For nylig modtog jeg et sæt nikkel-metalhydrid genopladelige (NiMH) batterier til Bosch 14.4V, 2.6Ah skruetrækker. Batterier havde faktisk en lille kapacitet, skønt de kun blev brugt under belastning i en kort periode og havde et lille antal afladning (arbejde) - opladningscyklusser. Af denne grund besluttede jeg at adskille batterierne, udføre deres element-for-element-målinger for at bestemme egenskaber og mulig gendannelse, bruge de "overlevende" elementer i hjemmelavede produkter der kræver en stor strømudgang på kort tid. Dette arbejde beskrives i trin i bemærkningen “Automatisk batteriafladeanordning».
Efter demontering af batteriet
blev der udført en forberedende afladning af elementerne på den specificerede indretning med en kontrol over den mindste restspænding på 0,9 ... 1,0 volt for at udelukke en dyb udladning. Dernæst kræves en enkel og pålidelig oplader for at oplade dem fuldt.
Opladningskrav
Producenter af NiMH-batterier anbefaler, at der udføres en opladning med en aktuel værdi i intervallet 0,75-1,0 C. Under disse forhold er opladningsprocessens effektivitet, mest af cyklussen, så høj som muligt. Men ved afslutningen af opladningsprocessen falder effektiviteten kraftigt, og energien går i varmeproduktion. Inde i elementet stiger temperatur og tryk kraftigt. Batterier har en nødventil, der kan åbnes, når trykket øges. I dette tilfælde vil batteriets egenskaber uopretteligt gå tabt. Ja, og selve temperaturen har en negativ indvirkning på strukturen i batteriets elektroder.
Af denne grund er det for nikkel-metalhydridbatterier meget vigtigt at kontrollere batteriets tilstande og tilstand, når det oplades, i det øjeblik opladningsprocessen slutter, for at forhindre overopladning eller ødelæggelse af batteriet.
Som indikeret begynder temperaturen i slutningen af NiMH-batteriets opladningsproces. Dette er hovedparameteren for at slukke for ladningen. Normalt tages en temperaturstigning på mere end 1 grad pr. Minut som et kriterium for afslutning af ladningen. Men ved strømme med lav ladning (mindre end 0,5 ° C), når temperaturen stiger langsomt nok, er det vanskeligt at registrere. En absolut temperaturværdi kan bruges til dette. Denne værdi tages 45-50 ° C. I dette tilfælde skal ladningen afbrydes og fornyes (om nødvendigt) efter afkøling af elementet.
Det er også nødvendigt at indstille en tidsbegrænsning for opladning. Det kan beregnes efter batterikapaciteten, mængden af ladestrøm og proceseffektivitet plus 5-10 procent. I dette tilfælde slukkes opladeren ved den normale processtemperatur på det indstillede tidspunkt.
Ved en dyb afladning af NiMH-batteriet (mindre end 0,8 V) indstilles ladestrømmen foreløbigt til 0,1 ... 0,3C. Denne fase er tidsbegrænset og tager ca. 30 minutter. Hvis batteriet i dette tidsrum ikke gendanner spændingen 0,9 ... 1,0 V, er cellen kompromisløs. I det positive tilfælde udføres ladning derefter med en forøget strøm i området fra 0,5-1,0 ° C.
Og alligevel, om den ultrahurtige batteriopladning. Det vides, at når opladning af op til 70% af dens kapacitet har nikkel-metalhydridbatteriet en opladningseffektivitet tæt på 100 procent. Derfor er det på dette tidspunkt muligt at øge strømmen for at fremskynde dens passage. Strømme i sådanne tilfælde er begrænset til 10C. Høj strøm kan let føre til overophedning af batteriet og ødelæggelse af strukturen på dets elektroder. Derfor anbefales brug af ultrahurtig opladning kun ved konstant overvågning af opladningsprocessen.
Opladerfremstillingsproces til NiMH-batteri gennemgået nedenfor.
1. Oprettelse af basisdata.
- Opladning af cellen med en konstant strømværdi på 0,5 ... 1,0C til den nominelle kapacitet.
- Udgangsstrøm (justerbar) - 20 ... 400 (800) ma.
- Stabilisering af udgangsstrømmen.
- Udgangsspænding 1,3 ... 1,8 V.
- Indgangsspænding - 9 ... 12 V.
- Indgangsstrøm - 400 (1000) ma.
2. Som strømkilde til hukommelsen vælger vi en mobiladapter 220/9 volt, 400 ma. Det er muligt at udskifte med en mere kraftfuld (f.eks. 220 / 1.6 ... 12V, 1000 ma). Ændringer i design af hukommelsen er ikke påkrævet.
3. Overvej opladningskredsløbet
En designvariant af batteriopladeren er en stabiliserings- og strømbegrænsende enhed og er lavet på et element i en driftsforstærker (op forstærker) og en kraftig komposit n-p-n-transistor KT829A. Opladeren gør det muligt at justere ladestrømmen. Stabiliseringen af den indstillede strøm sker ved at øge eller formindske udgangsspændingen.
Ved forbindelsespunktet af modstanden R1 og zenerdioden VD1 genereres en stabil referencespænding. Ved at ændre spændingsværdien taget fra potentiometeret R2 i modstandsdeleren ved den ikke-inverterende indgang til driftsforstærkeren (stift 3) ændrer vi værdien på udgangsspændingen (stift 6), og derfor strømmen gennem VT1. Modstand R5 begrænser strømmen i kredsløbet til det genopladelige batteri. Ændringen i spændingsfaldet ved R5, når ladestrømmen afviger gennem tilbagekoblingen (OOS) til inverteringsindgangen til op-forstærkeren (pin 2), korrigerer og stabiliserer udgangsstrømmen for opladeren. Den installerede R2-strøm vil være stabil indtil slutningen af opladningen af denne og efterfølgende batterier af samme type.
Dette strømstabilisatorkredsløb er meget alsidigt og kan bruges til at begrænse strømmen i forskellige udformninger. Kredsløbet er let at gentage, består af enkle og overkommelige radiokomponenter, og når de installeres korrekt, begynder de straks at arbejde.
Et træk ved dette kredsløb er muligheden for at bruge tilgængelige driftsforstærkere med en forsyningsspænding på 12V, for eksempel K140UD6, K140UD608, K140UD12, K140UD1208, LM358, LM324, TL071 / 081. KT829A-transistoren er det vigtigste kraftelement, og al strøm går gennem den, derfor installeres den nødvendigvis på kølelegemet. Valget af transistor bestemmes af den krævede ladestrøm, der er indstillet til at oplade batteriet.
4. Vælg huset til opladeren. Han bestemmer formen, designen, varmefjerningsbetingelserne og hukommelsens udseende. I dette tilfælde blev der valgt en aluminiums aerosolbeholder. Vi fjerner dens øverste del.
5. Vi afskærer fra den universelle monteringsplade en del, der er lig med bredden og cylinderns indvendige diameter. Det foretrækkes at stramme pladen ind i cylinderen uden at hæve.
6. Vi afslutter hukommelsen med dele i henhold til skemaet. Aerosolhætten er godt dimensioneret som en potentiometerknap.
7. Vi fikserer transistoren på radiatoren og installerer radiatoren på kanten af tavlen, ifølge foto.
8. Lodde transistoren fører til pladerne på brættet.
9. Lodde modstanden, begrænser den maksimale mulige batteriopladningsstrøm. Da hele ladningsstrømmen passerer gennem modstanden R5, for den bedste afkøling af modstanden, trækkes den fra de vidt anvendte (MLT-1) fire parallelt forbundne modstande på 22 ohm med en effekt på 1 W hver. Derudover er en 1,8 ohm 5-watts modstand installeret i serie. Den samlede modstand på R5 var ca. 7 ohm (gennemsnitlig effekt 4 watt). Modstandernes modstand og udstyr afhænger af den planlagte ladestrøm og tilgængeligheden af dele fra producenten.
10. Saml kontroldelen af hukommelsen på et brødbrætkredsløb. Vi tilslutter den producerede strømmenhed på opladeren og forbinder belastningen - et genopladeligt batteri. For at kontrollere betjenings- og fejlsøgningstilstande skal du slutte hukommelsen til en justerbar strømforsyning. Vi kontrollerer omfanget af justering af ladestrømmen, om nødvendigt vælger vi værdien af modstande R2 og R3.
11. Overfør kontroldelen af hukommelsen til arbejds tørklædet
og fastgør den til strømforsyningen.
12. På tavlen, på siden, skal du installere stikket til tilslutning af strømforsyningen til opladeren (adapter eller anden strømforsyning).
13. Installer hukommelsen i huset, og anbring radiatoren i den øverste (åbne) del.
Forbor en række huller med en diameter på 6 mm i den nedre cylindriske del af huset. Opladerhusets arbejdsposition er lodret, derfor oprettes der i det, der ligner en skorsten, en naturlig trækkraft. Luft opvarmet af modstande og en radiator stiger op fra huset opad og trækker koldt ind i de nederste huller. En sådan ventilation fungerer effektivt, fordi betydelig opvarmning af radiatoren med 2, 3 timers drift af opladeren praktisk talt ikke mærkes ved opvarmning af kabinettet.
14. Opladeren samles med et arbejdsæt og testes under belastning, idet et dusin batterier fuldt oplades. Hukommelsen fungerer stabilt. Samtidig overvåges periodisk den estimerede opladningstid og batteritemperaturen for at deaktivere opladeren ved kritiske værdier. Brug af "krokodiller" til at tilslutte batteriet giver dig mulighed for at oprette forbindelse til hukommelseskontrollens ammeter (multimeter) for at justere opladningsstrømmen. Ved opladning af efterfølgende elementer af samme type er der ikke behov for et ammeter.
