Nylig fikk jeg et sett med oppladbare nikkel-metallhydrid-batterier (NiMH) til Bosch 14.4V, 2.6Ah skrutrekker. Batteriene hadde faktisk en liten kapasitet, selv om de bare ble brukt under belastning i en kort periode og hadde et lite antall utlading (arbeid) - ladesykluser. Av denne grunn bestemte jeg meg for å demontere batteriene, utføre sine element-for-element-målinger for å bestemme egenskapene og mulig gjenoppretting, bruke de "overlevende" elementene i andre hjemmelagde produkter som krever stor strømutgang på kort tid. Dette arbeidet er beskrevet trinnvis i merknaden “Automatisk batteriutladningsenhet».
Etter demontering av batteriet
ble det utført en forberedende utladning av elementene på den spesifiserte anordningen, med en kontroll over minste restspenning på 0,9 ... 1,0 volt, for å utelukke en dyp utladning. Dernest ble det påkrevd en enkel og pålitelig lader for å lade dem helt opp.
Krav til lader
Produsenter av NiMH-batterier anbefaler å utføre en lading med en gjeldende verdi i området 0,75-1,0C. Under disse forholdene er effektiviteten av ladeprosessen, mesteparten av syklusen, så høy som mulig. Men mot slutten av ladeprosessen synker effektiviteten kraftig, og energien går til varmeutvikling. Inne i elementet stiger temperatur og trykk kraftig. Batterier har en nødventil som kan åpne når trykket øker. I dette tilfellet vil egenskapene til batteriet uopprettelig gå tapt. Ja, og selve temperaturen har en negativ innvirkning på strukturen til elektrodene til batteriet.
Av denne grunn er det for nikkel-metallhydridbatterier veldig viktig å kontrollere modusene og tilstanden til batteriet ved lading, i det øyeblikket ladeprosessen avsluttes, for å forhindre overlading eller ødeleggelse av batteriet.
Som antydet, ved slutten av NiMH-batteriets ladeprosess, begynner temperaturen å stige. Dette er hovedparameteren for å slå av ladingen. Vanligvis tas en temperaturøkning på mer enn 1 grad per minutt som et kriterium for terminering av ladningen. Men ved lave strømmer (mindre enn 0,5 ° C), når temperaturen stiger sakte nok, er det vanskelig å oppdage. En absolutt temperaturverdi kan brukes til dette. Denne verdien er 45-50 ° C. I dette tilfellet må ladningen avbrytes og fornyes (om nødvendig) etter avkjøling av elementet.
Det er også nødvendig å sette en tidsgrense for lading. Det kan beregnes av batterikapasiteten, mengden ladestrøm og prosesseffektivitet, pluss 5-10 prosent. I dette tilfellet, ved normal prosesstemperatur, er laderen slått av på det innstilte tidspunktet.
Med en dyp utladning av NiMH-batteriet (mindre enn 0,8V) er ladestrømmen foreløpig satt til 0,1 ... 0,3C. Dette stadiet er begrenset i tid og tar omtrent 30 minutter. Hvis batteriet i løpet av denne tiden ikke gjenoppretter spenningen på 0,9 ... 1,0 V, er cellen kompromissløs. I det positive tilfellet utføres deretter ladning med økt strøm i området 0,5-1,0C.
Og likevel, om den ultra raske batteriladningen. Det er kjent at når lading av opptil 70% av kapasiteten, har nikkel-metallhydridbatteriet en ladningseffektivitet nær 100 prosent. Derfor er det på dette stadiet mulig å øke strømmen for å akselerere passasjen. Strømmer i slike tilfeller er begrenset til 10C. Høy strøm kan lett føre til overoppheting av batteriet og ødeleggelse av strukturen til elektrodene. Derfor anbefales bruk av ultrasnabb lading bare ved konstant overvåking av ladeprosessen.
Ladeproduksjonsprosess for NiMH-batteri gjennomgått nedenfor.
1. Etablere grunnlagsdata.
- Lading av cellen med en konstant strømverdi på 0,5 ... 1,0C til den nominelle kapasiteten.
- Utgangsstrøm (justerbar) - 20 ... 400 (800) ma.
- Stabilisering av utgangsstrømmen.
- Utgangsspenning 1,3 ... 1,8 V.
- Inngangsspenning - 9 ... 12 V.
- Inngangsstrøm - 400 (1000) ma.
2. Som strømkilde for minnet, velger vi en mobiladapter 220/9 volt, 400 ma. Det er mulig å erstatte med en kraftigere en (for eksempel 220 / 1,6 ... 12V, 1000 ma). Endringer i utformingen av minnet vil ikke være nødvendig.
3. Vurder ladekretsen
En designvariant av batteriladeren er en stabiliserings- og strømbegrensende enhet og er laget på ett element av en operasjonsforsterker (OA) og en kraftig kompositt n-p-n-transistor KT829A. Laderen gjør det mulig å justere ladestrømmen. Stabiliseringen av den innstilte strømmen skjer ved å øke eller redusere utgangsspenningen.
I koblingspunktet til motstanden R1 og zenerdioden VD1 genereres en stabil referansespenning. Ved å endre spenningsverdien hentet fra potensiometeret R2 til motstandsdeleren ved den ikke-inverterende inngangen til driftsforsterkeren (pinne 3), endrer vi verdien på utgangsspenningen (pinne 6), og derfor strømmen gjennom VT1. Motstand R5 begrenser strømmen i kretsen til det oppladbare batteriet. Endringen i spenningsfallet ved R5 når ladestrømmen avviker gjennom tilbakemeldingen (OOS) til inverteringsinngangen til op-forsterkeren (pinne 2), korrigerer og stabiliserer utgangsstrømmen til laderen. Installert R2-strøm vil være stabil til slutten av ladingen av denne og påfølgende batterier av samme type.
Denne strømstabilisatorkretsen er veldig allsidig og kan brukes til å begrense strømmen i forskjellige utførelser. Kretsen er enkel å gjenta, består av enkle og rimelige radiokomponenter, og når de er riktig installert, begynner de umiddelbart å fungere.
Et kjennetegn ved denne kretsen er muligheten til å bruke tilgjengelige driftsforsterkere med en forsyningsspenning på 12V, for eksempel K140UD6, K140UD608, K140UD12, K140UD1208, LM358, LM324, TL071 / 081. KT829A-transistoren er det viktigste kraftelementet og all strøm går gjennom den, derfor er den nødvendigvis installert på kjøleribben. Valget av transistor bestemmes av den nødvendige ladestrømmen som er innstilt for å lade batteriet.
4. Velg huset for laderen. Han vil bestemme form, design, betingelser for fjerning av varme og utseende på minnet. I dette tilfellet ble en aerosolboks av aluminium valgt. Vi fjerner den øvre delen.
5. Vi kutter av den universelle monteringsplaten en del som er lik bredde til sylinderdens indre diameter. Det er å foretrekke fremfor tett, uten stigning, brettet som kommer inn i sylinderen.
6. Vi fullfører minnet med deler i henhold til skjemaet. Aerosolhetten er godt størrelse som en potensiometerknott.
7. Vi fikser transistoren på radiatoren og installerer radiatoren på kanten av brettet, i følge bildet.
8. Lodde transistoren fører til elektrodene på brettet.
9. Lodde motstanden, begrense den maksimale batteriladestrømmen. Siden hele ladestrømmen går gjennom motstanden R5, for best kjøling av motstanden, trekkes den fra de mye brukte (MLT-1) fire parallellkoblede motstander på 22 ohm med en effekt på 1 W hver. I tillegg er en 1,8 ohm 5-watts motstand installert i serie. Den totale motstanden på R5 var omtrent 7 ohm (gjennomsnittlig effekt 4 watt). Motstandenes motstand og utstyr avhenger av den planlagte ladestrømmen og tilgjengeligheten av deler fra produsenten.
10. Sett kontrolldelen av minnet på et brettbrettkort. Vi kobler den produserte kraftenheten til laderen og kobler lasten - et oppladbart batteri. For å sjekke drifts- og feilsøkingsmodus, kobler du minnet til en justerbar strømforsyning. Vi sjekker omfanget av justering av ladestrømmen, om nødvendig velger vi verdien på motstandene R2 og R3.
11. Overfør kontrolldelen av minnet til arbeidsskjerfet
og fest den til strømmen.
12. Sett inn stikkontakten for tilkobling av strømforsyningen til laderen (adapter eller annen strømforsyning) på tavlen.
13. Installer minnet i huset, og plasser radiatoren i den øvre (åpne) delen.
Bor en serie hull med en diameter på 6 mm i den nedre sylindriske delen av huset. Arbeidsposisjonen til laderhuset er loddrett, derfor, i den, på lik linje med en skorstein, opprettes naturlig trekkraft. Luft oppvarmet av motstander og en radiator stiger opp fra huset oppover og trekker kaldt ned i de nedre hullene. Slik ventilasjon fungerer effektivt, fordi betydelig oppvarming av radiatoren med 2, 3 timers drift av laderen praktisk talt ikke merkes av oppvarmingen av saken.
14. Laderen er montert med et arbeidssett og testet under belastning, og lader et dusin batterier fullstendig. Minnet fungerer stabilt. Samtidig overvåkes periodisk den estimerte ladetiden, så vel som batteritemperaturen, for å deaktivere laderen ved kritiske verdier. Ved å bruke "krokodiller" for å koble til batteriet kan du koble deg til minnekontrollampeteret (multimeter) for å justere ladestrømmen. Når du lader etterfølgende elementer av samme type, trenger du ikke et ammeter.
