit është mënyra më e lehtë. Shpesh një kohëmatës elektronik ndërtohet në pajisje, megjithëse shumë pajisje nuk e kanë këtë funksion. Qasja supozon se qeliza është e ngarkuar nga një gjendje e njohur, si p.sh. kur ajo shkarkohet plotësisht.
- Zbulimi termik. Përcaktimi i përfundimit të procesit kryhet duke monitoruar temperaturën e elementit. Ndërkohë që pajisja do të ngrohet më shumë kur të mbingarkohet, është e vështirë të matet me saktësi rritjen e temperaturës pasi qendra e baterisë do të jetë shumë më e nxehtë se pjesa e jashtme.
- Zbulimi i tensionit negativ delta. NiMH zbulon rënien e tensionit (5 mV). Përpara se të karikoni bateritë NiMH, futet filtrimi i zhurmës për të kapur në mënyrë të besueshme një rënie të tillë për të siguruar që sensori "parazitar" dhe zhurmat e tjera të mos çojnë në përfundimin e karikimit.
Furnizimi paralel i elementeve
Ngarkimi paralel i baterive e bën të vështirë përcaktimin cilësor të përfundimit të procesit. Kjo është për shkak se nuk mund të jetë i sigurt se çdo qelizë ose paketë ka të njëjtën rezistencë dhe për këtë arsye disa do të tërheqin më shumë rrymë se të tjerët. Kjo do të thotë që një qark i veçantë karikimi duhet të përdoret për secilën linjë në njësinë paralele. Duhet të përcaktohet se sa rrymë duhet të ngarkohet NiMH duke balancuar, për shembull, duke përdorur rezistorë të një vlere të tillë që ato të dominojnë parametrat e kontrollit.
Algoritme moderne janë zhvilluar për të siguruar karikim të saktë pa përdorimin e një termistori. Këtopajisjet janë të ngjashme me Delta V, por kanë metoda të veçanta matëse për zbulimin e ngarkesës së plotë, zakonisht duke përfshirë një lloj cikli ku voltazhi matet gjatë një intervali kohor dhe midis pulseve. Për paketat me shumë elementë, nëse nuk janë në të njëjtën gjendje dhe nuk janë të balancuara në kapacitet, ato mund të mbushen një nga një, duke sinjalizuar fundin e një faze.
Duhen disa cikle për t'i balancuar ato. Kur bateria arrin fundin e ngarkimit të saj, oksigjeni fillon të formohet në elektroda dhe të rikombinohet në katalizator. Reaksioni i ri kimik krijon nxehtësi që mund të matet lehtësisht me një termistor. Kjo është mënyra më e sigurt për të zbuluar përfundimin e një procesi gjatë një rivendosjeje të shpejtë.
Mënyrë e lirë për të rigjeneruar
Ngarkimi gjatë natës është mënyra më e lirë për të karikuar një bateri NiMH në C/10, që është nën 10% të kapacitetit të vlerësuar në orë. Kjo duhet të merret parasysh për të ngarkuar siç duhet NiMH. Pra, një bateri 100 mAh do të karikojë në 10 mA për 15 orë. Kjo metodë nuk kërkon një sensor të fundit të procesit dhe siguron një karikim të plotë. Qelizat moderne kanë një katalizator të riciklimit të oksigjenit që parandalon dëmtimin e baterisë kur ekspozohet ndaj rrymës elektrike.
Kjo metodë nuk mund të përdoret nëse shpejtësia e karikimit është mbi C/10. Tensioni minimal i kërkuar për një reaksion të plotë varet nga temperatura (të paktën 1.41 V për qelizë në 20 gradë), e cila duhet të merret parasysh në mënyrë që të ngarkohet siç duhet NiMH. Rikuperimi i zgjatur nuk shkakton ventilim. Ngroh pak baterinë. Për të ruajtur jetën e shërbimit, rekomandohet të përdorni një kohëmatës me një interval prej 13 deri në 15 orë. Karikuesi Ni-6-200 ka një mikroprocesor që raporton gjendjen e ngarkimit nëpërmjet një LED dhe gjithashtu kryen një funksion sinkronizimi.
Procesi i karikimit të shpejtë
Duke përdorur kohëmatësin, mund të karikoni C/3.33 për 5 orë. Kjo është paksa e rrezikshme pasi bateria duhet të shkarkohet plotësisht së pari. Një mënyrë për të siguruar që kjo të mos ndodhë është shkarkimi automatik i baterisë nga karikuesi, i cili më pas fillon procesin e rikuperimit për 5 orë. Kjo metodë ka avantazhin e eliminimit të çdo mundësie për të krijuar një memorie negative të baterisë.
Aktualisht, jo të gjithë prodhuesit prodhojnë karikues të tillë, por bordi i mikroprocesorit përdoret, për shembull, në karikuesin C/10 /NiMH-NiCad-solar-charge-controller dhe mund të modifikohet lehtësisht për të kryer një shkarkim. Një shpërndarës i energjisë do të kërkohet për të shpërndarë energjinë e një baterie të ngarkuar pjesërisht brenda një kohe të arsyeshme.
Nëse përdoret një monitor i temperaturës, bateritë NiMH mund të karikohen deri në 1C, me fjalë të tjera, kapaciteti 100% amp-orë për 1,5 orë. Kontrolluesi i ngarkimit të baterisë PowerStream e bën këtë në lidhje me një tabelë kontrolli që është në gjendje të matë tensionin dhe rrymën për algoritme më komplekse. Kur temperatura rritet, procesi duhet të ndalet, dhe kurVlera dT/dt duhet të vendoset në 1-2 gradë në minutë.
Ka algoritme të reja që përdorin kontrollin e mikroprocesorit kur përdorin sinjalin -dV për të përcaktuar përfundimin e ngarkimit. Në praktikë, ato funksionojnë shumë mirë, prandaj pajisjet moderne përdorin këtë teknologji, e cila përfshin proceset e ndezjes dhe fikjes për matjen e tensionit.
Specifikimet e përshtatësit
Një çështje e rëndësishme është jetëgjatësia e baterisë, ose kostoja totale e jetës së sistemit. Në këtë rast, prodhuesit ofrojnë pajisje me kontroll me mikroprocesor.
Algoritmi për karikuesin perfekt:
- Fillim i butë. Nëse temperatura është mbi 40 gradë ose nën zero, filloni duke karikuar C/10.
- Opsion. Nëse voltazhi i baterisë së shkarkuar është më i lartë se 1,0 V/qelizë, shkarkojeni baterinë në 1,0 V/qelizë dhe më pas vazhdoni me karikimin e shpejtë.
- Ngarkim i shpejtë. Në 1 gradë derisa temperatura të arrijë 45 gradë ose dT tregon ngarkesë të plotë.
- Pasi të përfundojë karikimi i shpejtë, karikoni në C/10 për 4 orë për të siguruar një karikim të plotë.
- Nëse voltazhi i një baterie të ngarkuar NiMH rritet në 1,78V/qelizë, ndalo funksionimin.
- Nëse koha e karikimit të shpejtë kalon 1,5 orë pa ndërprerje, ajo do të ndalet.
Teorikisht, rimbushja është një shkallë karikimi që është mjaft e shpejtë për ta mbajtur baterinë plotësisht të ngarkuar, por mjaft e ngad altë për të shmangur mbingarkimin. Përcaktimi i shkallës optimale të rimbushjes për një bateri të caktuarpak e vështirë për t'u përshkruar, por përgjithësisht pranohet se është rreth dhjetë përqind e kapacitetit të baterisë, për shembull, për Sanyo 2500 mAh AA NiMH, shkalla optimale e rimbushjes është 250 mA ose më e ulët. Duhet të merret parasysh për të ngarkuar siç duhet bateritë NiMH.
Proceset e dëmtimit të baterisë
Shkaku më i zakonshëm i dështimit të parakohshëm të baterisë është mbingarkesa. Llojet e karikuesve që e shkaktojnë më shpesh janë të ashtuquajturit “karikues të shpejtë” për 5 ose 8 orë. Problemi me këto instrumente është se ato nuk kanë vërtet një mekanizëm të kontrollit të procesit.
Shumica e tyre kanë funksionalitet të thjeshtë. Ata karikojnë me shpejtësi të plotë për një periudhë të caktuar kohe (zakonisht pesë ose tetë orë) dhe më pas fiken ose kalojnë në një shpejtësi "manuale" më të ulët. Nëse ato përdoren siç duhet, atëherë gjithçka është në rregull. Nëse ato zbatohen gabimisht, jeta e baterisë do të shkurtohet në disa mënyra:
- Kur bateritë e ngarkuara plotësisht ose të ngarkuara pjesërisht futen në pajisje, ajo nuk mund ta ndiejë atë, kështu që ngarkon plotësisht bateritë për të cilat është projektuar. Kështu, kapaciteti i baterisë bie.
- Një situatë tjetër e zakonshme është ndërprerja e ciklit të karikimit në vazhdim. Megjithatë, kjo pasohet nga një rilidhje. Fatkeqësisht, kjo shkakton rinisjen e një cikli të plotë ngarkimi, edhe nëse cikli i mëparshëm është pothuajse i përfunduar.
Mënyra më e lehtëPër të shmangur këto skenarë, përdorni një karikues inteligjent të kontrolluar nga mikroprocesori. Mund të zbulojë kur bateria është plotësisht e ngarkuar dhe më pas - në varësi të dizajnit të saj - ose të fiket plotësisht ose të kalojë në modalitetin e karikimit me rrjedhje.
pajisje inteligjente iMax B6
Për të karikuar NiMH iMax, do t'ju duhet një karikues i dedikuar, pasi përdorimi i metodës së gabuar mund ta bëjë baterinë të padobishme. Shumë përdorues e konsiderojnë iMax B6 si zgjedhjen më të mirë për karikimin NiMH. Ai mbështet procesin e deri në 15 baterive celulare, si dhe shumë cilësime dhe konfigurime për lloje të ndryshme baterish. Koha e rekomanduar e karikimit nuk duhet të kalojë 20 orë.
Në mënyrë tipike, prodhuesi garanton 2000 cikle ngarkimi/shkarkimi nga një bateri standarde NiMH, megjithëse kjo mund të ndryshojë në varësi të kushteve të përdorimit.
Algoritmi i punës:
- Ngarkimi i NiMH iMax B6. Është e nevojshme të lidhni kordonin e rrymës me prizën në anën e majtë të pajisjes, duke marrë parasysh formën në fund të kabllit për t'u siguruar që është bërë lidhja e saktë. E fusim deri në fund dhe ndalojmë së shtypuri kur në ekran shfaqet një sinjal zanor dhe një mesazh mirëseardhjeje.
- Përdor butonin e argjendtë në anën e majtë për të lëvizur nëpër menynë e parë dhe për të zgjedhur llojin e baterisë që do të karikohet. Shtypja e butonit më të majtë do të konfirmojë zgjedhjen. Butoni në të djathtë do të lëvizë nëpër opsionet: ngarkim, shkarkim, ekuilibër, karikim i shpejtë, ruajtje dhetë tjerët.
- Dy butona qendror të kontrollit do t'ju ndihmojnë të zgjidhni numrin e dëshiruar. Duke shtypur butonin djathtas për të hyrë, mund të shkoni te cilësimi i tensionit duke lëvizur përsëri me dy butonat qendrorë dhe duke shtypur enter.
- Përdor kabllo të shumta për të lidhur baterinë. Seti i parë duket si pajisje me tela laboratorike. Shpesh vjen i shoqëruar me kapëse krokodili. Prizat për lidhje janë të vendosura në anën e djathtë të pajisjes afër fundit. Ato janë mjaft të lehta për t'u dalluar. Kështu mund ta karikoni NiMH me iMax B6.
- Më pas duhet të lidhni kabllon e lirë të baterisë në fundin e kapëseve kuqezi, duke krijuar një lak të mbyllur. Kjo mund të jetë pak e rrezikshme, veçanërisht nëse përdoruesi bën cilësimet e gabuara për herë të parë. Shtypni dhe mbani shtypur butonin e hyrjes për tre sekonda. Më pas, ekrani duhet të informojë se po kontrollon baterinë, pas së cilës përdoruesi do t'i kërkohet të konfirmojë cilësimin e modalitetit.
- Ndërsa bateria është duke u ngarkuar, mund të lëvizni nëpër ekrane të ndryshme në ekran duke përdorur dy butonat qendrorë që ofrojnë informacione rreth procesit të karikimit në mënyra të ndryshme.
Këshilla për optimizimin e performancës së baterisë
Këshilla më standarde është të zbrazni plotësisht bateritë dhe më pas t'i karikoni ato. Edhe pse ky është një trajtim për “efektin e memories”, duhet pasur kujdes në bateritë nikel-kadmium, pasi dëmtimi i tyre është i lehtë për shkak të shkarkimit të tepërt, gjë që çon në “kthimin e poleve” dhe procese të pakthyeshme. Në disa raste, prodhohen elektronikë të baterivenë një mënyrë që parandalon proceset negative duke u fikur përpara se të ndodhin, por pajisjet më të thjeshta si elektrik dore jo.
Kërkohet:
- Bëhuni gati për t'i zëvendësuar ato. Bateritë hidride nikel-metal nuk zgjasin përgjithmonë. Pas përfundimit të burimit, ata do të ndalojnë së punuari.
- Blini një karikues inteligjent që kontrollon në mënyrë elektronike procesin dhe parandalon mbingarkimin. Kjo jo vetëm që është më e mirë për bateritë, por gjithashtu përdor më pak energji.
- Hiqni baterinë kur të përfundojë rikarikimi. Koha e panevojshme në pajisje do të thotë se po përdoret më shumë energji jet për ta karikuar atë, duke rritur kështu konsumimin dhe përdorimin e më shumë fuqi.
- Mos i zbrazni plotësisht bateritë për të zgjatur jetën e tyre. Pavarësisht të gjitha këshillave për të kundërtën, një rrjedhje e plotë do të shkurtojë jetën e tyre.
- Ruani bateritë NiMH në temperaturën e dhomës në një vend të thatë.
- Nxehtësia e tepërt mund të dëmtojë bateritë dhe të shkaktojë shkarkimin e shpejtë të tyre.
- Merr parasysh përdorimin e një modeli me bateri të ulët.
Kështu, mund të vizatoni një vijë. Në të vërtetë, bateritë NiMH janë më të përgatitura nga prodhuesi për mjedisin e sotëm dhe karikimi i duhur i baterive duke përdorur një pajisje inteligjente do të sigurojë performancën dhe jetëgjatësinë e tyre.
