NiMH significa hidreto de metal de níquel. O carregamento adequado é fundamental para manter o desempenho e a longevidade. Você precisa conhecer essa tecnologia para carregar NiMH. A recuperação de células NiMH é um processo bastante complicado, pois o pico de tensão e a queda subsequente são menores e, portanto, os indicadores são mais difíceis de determinar. A sobrecarga leva ao superaquecimento e danos à célula, após o que a capacidade é perdida, resultando em perda de funcionalidade.
Design e princípio de funcionamento
Bateria é um dispositivo eletroquímico no qual a energia elétrica é convertida e armazenada na forma química. A energia química é facilmente convertida em energia elétrica. NiMH funciona com o princípio de absorver, liberar e transportar hidrogênio dentro de dois eletrodos.
As baterias NiMH consistem em duas tiras de metal que atuam como eletrodos positivo e negativo, e um separador de folha isolante entre elas. Este "sanduíche" de energia é enrolado e colocado em uma bateria junto com líquidoeletrólito. O eletrodo positivo geralmente consiste de níquel, o eletrodo negativo de hidreto metálico. Daí o nome "NiMH", ou "hidreto metálico de níquel".
Benefícios:
- Contém menos toxinas e é ecologicamente correto e reciclável.
- Efeito de memória é maior que Ni-Cad.
- Muito mais seguro que as baterias de lítio.
Falhas:
- Descarga profunda reduz a vida útil e gera calor durante carregamento rápido e carga alta.
- A autodescarga é maior em comparação com outras baterias e deve ser levada em consideração antes de carregar NiMH.
- Alto nível de manutenção necessário. A bateria deve estar totalmente descarregada para evitar a formação de cristais durante o carregamento.
- Mais cara que a bateria Ni-Cad.
Características de carga/descarga
A célula de Hidreto Metálico de Níquel possui muitas características semelhantes ao NiCd, como a curva de descarga (com carga adicional) que a bateria pode aceitar. É intolerante à sobrecarga que causa degradação da capacidade, o que é um grande problema para os projetistas de carregadores.
Especificações atuais necessárias para carregar corretamente uma bateria NiMH:
- A tensão nominal é 1,2V.
- Energia específica - 60-120 Wh/kg.
- Densidade de energia - 140-300 Wh/kg.
- Potência específica - 250-1000 W/kg.
- Eficiência de carga/descarga -90%.
A eficiência de carregamento das baterias de níquel varia de 100% a 70% da capacidade total. Inicialmente há um ligeiro aumento de temperatura, mas depois, quando o nível de carga aumenta, a eficiência cai, gerando calor, que deve ser levado em consideração antes de carregar NiMH.
Quando uma bateria de NiCD é descarregada a uma certa tensão mínima e depois carregada, deve-se tomar cuidado para reduzir o efeito de condicionamento (aproximadamente a cada 10 ciclos de carga/descarga), caso contrário ela começará a perder capacidade. Para NiMH, esse requisito não é necessário, pois o efeito é insignificante.
No entanto, esse processo de recuperação também é conveniente para dispositivos NiMH, é recomendável considerá-lo antes de carregar baterias NiMH. O processo é repetido três a cinco vezes antes de atingir a capacidade total. O processo de condicionamento das baterias recarregáveis garante que elas durem por muitos anos.
Métodos de recuperação NiMH
Existem vários métodos de carregamento que podem ser usados com baterias NiMH. Eles, como NiCds, requerem uma fonte de corrente constante. A velocidade é geralmente indicada no corpo da célula. Não deve exceder os padrões tecnológicos. Os limites dos limites de cobrança são claramente regulamentados pelos fabricantes. Antes de usar as baterias, você precisa saber claramente com que corrente carregar as baterias NiMH. Existem vários métodos que são usados para evitar falhas:
- Carregamento por temporizador. Uso do tempo paradeterminar o fim do processo é a maneira mais fácil. Muitas vezes, um temporizador eletrônico está embutido no dispositivo, embora muitos dispositivos não tenham esse recurso. A abordagem assume que a célula é carregada a partir de um estado conhecido, como quando está totalmente descarregada.
- Detecção térmica. A determinação do final do processo é realizada monitorando a temperatura do elemento. Embora o dispositivo fique mais quente quando sobrecarregado, é difícil medir com precisão o aumento da temperatura, pois o centro da bateria estará muito mais quente que o exterior.
- Detecção de tensão delta negativa. NiMH detecta queda de tensão (5 mV). Antes de carregar baterias NiMH, a filtragem de ruído é introduzida para capturar de forma confiável essa queda para garantir que o sensor "parasitário" e outros ruídos não levem ao fim do carregamento.
Fornecimento paralelo de elementos
O carregamento paralelo de baterias torna difícil determinar qualitativamente o final do processo. Isso ocorre porque não se pode ter certeza de que cada célula ou pacote tem a mesma resistência e, portanto, alguns consumirão mais corrente do que outros. Isso significa que um circuito de carregamento separado deve ser usado para cada linha na unidade paralela. Deve-se estabelecer quanta corrente carregar o NiMH equilibrando, por exemplo, usando resistores de tal valor que dominem os parâmetros de controle.
Algoritmos modernos foram desenvolvidos para garantir um carregamento preciso sem o uso de um termistor. EssesOs dispositivos são semelhantes ao Delta V, mas possuem métodos de medição especiais para detectar a carga total, geralmente envolvendo algum tipo de ciclo em que a tensão é medida em um intervalo de tempo e entre pulsos. Para pacotes com vários elementos, se eles não estiverem no mesmo estado e não estiverem balanceados em capacidade, eles podem ser preenchidos um de cada vez, sinalizando o fim de um estágio.
Vai levar vários ciclos para equilibrá-los. Quando a bateria chega ao fim de sua carga, o oxigênio começa a se formar nos eletrodos e se recombinar no catalisador. A nova reação química cria calor que pode ser facilmente medido com um termistor. Essa é a maneira mais segura de detectar o fim de um processo durante uma restauração rápida.
Maneira barata de regenerar
O carregamento noturno é a maneira mais barata de carregar uma bateria NiMH em C/10, que está abaixo de 10% da capacidade nominal por hora. Isso deve ser levado em consideração para carregar corretamente o NiMH. Portanto, uma bateria de 100mAh carregará a 10mA por 15 horas. Este método não requer um sensor de fim de processo e fornece uma carga completa. As células modernas têm um catalisador de reciclagem de oxigênio que evita danos à bateria quando exposta à corrente elétrica.
Este método não pode ser usado se a velocidade de carregamento for superior a C/10. A tensão mínima necessária para uma reação completa depende da temperatura (pelo menos 1,41 V por célula a 20 graus), que deve ser considerada para carregar adequadamente o NiMH. A recuperação prolongada não causa ventilação. Ele aquece um pouco a bateria. Para preservar a vida útil, recomenda-se a utilização de um temporizador com intervalo de 13 a 15 horas. O carregador Ni-6-200 possui um microprocessador que informa o estado da carga por meio de um LED e também realiza uma função de sincronização.
Processo de carregamento rápido
Usando o timer, você pode carregar o C/3.33 por 5 horas. Isso é um pouco arriscado, pois a bateria deve ser totalmente descarregada primeiro. Uma forma de garantir que isso não aconteça é descarregar automaticamente a bateria pelo carregador, que então inicia o processo de recuperação por 5 horas. Este método tem a vantagem de eliminar qualquer possibilidade de criar uma memória de bateria negativa.
Atualmente, nem todos os fabricantes produzem tais carregadores, mas a placa do microprocessador é usada, por exemplo, no carregador do controlador de carga solar C/10/NiMH-NiCad e pode ser facilmente modificada para realizar uma descarga. Um dissipador de energia será necessário para dissipar a energia de uma bateria parcialmente carregada em um período de tempo razoável.
Se um monitor de temperatura for usado, as baterias NiMH podem ser carregadas em até 1C, ou seja, 100% amp-hora de capacidade por 1,5 horas. O controlador de carga de bateria PowerStream faz isso em conjunto com uma placa de controle capaz de medir tensão e corrente para algoritmos mais complexos. Quando a temperatura aumenta, o processo deve ser interrompido, e quandoO valor dT/dt deve ser ajustado para 1-2 graus por minuto.
Existem novos algoritmos que usam o controle por microprocessador ao usar o sinal -dV para determinar o fim da carga. Na prática, eles funcionam muito bem, e é por isso que os dispositivos modernos usam essa tecnologia, que inclui processos liga e desliga para medir a tensão.
Especificações do adaptador
Uma questão importante é a vida útil da bateria ou o custo total da vida útil do sistema. Neste caso, os fabricantes oferecem dispositivos com controle microprocessado.
Algoritmo para o carregador perfeito:
- Início suave. Se a temperatura estiver acima de 40 graus ou abaixo de zero, comece carregando C/10.
- Opção. Se a tensão da bateria descarregada for superior a 1,0 V/célula, descarregue a bateria para 1,0 V/célula e, em seguida, prossiga para o carregamento rápido.
- Carregamento rápido. A 1 grau até que a temperatura atinja 45 graus ou dT indica carga completa.
- Após a conclusão do carregamento rápido, carregue em C/10 por 4 horas para garantir uma carga completa.
- Se a tensão de uma bateria NiMH carregada subir para 1,78V/célula, pare a operação.
- Se o tempo de carregamento rápido exceder 1,5 horas sem interrupção, ele será interrompido.
Teoricamente, recarga é uma taxa de carga rápida o suficiente para manter a bateria totalmente carregada, mas lenta o suficiente para evitar sobrecarga. Determinando a taxa de recarga ideal para uma bateria específicaum pouco difícil de descrever, mas é geralmente aceito que é cerca de dez por cento da capacidade da bateria, por exemplo, para Sanyo 2500 mAh AA NiMH, a taxa de recarga ideal é de 250 mA ou inferior. Isso deve ser levado em consideração para carregar corretamente as baterias NiMH.
Processos de danos à bateria
A causa mais comum de falha prematura da bateria é a sobrecarga. Os tipos de carregadores que mais frequentemente o causam são os chamados "carregadores rápidos" de 5 ou 8 horas. O problema com esses instrumentos é que eles realmente não possuem um mecanismo de controle de processo.
A maioria deles tem funcionalidade simples. Eles carregam em velocidade máxima por um período fixo de tempo (geralmente cinco ou oito horas) e depois desligam ou mudam para uma velocidade "manual" mais baixa. Se eles forem usados corretamente, então tudo está em ordem. Se forem aplicados incorretamente, a vida útil da bateria será reduzida de várias maneiras:
- Quando baterias totalmente carregadas ou parcialmente carregadas são inseridas no dispositivo, ele não pode detectá-lo, então ele carrega totalmente as baterias para as quais foi projetado. Assim, a capacidade da bateria diminui.
- Outra situação comum é interromper o ciclo de carregamento em andamento. No entanto, isso é seguido por uma reconexão. Infelizmente, isso faz com que um ciclo de carga completo seja reiniciado, mesmo que o ciclo anterior esteja quase completo.
A maneira mais fácilPara evitar esses cenários, use um carregador inteligente controlado por microprocessador. Ele pode detectar quando a bateria está totalmente carregada e, dependendo do design, desligar completamente ou alternar para o modo de carga lenta.
iMax B6 dispositivos inteligentes
Para carregar o NiMH iMax, você precisará de um carregador dedicado, pois usar o método errado pode inutilizar a bateria. Muitos usuários consideram o iMax B6 a melhor escolha para carregamento de NiMH. Suporta o processo de baterias de até 15 células, bem como muitas configurações e configurações para diferentes tipos de baterias. O tempo de carregamento recomendado não deve exceder 20 horas.
Normalmente, o fabricante garante 2.000 ciclos de carga/descarga de uma bateria NiMH padrão, embora isso possa variar dependendo das condições de uso.
Algoritmo de trabalho:
- Carregamento NiMH iMax B6. É necessário conectar o cabo de alimentação à tomada do lado esquerdo do dispositivo, levando em consideração o formato da extremidade do cabo para garantir que a conexão seja feita corretamente. Nós o inserimos até o fim e paramos de pressionar quando um sinal sonoro e uma mensagem de boas-vindas aparecem na tela do visor.
- Use o botão prateado na extrema esquerda para rolar pelo primeiro menu e selecionar o tipo de bateria a ser carregada. Pressionar o botão mais à esquerda confirmará a seleção. O botão à direita percorrerá as opções: carga, descarga, saldo, carga rápida, armazenamento eoutros.
- Dois botões de controle central irão ajudá-lo a selecionar o número desejado. Ao pressionar o botão mais à direita para entrar, você pode ir para a configuração de tensão rolando novamente com os dois botões centrais e pressionando enter.
- Use vários cabos para conectar a bateria. O primeiro conjunto parece um equipamento de laboratório. Muitas vezes vem com clipes de crocodilo. Os soquetes para conexão estão localizados no lado direito do dispositivo, próximo à parte inferior. Eles são fáceis de detectar. É assim que você pode carregar NiMH com iMax B6.
- Depois você precisa conectar o cabo livre da bateria ao final dos grampos vermelho e preto, criando um loop fechado. Isso pode ser um pouco arriscado, especialmente se o usuário fizer as configurações erradas pela primeira vez. Pressione e segure o botão Enter por três segundos. A tela deve então informar que está verificando a bateria, após o que o usuário será solicitado a confirmar a configuração do modo.
- Enquanto a bateria está carregando, você pode percorrer as várias telas do visor usando os dois botões centrais que fornecem informações sobre o processo de carregamento em diferentes modos.
Dicas para otimizar o desempenho da bateria
O conselho mais padrão é drenar completamente as baterias e depois recarregá-las. Embora este seja um tratamento para o "efeito memória", deve-se ter cuidado com as baterias de níquel-cádmio, pois é fácil danificá-las devido ao excesso de descarga, o que leva a processos de "inversão de pólos" e irreversíveis. Em alguns casos, a eletrônica da bateria é feitade uma forma que evite processos negativos, desligando antes que eles aconteçam, mas dispositivos mais simples, como lanternas, não.
Obrigatório:
- Esteja pronto para substituí-los. As baterias de níquel-hidreto metálico não duram para sempre. Após o término do recurso, eles pararão de funcionar.
- Compre um carregador inteligente que controle eletronicamente o processo e evite sobrecarga. Isso não é apenas melhor para baterias, mas também consome menos energia.
- Retire a bateria quando a recarga estiver completa. Tempo desnecessário no dispositivo significa que mais energia do jato está sendo usada para carregá-lo, aumentando assim o desgaste e usando mais energia.
- Não esgote as baterias completamente para prolongar sua vida útil. Apesar de todos os conselhos em contrário, uma descarga completa realmente encurtará sua vida.
- Guarde as baterias NiMH à temperatura ambiente em local seco.
- O excesso de calor pode danificar as baterias e fazer com que elas descarreguem rapidamente.
- Considere usar um modelo de bateria fraca.
Assim, você pode desenhar uma linha. De fato, as baterias NiMH são mais preparadas pelo fabricante para o ambiente atual, e carregar as baterias corretamente usando um dispositivo inteligente garantirá seu desempenho e longevidade.
