NiMH, Nikel Metal Hidrür anlamına gelir. Doğru şarj, performansı ve uzun ömürlülüğü korumanın anahtarıdır. NiMH'yi şarj etmek için bu teknolojiyi bilmeniz gerekiyor. NiMH hücrelerinin geri kazanılması oldukça karmaşık bir süreçtir, çünkü voltaj tepe noktası ve sonraki düşüş daha küçüktür ve bu nedenle göstergelerin belirlenmesi daha zordur. Aşırı şarj, hücrenin aşırı ısınmasına ve hasar görmesine neden olur, ardından kapasite kaybolur ve bu da işlevsellik kaybına neden olur.
Tasarım ve çalışma prensibi
Pil, elektrik enerjisinin kimyasal biçimde dönüştürüldüğü ve depolandığı elektrokimyasal bir cihazdır. Kimyasal enerji kolayca elektrik enerjisine dönüştürülür. NiMH, hidrojeni iki elektrot içinde emme, bırakma ve taşıma prensibiyle çalışır.
NiMH piller, pozitif ve negatif elektrot görevi gören iki metal şeritten ve bunlar arasında yalıtkan bir folyo ayırıcıdan oluşur. Bu enerji "sandviç" sarılır ve sıvı ile birlikte bir bataryaya yerleştirilir.elektrolit. Pozitif elektrot genellikle metal hidritin negatif elektrotu olan nikelden oluşur. Bu nedenle "NiMH" veya "nikel metal hidrit" adı.
Faydaları:
- Daha az toksin içerir, çevre dostudur ve geri dönüştürülebilir.
- Bellek etkisi Ni-Cad'den daha yüksektir.
- Lityum pillerden çok daha güvenli.
Kusurlar:
- Derin deşarj, ömrü kıs altır ve hızlı şarj ve yüksek yük sırasında ısı üretir.
- Kendi kendine deşarj diğer pillere göre daha yüksektir ve NiMH'yi şarj etmeden önce dikkate alınmalıdır.
- Yüksek düzeyde bakım gerekli. Şarj sırasında kristal oluşumunu önlemek için pil tamamen boşalmış olmalıdır.
- Ni-Cad pilden daha pahalı.
Şarj/deşarjın özellikleri
Nikel-Metal Hidrür hücre, pilin kabul edebileceği deşarj eğrisi (ilave şarj ile) gibi NiCd'ye benzer birçok özelliğe sahiptir. Şarj tasarımcıları için büyük bir sorun olan kapasite düşüşüne neden olan aşırı şarja tolerans göstermez.
NiMH pili doğru şekilde şarj etmek için gerekli mevcut özellikler:
- Nominal voltaj 1,2V'dir.
- Özgül enerji - 60-120 Wh/kg.
- Enerji yoğunluğu - 140-300 Wh/kg.
- Özgül güç - 250-1000 W/kg.
- Şarj/deşarj verimliliği -%90.
Nikel pillerin şarj verimliliği, tam kapasitenin %100'ü ile %70'i arasında değişir. Başlangıçta sıcaklıkta hafif bir artış olur, ancak daha sonra şarj seviyesi yükseldiğinde verimlilik düşer ve NiMH'yi şarj etmeden önce dikkate alınması gereken ısı üretir.
Bir NiCD pil belirli bir minimum voltaja deşarj edilip ardından şarj edildiğinde, koşullandırma etkisini az altmak için özen gösterilmelidir (yaklaşık her 10 şarj/deşarj döngüsünde), aksi takdirde kapasitesini kaybetmeye başlar. NiMH için, etki ihmal edilebilir olduğundan bu gereklilik gerekli değildir.
Ancak böyle bir kurtarma işlemi NiMH cihazları için de uygundur, NiMH pilleri şarj etmeden önce bunu göz önünde bulundurmanız önerilir. İşlem, tam kapasiteye ulaşmadan önce üç ila beş kez tekrarlanır. Şarj edilebilir pillerin koşullandırma süreci, uzun yıllar dayanmalarını sağlar.
NiMH kurtarma yöntemleri
NiMH pillerle kullanılabilecek birkaç şarj yöntemi vardır. NiCds gibi, sabit bir akım kaynağı gerektirirler. Hız genellikle hücre gövdesinde belirtilir. Teknolojik standartları aşmamalıdır. Şarj sınırlarının sınırları, üreticiler tarafından açıkça düzenlenir. Pilleri kullanmadan önce, NiMH pilleri hangi akımla şarj edeceğinizi açıkça bilmeniz gerekir. Arızayı önlemek için kullanılan birkaç yöntem vardır:
- Zamanlayıcı ile şarj etme. için zaman kullanımısürecin sonunu belirlemek en kolay yoldur. Çoğu cihazda bu özellik bulunmasa da, genellikle cihaza bir elektronik zamanlayıcı yerleştirilmiştir. Yaklaşım, hücrenin, örneğin tamamen boşaldığında olduğu gibi, bilinen bir durumdan şarj edildiğini varsayar.
- Termal algılama. İşlemin sonunun belirlenmesi, elemanın sıcaklığı izlenerek gerçekleştirilir. Cihaz aşırı şarj edildiğinde ısınacak olsa da, pilin merkezi dışarıdan çok daha sıcak olacağından sıcaklık artışını doğru bir şekilde ölçmek zordur.
- Negatif delta voltajının tespiti. NiMH voltaj düşüşünü (5 mV) algılar. NiMH pilleri şarj etmeden önce, "parazitik" sensörün ve diğer gürültülerin şarjın sona ermesine yol açmamasını sağlamak için böyle bir düşüşü güvenilir bir şekilde yakalamak için gürültü filtrelemesi başlatılır.
Paralel eleman kaynağı
Pillerin paralel şarj edilmesi işlemin sonunu niteliksel olarak belirlemeyi zorlaştırır. Bunun nedeni, her hücrenin veya paketin aynı dirence sahip olduğundan ve bu nedenle bazılarının diğerlerinden daha fazla akım çekeceğinden emin olunamamasıdır. Bu, paralel ünitedeki her hat için ayrı bir şarj devresinin kullanılması gerektiği anlamına gelir. NiMH'nin ne kadar akımla şarj edileceği, örneğin kontrol parametrelerine hükmedecek kadar değerde dirençler kullanılarak dengelenerek belirlenmelidir.
Modern algoritmalar, termistör kullanmadan doğru şarjı sağlamak için geliştirilmiştir. Bunlarcihazlar Delta V'ye benzer, ancak tam şarjı tespit etmek için özel ölçüm yöntemlerine sahiptir, genellikle voltajın bir zaman aralığında ve darbeler arasında ölçüldüğü bir tür döngüyü içerir. Çok elemanlı paketler için, aynı durumda değillerse ve kapasite olarak dengeli değillerse, bir aşamanın sonunu bildirerek birer birer doldurabilirler.
Onları dengelemek birkaç döngü alacaktır. Pil şarjının sonuna geldiğinde, elektrotlarda oksijen oluşmaya ve katalizörde yeniden birleşmeye başlar. Yeni kimyasal reaksiyon, bir termistörle kolayca ölçülebilen ısı yaratır. Hızlı geri yükleme sırasında bir işlemin sonunu algılamanın en güvenli yolu budur.
Yenilenmenin ucuz yolu
Gecede şarj, NiMH pili saatte nominal kapasitenin %10'unun altında olan C/10'da şarj etmenin en ucuz yoludur. NiMH'yi uygun şekilde şarj etmek için bu dikkate alınmalıdır. Böylece 100mAh pil 15 saat boyunca 10mA'da şarj olur. Bu yöntem, işlem sonu sensörü gerektirmez ve tam şarj sağlar. Modern hücreler, elektrik akımına maruz kaldığında pilin zarar görmesini önleyen bir oksijen geri dönüşüm katalizörüne sahiptir.
Şarj hızı C/10'un üzerindeyse bu yöntem kullanılamaz. Tam bir reaksiyon için gereken minimum voltaj sıcaklığa bağlıdır (20 derecede hücre başına en az 1,41V), bu da NiMH'yi uygun şekilde şarj etmek için dikkate alınmalıdır. Uzun süreli iyileşme ventilasyona neden olmaz. Pili biraz ısıtır. Servis ömrünü korumak için 13 ila 15 saat aralığında bir zamanlayıcı kullanılması tavsiye edilir. Ni-6-200 şarj cihazı, bir LED aracılığıyla şarj durumunu bildiren ve aynı zamanda bir senkronizasyon işlevi gerçekleştiren bir mikroişlemciye sahiptir.
Hızlı şarj işlemi
Zamanlayıcıyı kullanarak C/3.33'ü 5 saat şarj edebilirsiniz. Önce pilin tamamen boşalması gerektiğinden bu biraz risklidir. Bunun olmamasını sağlamanın bir yolu, pili şarj cihazıyla otomatik olarak boş altmak ve ardından 5 saat boyunca kurtarma işlemini başlatmaktır. Bu yöntem, negatif pil belleği oluşturma olasılığını ortadan kaldırma avantajına sahiptir.
Şu anda, tüm üreticiler bu tür şarj cihazları üretmemektedir, ancak mikroişlemci kartı, örneğin C/10 /NiMH-NiCad-solar-charge-controller şarj cihazında kullanılır ve bir deşarj gerçekleştirmek üzere kolayca değiştirilebilir. Kısmen şarj edilmiş bir pilin enerjisini makul bir süre içinde dağıtmak için bir güç dağıtıcısı gerekecektir.
Sıcaklık monitörü kullanılıyorsa, NiMH piller 1C'ye kadar yani 1,5 saat boyunca %100 amper-saat kapasitede şarj edilebilir. PowerStream pil şarj denetleyicisi bunu, daha karmaşık algoritmalar için voltaj ve akımı ölçebilen bir kontrol panosu ile birlikte yapar. Sıcaklık yükseldiğinde, işlem durdurulmalı ve ne zamandT/dt değeri dakikada 1-2 derece olarak ayarlanmalıdır.
Şarjın sonunu belirlemek için -dV sinyalini kullanırken mikroişlemci kontrolünü kullanan yeni algoritmalar var. Pratikte çok iyi çalışırlar, bu nedenle modern cihazlar voltajı ölçmek için açma ve kapama işlemlerini içeren bu teknolojiyi kullanır.
Adaptör özellikleri
Önemli bir konu pil ömrü veya sistemin toplam kullanım ömrü maliyetidir. Bu durumda üreticiler mikroişlemci kontrollü cihazlar sunar.
Mükemmel şarj cihazı için algoritma:
- Yumuşak başlangıç. Sıcaklık 40 derecenin üzerinde veya sıfırın altındaysa, C/10'u şarj ederek başlayın.
- Seçenek. Boşalan pil voltajı 1,0 V/hücre'den yüksekse, pili 1,0 V/hücre'ye boş altın ve ardından hızlı şarj işlemine geçin.
- Hızlı şarj. 1 derecede, sıcaklık 45 dereceye ulaşana veya dT tam şarjı gösterene kadar.
- Hızlı şarj tamamlandıktan sonra, tam şarj olması için 4 saat boyunca C/10'da şarj edin.
- Şarj edilmiş bir NiMH pilin voltajı 1,78V/hücreye yükselirse, işlemi durdurun.
- Hızlı şarj süresi kesintisiz 1,5 saati aşarsa durdurulur.
Teorik olarak, yeniden şarj etme, pili tam olarak şarj etmeye yetecek kadar hızlı, ancak aşırı şarjı önleyecek kadar yavaş bir şarj hızıdır. Belirli bir pil için en uygun yeniden şarj oranını belirlemetarif etmesi biraz zor, ancak genel olarak pil kapasitesinin yaklaşık yüzde onu olduğu kabul ediliyor, örneğin Sanyo 2500 mAh AA NiMH için en uygun şarj hızı 250 mA veya daha düşük. NiMH pilleri doğru şekilde şarj etmek için dikkate alınmalıdır.
Pil hasarı süreçleri
Erken pil arızasının en yaygın nedeni aşırı şarjdır. Buna en sık neden olan şarj cihazı türleri, 5 veya 8 saatlik "hızlı şarj cihazları" olarak adlandırılır. Bu enstrümanlarla ilgili sorun, gerçekten bir süreç kontrol mekanizmasına sahip olmamalarıdır.
Çoğunun basit işlevleri vardır. Sabit bir süre boyunca (genellikle beş veya sekiz saat) tam hızda şarj olurlar ve ardından kapanır veya daha düşük bir "manuel" hıza geçerler. Doğru kullanılırlarsa, her şey yolunda demektir. Yanlış uygulanırlarsa pil ömrü birkaç şekilde kısalır:
- Cihaza tam şarjlı veya kısmen şarjlı piller takıldığında, bunu algılayamaz, bu nedenle tasarlandığı pilleri tam olarak şarj eder. Böylece pil kapasitesi düşer.
- Başka bir yaygın durum, devam eden şarj döngüsünü kesmektir. Ancak, bunu bir yeniden bağlantı takip eder. Ne yazık ki bu, önceki döngü neredeyse tamamlanmış olsa bile tam şarj döngüsünün yeniden başlatılmasına neden olur.
En kolay yolBu senaryolardan kaçınmak için akıllı bir mikroişlemci kontrollü şarj cihazı kullanın. Pilin tam olarak şarj olduğunu algılayabilir ve ardından - tasarımına bağlı olarak - ya tamamen kapanır ya da yavaş şarj moduna geçer.
iMax B6 akıllı cihazlar
NiMH iMax'i şarj etmek için özel bir şarj cihazına ihtiyacınız olacak, çünkü yanlış yöntemin kullanılması pili işe yaramaz hale getirebilir. Birçok kullanıcı, iMax B6'nın NiMH şarjı için en iyi seçim olduğunu düşünmektedir. 15 adede kadar hücre pili sürecini ve ayrıca farklı pil türleri için birçok ayar ve yapılandırmayı destekler. Önerilen şarj süresi 20 saati geçmemelidir.
Genellikle, üretici standart bir NiMH pilden 2000 şarj/deşarj döngüsü garanti eder, ancak bu, kullanım koşullarına bağlı olarak değişebilir.
Çalışma algoritması:
- NiMH iMax B6'yı şarj etme. Doğru bağlantının yapıldığından emin olmak için kablonun ucundaki şekil dikkate alınarak güç kablosunu cihazın sol tarafındaki çıkışa takmak gerekir. Tam olarak yerleştiriyoruz ve ekranda bir ses sinyali ve bir karşılama mesajı göründüğünde basmayı bırakıyoruz.
- İlk menüde gezinmek için en soldaki gümüş düğmeyi kullanın ve şarj edilecek pil türünü seçin. En soldaki düğmeye basmak seçimi onaylayacaktır. Sağdaki düğme seçenekler arasında gezinir: şarj, deşarj, denge, hızlı şarj, depolama vediğerleri.
- İki merkezi kontrol düğmesi, istediğiniz numarayı seçmenize yardımcı olacaktır. Giriş yapmak için en sağdaki tuşa basarak ortadaki iki tuş ile tekrar kaydırıp enter tuşuna basarak voltaj ayarına gidebilirsiniz.
- Pili bağlamak için birden fazla kablo kullanın. İlk set laboratuvar tel ekipmanına benziyor. Genellikle timsah klipsleri ile birlikte gelir. Bağlantı için prizler, cihazın sağ tarafında alta yakın bir yerde bulunur. Onları tespit etmek yeterince kolaydır. NiMH'yi iMax B6 ile bu şekilde şarj edebilirsiniz.
- Ardından boş pil kablosunu kırmızı ve siyah kıskaçların ucuna bağlayarak kapalı bir döngü oluşturmanız gerekir. Bu, özellikle kullanıcı ilk kez yanlış ayarlar yaparsa biraz riskli olabilir. Giriş düğmesini üç saniye basılı tutun. Ardından ekran pili kontrol ettiğini bildirmelidir, ardından kullanıcıdan mod ayarını onaylaması istenecektir.
- Pil şarj olurken, farklı modlarda şarj işlemi hakkında bilgi sağlayan iki orta düğmeyi kullanarak ekrandaki çeşitli ekranlar arasında gezinebilirsiniz.
Pil performansını optimize etmek için ipuçları
En standart tavsiye, pilleri tamamen boş altmak ve ardından yeniden şarj etmektir. Bu "hafıza etkisi" için bir tedavi olmasına rağmen, nikel-kadmiyum pillerde dikkatli olunmalıdır, çünkü aşırı deşarj nedeniyle pillere zarar vermek kolaydır, bu da "kutup tersine çevrilmesine" ve geri döndürülemez süreçlere yol açar. Bazı durumlarda, pil elektroniği yapılırolumsuz süreçleri gerçekleşmeden önce kapatarak önleyecek şekilde, ancak el feneri gibi daha basit cihazlar bunu yapmaz.
Gerekli:
- Onları değiştirmeye hazır olun. Nikel metal hidrit piller sonsuza kadar dayanmaz. Kaynağın bitiminden sonra çalışmayı bırakacaklar.
- Süreci elektronik olarak kontrol eden ve aşırı şarjı önleyen akıllı bir şarj cihazı satın alın. Bu yalnızca piller için daha iyi olmakla kalmaz, aynı zamanda daha az güç kullanır.
- Şarj tamamlandığında pili çıkarın. Cihazda gereksiz zaman kalması, şarj etmek için daha fazla jet enerjisinin kullanılması, dolayısıyla aşınma ve yıpranmanın artması ve daha fazla güç kullanılması anlamına gelir.
- Ömrünü uzatmak için pilleri tamamen boş altmayın. Aksine tüm tavsiyelere rağmen, tam bir deşarj aslında ömürlerini kıs altır.
- NiMH pilleri oda sıcaklığında kuru bir yerde saklayın.
- Aşırı ısı pillere zarar verebilir ve pillerin çabuk bitmesine neden olabilir.
- Düşük pil modeli kullanmayı düşünün.
Böylece bir çizgi çizebilirsiniz. Gerçekten de, NiMH piller üretici tarafından günümüz ortamına daha hazırdır ve pilleri akıllı bir cihaz kullanarak doğru şekilde şarj etmek, performanslarını ve uzun ömürlerini sağlayacaktır.
