Зарядка NiMH аккумуляторов с помощью блока питания лабораторного стола

Короткий:

Зарядка NimH-аккумулятора 7,2 В 3300 мАч при макс. 300 мА и макс. 8,1 В должна работать хорошо, быть безопасной и не повреждать аккумулятор при комнатной температуре (скажем, ниже 30 °C).

Деталь:

Существует четвертый (как минимум) способ зарядки NimH-ячеек.
Это примерно эквивалентно тому, что вы делаете, и у меня это хорошо работало при нескольких сотнях тысяч солнечных лучей.
Вы не найдете его в таком количестве ссылок, как другие методы.
Вы обнаружите, что это реализовано, часто плохо, в очень дешевых зарядных устройствах для дрелей и подобных устройствах. Плохие варианты не так резко ограничивают Vmax, как это требуется, что приводит к «варке» клеток и ранней гибели.

По существу: установите Imax на некоторое приемлемое значение и ограничьте Vmax значением, при котором достигается почти полный заряд, но при котором ячейка будет потреблять минимальный ток или не потреблять его.

В зависимости от скорости заряда, температуры элемента и модели используемого элемента существует значение Vmax, при котором элемент прекращает зарядку примерно при 100% емкости без неопределенного входного тока непрерывного заряда.

Скорость заряда упадет, когда Vchg приблизится к этому напряжению, поэтому время до полного заряда будет значительно больше, чем, например, время до 80% заряда.

При температуре около C/10 или меньше типичный элемент NimH AA имеет Vmax 1,45 В. Это в некоторой степени зависит от марки и модели ячейки, и использование, скажем, 1,4 В безопаснее за счет более низкого заряда в некоторых батареях. Я пришел к этому напряжению, купив по нескольку никель-металлгидридных элементов типа AA всех марок, которые смог найти, и проведя испытания при температурах от 20°C до «слишком жарко». В то время как верхние температуры зарядки NimH должны быть ограничены (40C или меньше), вы все равно не хотите, чтобы система «убегала» при более высоких температурах. В идеале вы хотите предотвратить зарядку при слишком высоких температурах.

В случае вашей батареи 7,2 В, поскольку обычно считается, что NimH имеет Vcell = 1,2 В, что предположительно является Vb / 1,2 = 6-элементным пакетом.
В этом случае зарядное напряжение до 1,4 В x 6 = 8,4 В будет «безопасным».
Таким образом, предлагаемое вами напряжение 8,1 В немного не соответствует моей рекомендации, поскольку 8,1/6 = 1,35 В/ячейка.

Для интереса: я использовал немного модифицированный вариант этой схемы для зарядки NimH-элементов в портативных солнечных фонарях. Обычно используемые схемы оказались непригодными, т
. к. дельта V полностью заглушена изменениями инсоляции (уровня солнечного света) из-за облачности, других теней и движения прибора.

• Термические эффекты подавляются солнечным нагревом (как Tabs_max, так и delta T).

• Зарядка с фиксированным периодом устраняется путем изменения уровня инсоляции во время зарядки и в данный день.

Из них, вероятно, наиболее подходящей является зарядка по времени с регистрацией тока, но даже на нее влияют требования тепловых колебаний и тот факт, что n минут при m миллиамперах не дают такого же результата, как, скажем, m минут при n миллиамперах.

Использование Vcell-Max работало достаточно хорошо, чтобы его можно было использовать.
На практике я добавил систему, меняющую точку отсчета в зависимости от скорости заряда. Я предоставил схему температурной компенсации для другого клиента, но я не думаю, что она была принята.

Обратите внимание, что современные элементы NimH емкостью более 1800 мАч на элемент размера AA НЕ ДОЛЖНЫ заряжаться непрерывно после завершения зарядки. Старые элементы с меньшей емкостью включали химические рекомбинирующие газы и механизм поглощения H2 и O2 в результате электролиза перезарядки, но это было исключено по мере роста емкости элемента. Современные клетки рано умрут из-за высыхания, если их заряжать струйкой. ________________________________________

«4-й метод» зарядка NimH при переменной температуре и переменном токе, когда другие методы не могут быть использованы. Оно работает.

Подробнее здесь - листайте, не нажимайте.

Есть два надежных метода прерывания заряда с помощью NiMH. В обоих случаях вы заряжаете постоянным током. Первый равен -dV/dt. В этом методе зарядное устройство отслеживает выходное напряжение и следит за тем, чтобы оно не начало снижаться. Когда это происходит, происходит окончание заряда.

Второй способ прекращения заряда — dT/dt. Зарядное устройство следит за температурой элемента, и когда она начинает быстро повышаться, происходит окончание заряда. Очевидно, для этого нужен какой-то датчик температуры.

В обоих случаях скорость зарядки должна быть достаточно высокой, чтобы обеспечить сильный сигнал. Вероятно, идеальный диапазон — от C/3 до C. Для специального зарядного устройства, вероятно, проще реализовать -dV/dt, так как вам не нужен датчик температуры. Если вы планируете заряжать батареи при подключенной нагрузке, вам следует использовать dT/dt.

Есть и третий способ зарядки NiMH аккумуляторов, но он не идеален. По сути, вы заряжаете их при C/10 в течение 12 часов. Это единственный метод, который можно использовать с лабораторным источником питания, и он работает только в том случае, если вы не забываете вынимать батарейки через 12 часов. Основным недостатком этого метода является то, что если аккумуляторы уже заряжены, когда вы подключаете их к источнику питания, они получат перезаряд.

Это всего лишь набросок. Если вы решили сделать зарядное устройство, вы должны прочитать о методах завершения зарядки из надежного источника.

Это сработало бы, но обычно зарядка останавливается где-то между 85 и 90 процентами емкости, потому что сохранение после этого не так хорошо, и увеличивается вероятность дегазации.

Контроллер заряда распознает это, отслеживая напряжение — при 70% напряжение начинает расти быстрее, а затем стабилизируется при 85%. Ваш настольный блок питания попытается еще больше зарядить элементы.